ВВЕДЕНИЕ. 1. Баранова И.В. Компас-3D для школьников: Черчение и компьютерная графика [Электронный ресурс]/Учеб.пособ

1. Баранова И.В. Компас-3D для школьников: Черчение и компьютерная графика [Электронный ресурс]/Учеб.пособ. для уч-ся.обр.учр.-М.:ДМК,2009-271с.-Режим доступа: http://anybook4free.ru/book/4459133.html

2. Миронова Р.С, Миронов Б.Г. М64 Инженерная графика:Учебник.-2е изд., испр. И доп.-М:Высш.шк:, издательский центр “Академия “, 2001.-288С.:ил.

В. И. Зварыгин

Очистные агенты

Учебное пособие

Красноярск

СФУ

ВВЕДЕНИЕ

Одновременно с развитием геологоразведочных работ в России, когда почти все месторождения полезных ископаемых, расположенных на поверхности или небольшой глубине, уже разведаны, появилась необходимость изучения горных пород на на более глубоких горизонтах, необходимость бурения более глубоких скважин, необходимость совершенствования технологии бурения.

Кратко рассмотрим историю развития бурения в России, в частности ее технологии промывочных жидкостей.

До пятидесятых годов буровыми работами занималась преимущественно геологическая служба. Они и проектировали эти работы и руководили буровыми бригадами. Все технологические работы выполняли буровые мастера, не имеющие специального образования. В качестве промывочной жидкости использовали преимущественно чистую воду, в крайнем случае необработанные глинистые растворы. Большим достижением стало использование с 1937 года бентонитовых (монтмориллонитовых) глин.

Для неустойчивых набухаемых горных пород эти растворы оказались малоэффективными. Тогда считали, что причиной набухания набухающихся (глинистых) пород высокую водоотдачу глинистых растворов.

Поэтому основное внимание уделяли водоотдаче растворов. Термины «сохранение устойчивости скважины» и «снижение водоотдачи» считали синонимами. В 1934-36 годах В.С.Барановым предложено для снижения водоотдачи использовать щелочные реагенты УЩР и ТЩР.

В пятидесятых годах вследствие возникновения многочисленных проблем при бурении скважин была введена новая специальность «Техника разведки месторождений полезных ископаемых». В геологоразведочных организациях появилась должность «техрук», в дальнейшем «главный инженер». Главная обязанность главного инженера – техническая служба и технология бурения.

Появились учебники и учебные пособия, такие как «Буровое дело» авторов Куличика Н.И и Воздвиженского Б.И. (1946 г.) и «Разведочное бурение» 1949 г. (Воздвиженский Б.И и Волков С.А.), «Буровая механика» 1949 г.(Воздвиженский Б.И. и Васильев М.Г.) и ряд других учебных пособий.

В области технологии бурения появилось физико-механическое направление приготовления промывочных жидкостей.

Причиной осложнений в глинистых породах (осыпи, обвалы и т.д.) считалась невысокая прочность горных пород. Для поддержания устойчивости рекомендовалось использовать глинистые растворы повышенной плотности с высоким содержанием твердой фазы. Для понижения вязкости в этом случае стали использовать лигносульфонаты.

Позже было установлено, что при повышении плотности: резко снижается механическая скорость бурения:

В семидесятые годы из общего курса «Бурение скважин» выделяют дисциплину «Технология и техника разведки». Выпускается учебник Шамшева Ф.А. «Технология и техника разведки» (1973).

В геологоразведочных организациях появилась должность технолога.

В США было доказано, что для бурения глинистых пород эффективны промывочные жидкости, облегченные растворы с малым содержанием глинистой твердой фазы, а в качестве структурообразователя в раствор добавлять полимеры. Для бурения глинистых пород предложен ряд рецептур полимер глинистых и полимерных растворов.

При выборе промывочных жидкостей особое внимание стали уделять геологическим условиям, физико - химическим процессам взаимодействием промывочных жидкостей с горными породами. Появился ряд новых химических реагентов для улучшения качества буровых растворов.

В России появились труды Городнова В.Д. «Физико-химические методы предупреждения осложнений при бурении скважин на нефть и газ» (19977 и 1984 г.г). В 1985 году труды Б.Р.Дедусенко и др. «Буровые растворы с малым содержанием твердой фазы», труды Булатова А.И. и др. «Технология промывки скважин» (для ИТР работающих в области бурения скважин на нефть и газ 1981год).

