Изобретение относится к горной промышленности, а именно способам очистки от шлама неутяжеленных буровых растворов при бурении нефтегазоразведочных, промысловых и других скважин.
Цель изобретения - повышение качества трехступенчатой очистки неутяжеленного бурового раствора от выбуренного шлама и обеспечение сбалансированной производительности шламовых насосов циркуляционной системы.
Для достижения указанной цели заданная плотность раствора непрерывно поддерживается путем последовательной очистки всего объема раствора, поступающего из скважины, на вибросите и в пескоотделителе, и части объема раствора путем тонкой очистки в илоотделителе, после чего осуществляют перемешивание обоих объемов различной плотности в циркуляционной системе и регулирование подачи слива пескоотделителя на очистку в илоотделитель посредством байпаса в зависимости от величины измеренной усредненной плотности раствора.
Очищенный в песко- и илоотделителе раствор разгружается в собственный желоб каждой гидроциклонной установки, при этом часть очищенного раствора самотеком возвращается на повторную замкнутую циркуляцию в исходную емкость насоса по наклонному желобу.
На чертеже показана циркуляционная технологическая схема реализации способа при трехступенчатой системе очистки.
Буровой раствор нагнетается в скважину буровым насосом 1. В процессе бурения раствор, обогащенный шламом, от устья скважины 2 поступает на вибросито 3 первой ступени очистки. После вибропроцеживания надрешетный материал (шлам) сбрасывается в шламовый амбар. Подрешетный раствор по желобу первой ступени очистки направляется в емкость 4 и вертикальным шламовым насосом 5 подается на очистку в пескоотделитель 6 второй ступени очистки. Шлам из песковой насадки пескоотделителя стекает в шламосборник 7 и удаляется самотеком в шламовый амбар.
В зависимости от положения задвижки 8 слив пескоотделителя в регулируемом соотношении направляется в желоб второй ступени очистки и посредством байпаса в емкость 9 на третью ступень очистки в илоотделителе.
Участок (а) желоба второй ступени очистки от места разгрузки пескоотделителя в сторону емкости 4 выполнен с уклоном, необходимым для создания принудительной замкнутой циркуляции части раствора, обеспечивающей компенсацию недостающей производительности шламового насоса 5 по исходному питанию, а оставшаяся часть раствора в желобе после наполнения емкости как избыток непрерывно стекает в циркуляционную емкость 10. Из емкости 9 вертикальным шламовым насосом 11 раствор подается в илоотделитель 12. Шлам из песковых насадок гидроциклонов илоотделителя стекает в шламосборник 13 и удаляется в шламовый амбар. Слив илоотделителя направляется в желоб третьей ступени очистки.
Участок (б) желоба третьей ступени очистки аналогично участку (а) желоба второй ступени установлен с уклоном в сторону емкости 9. Часть слива илоотделителя по наклонному участку стекает в емкость 9, компенсируя недостающую производительность шламового насоса 11, а оставшаяся часть раствора как избыток разгружается в емкость 10. При полностью открытой задвижке 8 весь объем слива пескоотделителя, минуя байпас, поступает в желоб второй ступени очистки. При закрытии задвижки 8 уменьшается поступление слива пескоотделителя в желоб второй ступени и часть бурового раствора по байпасу направляется в емкость 9 на третью ступень очистки. Задвижка 8 может быть закрыта только до определенного фиксированного положения, обеспечивающего прохождение через нее минимального объема слива пескоотделителя, необходимого для компенсации недостающей производительности шламового насоса 5.
Регулирование подачи бурового раствора на третью ступень очистки осуществляется в зависимости от величины измеренной усредненной плотности очищенного раствора после перемешивания в циркуляционной емкости 10. В случае, когда измеренная величина плотности превышает заданное значение, подачу слива пескоотделителя на третью ступень очистки следует увеличить. Для этого задвижку 8 относительно существующего положения необходимо прикрыть, т. е. увеличить поступление раствора по байпасу в емкость 9.
При снижении плотности раствора относительно заданного значения, наоборот, регулирующую задвижку прикрывают, т. е. уменьшают подачу раствора на третью ступень очистки.
Регулирование плотности изменением подачи раствора на очистку и илоотделителе методом "больше-меньше" в зависимости от величины измеренной усредненной плотности очищенного раствора позволяет постепенно достичь и устойчиво поддерживать ее заданную величину.
При регулируемом методе в циркуляционную емкость очищенный раствор одновременно поступает по желобам второй и третьей ступени очистки в том объемном соотношении, в каком происходит очистка по двух- и трехступенчатой системам очистки.
Способ допускает наряду с регулируемой очисткой проводить очистку раствора только по двух- или трехступенчатой технологии.
Реализация данного способа при бурении скважин позволит повысить качество очистки бурового раствора, непрерывно поддерживать заданную плотность очищенного раствора, сбалансировать производительность шламовых насосов совместно с очистными устройствами между собой и буровым насосом, а следовательно, снизить себестоимость буровых работ за счет улучшения показателей проходки на долото, повышения износостойкости долот и снижения интенсивности абразивного износа гидравлического оборудования. (56) И. Н. Резниченко и др. Эффективность механических средств очистки буровых растворов. М. : Нефтяное хозяйство, 1987, N 7, с. 16-18.
Авторское свидетельство СССР N 1260505, кл. E 21 B 21/06, 1986.
И. Н. Резниченко. Приготовление, обработка и очистка буровых растворов. - М. : Недра, 1982, с. 179-181.
Использование: при очистке от шлама неутяжеленных буровых растворов при бурении нефтегазоразведочных и промысловых скважин. Сущность изобретения: непрерывно поддерживают заданную величину плотности и улучшают качество гидроциклонной очистки неутяжеленных буровых растворов. Для чего регулируют подачу слива пескоотделителя на третью ступень очистки в илоотделителе. Заданную плотность раствора непрерывно поддерживают путем последовательной очистки всего объема раствора, поступающего из скважины на вибросите и пескоотделителе, и части объема путем тонкой очистки в илоотделителе. Далее осуществляют перемешивание обоих объемов различной плотности в циркуляционной системе и регулирование подачи слива пескоотделителя на очистку в илоотделитель посредством байпаса в зависимости от величины измеренной усредненной плотности в зависимости от величины измеренной усредненной плотности очищенного раствора. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.
