Основные принципы при бурении с пеной

Основные принципы бурения с пеной
Преимущества бурения с пеной
1. Значительное повышение механической скорости бурения
2. Значительное снижение потребления воды
3. Высокая выносящая способность
4. Низкая плотность и теплоемкость
5. Высокая вязкость
6. Позволяет бурить скважины большого диаметра с низким расходом воздуха
7. Не размывает стенки скважины
8. Стабилизирует стенки скважины, не вызывая набухания глинистых пород
9. Не загрязняет продуктивный горизонт
Технология
Концентрация пены в воде чаще всего составляет 0,5-2 %. В процессе бурения бочку с водой располагают возле буровой установки со стороны специального пенного насоса. Затем добавляют 1-4 литра
жидкой пены и размешивают для получения равномерного пенного раствора. Добавление большего количества жидкой пены в воду позволяет получить более густой пенный раствор и увеличить кол-во пузырьков
в пене. Очищающая способность пены при этом улучшается, но скорость бурения падает. При воздействии
солнечных лучей пена, вышедшая из скважины на поверхность, через некоторое время полностью распадается. Пенный раствор, оставшийся в бочке, после завершения бурения может быть использован для мытья буровой установки из специального пистолета. При пневмоударном бурении раствор ПАВ добавляется
в случае бурения липких, водоносных пород, чтобы избежать наматывания сальников и улучшить вынос
шлама. Чем тверже породы, тем меньшее кол-во раствора ПАВ впрыскивается в воздушную магистраль.
Концентрация ПАВ в воде
Для устойчивых пород, небольшого диаметра бурения и небольших водопроявлений в скважине
концентрация ПАВ может составлять 0,03 – 1 %. При бурении неустойчивых горных пород, скважин большого диаметра и больших водопроявлений в скважине контрация может составлять 2 - 20 %.
0,25-0,5% Туман
0,5-1,5% Пена
1,5-3%
Густая пена
>3%
В экстремальных случаях
Туман
Пена
Густая пена
www.drillpoint.ru
Подача пенного раствора пенным насосом
Рекомендации подачи пенного раствора:
Неустойчивые породы – 37 – 95 л/мин
Разрушенные породы – 19 – 57 л/мин
Устойчивые породы – 8 – 37 л/мин
Подача воздуха компрессором
При бурении неустойчивых горных пород подача воздуха составляет:
508 - 610 мм - 11 - 17 м3/мин
305 - 381 мм - 7 - 15 м3/мин
203 - 254 мм - 3 - 4,5 м3/мин
Данная подача обеспечит скорость восходящего потока 45 – 75 м/мин.
Основные правила
При увеличении диаметра бурения:
- концентрацию ПАВ в воде увеличить
- расход пенным насосом увеличить
- расход воздуха компрессором увеличить.
При увеличении твердости пород:
- концентрация ПАВ в воде уменьшить
- расход пенным насосом уменьшить
- расход воздуха компрессором увеличить
Главным параметрами, при выборе концентрации пены и расхода пенным насосом и компрессором
является
1. качество пены, которая выходит из скважины (постоянно контролируется)
2. скорость проходки
3. вынос шлама из скважины
Основные принципы
При бурении с пеной установите на устье специальный герметизатор с отводной трубой, чтобы пенный раствор выходил из скважины на удаленное от буровой расстояние.
www.drillpoint.ru
Настройте скорость бурения таким образом, чтобы весь шлам выходил из скважины, не пытайтесь
достичь очень высокой скорости бурения, иначе пенный расвтор не будет успевать выносить всю разрушенную породу, что может привести к прихвату бурового инструмента.
Выход пенного раствора из скважины должен быть равномерным, без прерывистых скачков, что может быть вызвано слишком большой подачей воздуха палубным компрессором буровой установки.
Внимательно следите за выходом пенного раствора со шламом из скважины. Таким образом Вы
можете контролировать процесс бурения, понимать что происходит в скважине и регулировать параметры
пенного раствора: концентрация в воде, подача раствора пенным насосом, подача воздуха компрессором.
В дополнение к пенообразователю в пенный раствор добавляется бентонит или полимеры, что
обеспечивает:
- увеличение плотности и вязксоти раствора для бурения скважин большого диаметра
- увеличение устойчивости стенок скважины при бурении по неустойчивым горным породам
- исключение поглощения бурового раствора в зонах повышенной проницаемости
Возможные проблемы и пути их решения
Проблема
Причина
Решение
Из скважины выходит
воздух с прерывистым
выкидываеним пены
Воздух разрушает пену и не позволяет ей
нормально сформировываться
Увеличьте расход раствора
ПАВ или уменьшите расход
воздуха
Пена жидкая и обводненная
Водопроявления в скважине, с содержанием соли
Увеличьте и расход раствора
ПАВ, и расход воздуха, а также концентрацию ПАВ
Быстрый скачок давления
Воздух разрушает пену и не позволяет ей
нормально сформировываться
Увеличьте расход раствора
ПАВ или уменьшите расход
воздуха
Постепенное медленное увеличение давления
Увеличение шлама на забое или подъем
воды из скважины
Незначительно увеличьте
расход воздуха
Быстрое увеличение
давления
Забито долото, или намотало сальник
вокруг буровой колонны
Приподнимите снаряд от забоя и расхаживаанием постарайтесь восстановить циркуляцию
www.drillpoint.ru