Для студентов вузов обучающихся на специальности «Технология и техника разведки м.п.и.» (бурение скважин на твердые полезные ископаемые) в 1987 вышло учебное пособие «Бурение скважин в осложненных условиях» авторы Б.Б.Кудряшов, А.М.Яковлев выпускается еще много других трудов и наставлений.

В 80-ые годы из дисциплины «Технология и техника разведки» выделяется дисциплины «Промывочные жидкости и тампонажные смеси» Ивачев в 1987 году изучает учебник под этим названием.

В 90-ые годы из этой дисциплины выделяется «Промывочные жидкости». Издается учебник В.И.Зварыгина «Промывочные жидкости для бурения осложненных пород» (2007 г.)

В 2011 году вместо дисциплины «Промывочные жидкости» ввели дисциплину «Очистные агенты», в которой рассматриваются помимо стандартных промывочных жидкостей и современные очистные агенты, такие как газожидкостные смеси эмульсионные, солевые растворы и газообразные агенты.

Таким образом, наша специальность называется «Технология и техника разведки». На производстве после адаптации вы будете работать в должности технолога.

В технологии бурения главенствующую роль занимает правильный выбор и регулирование очистного агента. От правильного выбора зависит успех в повышении производительности труда и механической скорости бурения, а, следовательно, и материального обеспечения семьи и наоборот. При неправильном выбора промывочной жидкости возможны большие осложнения, аварии, невыполнение геологической задачи, низкая зарплата и не только технологу, но и буровой бригаде и ИТР.

Все это обязывает студентов в первую очередь тщательно изучить эту дисциплину.

Без знания дисциплины - выпускник не специалист.

Очистные агенты – это жидкие и газообразные вещества, предназначенные для очистки забоя скважины от продуктов разрушенных горных пород, образованных в процессе бурения скважин.

Все очистные агенты представляют собой дисперсные системы, состоящие из дисперсной тонкоразмельченной твердой, газообразной или жидкой фазы и дисперсионной среды (средой, в которой распределено дисперсное вещество).

Системы, состоящие из одной дисперсной фазы, называют гомогенными, а из нескольких фаз – гетерогенными. К гомогенным системам можно отнести истинные растворы, к гетерогенным – воздух, коллоиды, суспензии, эмульсии, пены.

Дисперсность – это обратная величина размера частиц а:

D = 1/a.

Дисперсные системы делят на три группы: с газовой Г₂, жидкой Ж₂ и твердой Т₂ дисперсионной средой.. Здесь индекс 2 означает дисперсионную среду, индекс 1 указывает на дисперсную фазу. Системы с газовой дисперсионной средой называют аэрозолями, а с жидкой – лиозолями.

Тонкодисперсные системы с твердой фазой и жидкой дисперсионной средой называют суспензиями.

Дисперсные системы, представленные жидкой дисперсионной средой и газообразной дисперсной фазой, называют аэрированными промывочными жидкостями, а дисперсные системы, в которых дисперсионной средой являются пленки воды, а дисперсной фазой – газ (иногда до 99%), называют пенами.

Дисперсные системы с жидко-дисперсной средой и жидкой дисперсной фазой носят название эмульсий.

Назначение очистных агентов

В процессе бурения скважин очистные агенты выполняют следующие функции:

1) транспортирование разрушенного материала с забоя на поверхность;

2) стабилизацию стенок скважин (кольматация пор и трещин, компенсация пластового давления, предотвращение набухания породы);

3) смазку стенок скважины, бурильной колонны и породоразрушающего инструмента и снижение их износа.;

4) охлаждение породоразрушающего инструмента.

В соответствии с указанными функциями промывочные жидкости для бурения в осложненных условиях должны иметь следующие свойства:

1) для выноса шлама, удержания его во взвешенном состоянии, кольматации пор и трещин в стенках скважин - иметь необходимую структуру (статическое напряжение сдвигу) и вязкость;

2) для предотвращения насыщения горных пород водой – высокую стабильность и малую водоотдачу;

3) для компенсации пластового давления, предотвращения водопроявлений, водопоглощений и обвалов скважин – регулируемую плотность, соответствующую пластовому давлению;

4) для модификации (упрочнения) неустойчивых горных пород стенок скважин область – крепящими свойствами;

5) для снижения трения и износа бурового снаряда, нагревания породоразрушающего инструмента – смазывающими свойствами.