Лекция 23. Очистка и дегазация буровых растворов

При замкнутой схеме циркуляции буровой раствор после вы­хода из скважины вновь должен быть тщательно очищен от шлама, а если требует технология бурения, то и от газа. При бурении с промывкой водой качественная очистка обеспечивает­ся путем отстоя водной суспензии и введением добавок гидрофобизаторов ПАА, ГКЖ. Для этого между устьем скважины и буровым насосом устанавливают отстойные емкости или роют бульдозерами амбары Суммарный объем отстойников в 2,5— 4 раза превышает объем скважины.

Сложнее очистить растворы, обладающие удерживающей способностью С этой целью применяют специальные механизмы и устройства, которые по принципу действия можно разделить на две группы: удаляющие шлам с помощью сит; удаляющие шлам с помощью центробежных сил. К первой группе относят­ся самовращающиеся сепараторы, ситоконвейеры, вибрирую­щие сита, ко второй — гпдроциклоны и центрифуги.

Приспособления первой группы производят так называемую грублю очистку бурового раствора от шлама, удаляют части­цы размерами не менее размеров ячеек сеток. Лучшими из них являются вибросита, размеры ячеек сеток которых составляют 0,16 х 0.16, 0,4 х 0,4 мм и др. Вибросита удаляют из бурового раствора в среднем от 8—10 до 30—35% выбуренной породы.

Грубая очистка раствора недостаточна, особенно при глубо­ком бурении, поскольку значительная часть шлама представ­лена более мелкими частицами. Анализ фракционного состава твердой фазы породы в растворе показывает, что она состоит в основном из частиц размером менее 0,075 мм, которые удаля­ются с помощью приспособлений второй группы.

Широко применяется технология трехступенчатой очистки с использованием вибросит, пескоотделителей и илоотделителей, повышающая степень очистки буровых растворов до 60—70% вместо 30—40% при двухступенчатой. Одна из важных задач— удаление выбуренной породы из утяжеленных растворов. Осо­бенностью очистки при этом является предварительное разбав­ление утяжеленного раствора водой и регенерация утяжелителя. Широко распространена технология очистки, при которой используются вибросита совместно с гидроциклонами или цент­рифугами Более качественная очистка достигается центрифу­гами, так как разбавление водой не превышает соотношения 1:1 Из раствора удаляется 70—90% глины, и в раствор возвра­щается 80—90% и более утяжелителя. Так, турбоциклон ГТН-200 способен регенерировать до 98°' барита и удалять 70— 80% глины при степени разбавления раствора водой до 0,3.

Для удаления газа из раствора применяют механические термические, физико-химические и вакуумные способы. Наибо­лее часто используют вакуумные дегазаторы (ДВС-2 и др.), состоя­щие в основном из дегазационных камер, вакуумного насоса и

емкости. Газ отделяется в дегазационных камерах при переме­шивании раствора в разреженной среде, созданной вакуумным насосом.

Эффективное средство уменьшения содержания твердой фа­зы в буровых растворах — применение наряду с методами гру­бой и тонкой очистки растворов способа обработки их флокулянтами селективного действия, стабилизирующими одни и коа­гулирующими другие частицы твердой фазы. Например, в глинополимерных растворах удаление излишней твердой фазы су­щественно облегчается благодаря тому, что акриловые реаген­ты так укрупняют частицы породы размером 0,002—0,02 мм, что их можно удалять илоотделителем. Для коагуляции шламов разбуриваемых пород и последующего их удаления хорошие ре­зультаты дает обработка растворов гидрофобными кремнийорганическими жидкостями (ГКЖ-10, ГКЖ-11).