Почему буровой раствор необходим для ГНБ

     Буровые растворы — секретный ингредиент работ по горизонтально-направленному бурению (ГНБ). Буровые растворы также могут быть одним из наиболее неправильно понимаемых аспектов буровых работ. Каждый член вашей бригады, связанный с буровыми работами, должен понимать, что такое буровой раствор, как его смешивать, какие добавки следует использовать для различных грунтовых условий, как определять скорость прокачки и откачки, а также как вносить коррективы в работа.

Эта серия коротких статей поможет раскрыть некоторые тайны буровых растворов, начиная с того, почему они необходимы для операций ГНБ и способов их смешивания.

Почему буровой раствор важен

Вот несколько причин, по которым буровые растворы используются в проектах ГНБ:

• Помогает извлекать шлам: неудаление шлама с траектории ствола скважины может привести к непреднамеренному возврату (разрыву), ограничению длины бурения, которое может быть направлено буром, вздыманию грунтовых поверхностей над буровой головкой и приводить к сбоям при отводе продукта.
• Создает стабильность в скважине: буровой раствор помогает траектории бурения сохранять свою форму в процессе бурения. Использование подходящего типа жидкой добавки также важно для того, чтобы просверленное отверстие сохраняло свою форму при работе в различных типах грунта (например, при бурении в песке).
• Охлаждает и смазывает инструмент: температура внутрискважинного инструмента может быстро повышаться без использования буровых растворов. Повышение температуры буровой головки выше 220° по Фаренгейту приведет к необратимому повреждению преобразователя, который выдает критические данные о глубине и шаге. Буровые растворы также помогают содержать оснастку в чистоте и снижают давление отдачи/крутящего момента, необходимое для запуска и обратного протягивания продукта. 

Вязкость бурового раствора

Теперь вы узнали, почему использование бурового раствора имеет важное значение, но также необходимо понимать, что у бурового раствора должна быть правильная вязкость (густота).

Слишком жидкий или легкий буровой раствор может ограничивать крутящий момент в скважтине. Вы все еще можете получить большой  КПД, но более тяжелый шлам может опуститься на дно ствола (образуя слой шлама) и не быть вымытым. Через некоторое время этот слой шлама может создать проблемы с обратным потоком во время остальной части процесса бурения (что может привести к чрезмерной нагрузке на продукт и непреднамеренному возврату).

Слишком густой буровой раствор может привести к дополнительному давлению в скважине, чтобы заставить жидкость течь, и в конечном итоге привести к непреднамеренному возврату. Жидкости следуют по пути наименьшего сопротивления, и если жидкость слишком густая — это направление, как правило, к поверхности.

Чтобы убедиться, что у вас правильная вязкость, важно измерять ее каждый раз, когда вы смешиваете партию бурового раствора. Вам понадобится воронка Марша и чашка, следуя этим шагам.

1. Начните с заполнения стакана до линии заполнения буровым раствором.
2. Затем заткните пальцем отверстие в нижней части воронки и вылейте жидкость через сетку воронки (убедитесь, что вы надели соответствующие защитные перчатки).
3. На экране не должно оставаться комочков материала. Если это так, ваш буровой раствор, вероятно, неправильно перемешан или полностью гидратирован (подробнее об этом далее). Повторяйте до тех пор, пока буровой раствор не достигнет верхней линии заполнения (прямо под экраном) вашей воронки Марша.
4. Теперь поместите пустую чашку под воронку и включите секундомер, когда вы уберете палец со дна воронки. Вы хотите прекратить подсчет, когда буровой раствор достигнет верхней линии заполнения 0,9 кг вашего стакана. Это число является показателем вязкости бурового раствора.

Вы должны стремиться к показателю вязкости от 45 до 60 секунд для большинства операций бурения.

Процесс смешивания

Всегда следите за тем, чтобы лицо, назначенное для смешивания буровых растворов, полностью обучено выполнению соответствующих действий.

На каждой новой работе вы должны проверять уровень pH в источнике воды. Добавки к буровым растворам (бентонит и полимеры) лучше смешиваются с диапазоном уровня pH от 8 до 9. Муниципальная вода обычно измеряется примерно в этом диапазоне. Однако, если вы используете воду из пруда или колодца, уровень pH, скорее всего, упадет ниже этого диапазона. Добавление кальцинированной соды поможет повысить уровень pH и поможет вам использовать меньше буровых растворов.

Когда вы будете готовы смешать свои добавки с водой, порошки, такие как бентонит, должны быть добавлены в бункер, а жидкости должны быть вылиты непосредственно в бак.

Каждая система смешивания жидкостей Vermeer оснащена устройством для резки мешков рядом с бункером. Используйте его, чтобы разделить и сразу высыпать весь мешок в бункер. Таким образом, вместо того, чтобы резать ножом и медленно просеивать материал в бункер, вы поможете снизить уровень пыли и предотвратите попадание воздуха в систему.

При добавлении бентонита убедитесь, что он проходит через трубку Вентури и бункер на полном газу. Вы хотите получить максимальный имплозий через трубку Вентури, чтобы хорошо перемешать продукт. После добавления достаточного количества мешков с бентонитом продолжайте перемешивание продукта через трубку Вентури в течение примерно 10 минут, пока он полностью не растворится и не увлажнится.

Если вы планируете добавить полимер, вам нужно будет подождать, пока бентонит полностью не перемешается (10 минут). Добавление полимера слишком рано или не по порядку может привести к слипанию бентонита в резервуаре, что сделает его неэффективным.

Завершающим этапом является проверка вязкости бурового раствора. Если он слишком густой, добавьте еще воды или разбавителя; если он слишком жидкий, добавьте больше добавок к буровому раствору.

Несколько замечаний по хозяйству

Смешивание бурового раствора не должно быть грязной работой. Убедитесь, что вы регулярно очищаете бункер смесительной системы и трубку Вентури, чтобы предотвратить засорение. Кроме того, не забывайте часто мыть аквариум. Если в резервуаре остались остатки полимера, когда вы собираетесь смешивать следующую партию бурового раствора, в резервуаре могут остаться небольшие комки бентонита.