ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Циркуляционная система служит для подачи бурового раствора от устья скважины к приемным емкостям, очистки его от выбу­ренной породы и дегазации.

Упрощенной конструкцией циркуляционной системы является желобная система, которая состоит из желоба для движения раствора, настила около желоба для хождения и очистки жело­бов, перил и основания. Желоба могут быть деревянными из до­сок толщиной 40 мм и металлическими из листового железа толщиной 3—4 мм. Ширина желобов 700—800 мм, а высота 400—500 мм. Применяют желоба прямоугольного профиля и полу­круглые. С целью уменьшения скорости течения раствора и вы­падения из него шлама в желобах устанавливают перегородки я перепады высотой 15—18 см. На дне желоба в этих местах устанавливают люки с клапанами, через которые удаляют осев­шую породу.

Общая длина желобной системы зависит от параметров при­меняемых растворов, условий и технологии бурения, а также от механизмов, используемых для очистки и дегазации раствора. Она может быть в пределах 20—50 м. При использовании комп­лекта механизмов очистки и дегазации раствора (вибросит, пескоотделителей, илоотделителей, дегазатора, центрифуг) желоб­ная система применяется только для подачи раствора от сква­жины к механизмам и приемным емкостям. В этом случае длина желобной системы зависит только от расположения механиз­мов и емкостей по отношению к скважине. В большинстве слу­чаев желобная система монтируется на металлических основа­ниях по секциям, имеющим длину 8—10 м и высоту до 1 м.

Такие секции устанавливают на стальные телескопические стой­ки, регулирующие высоту установки желобов. Это облегчает де­монтаж желобной системы в зимних условиях, так при скопле­нии и замерзании под желобами выбуренной породы желоба вместе с основаниями могут 'быть сняты со стоек.

Монтируют желобную систему с уклоном 1 : 100— 1 : 150 в сторону движения раствора. С устьем скважины желобная си­стема соединяется трубой или желобом меньшего сечения и с большим уклоном для увеличения скорости движения раство­ра и уменьшения в этом месте выпадения шлама.

Современная технология бурения скважин предъявляет осо­бые требования к буровым растворам, согласно которым обору­дование по очистке раствора должно обеспечивать качествен­ную очистку раствора от твердой фазы, смешивать и охлаждать его, а также удалять из раствора газ, поступивший в него из газонасыщенных пластов во время бурения.

В связи с этими требованиями современные буровые установ­ки комплектуют циркуляционными системами ЦС с определен­ным набором унифицированных механизмов, емкостей и уст­ройств по очистке и приготовлению буровых растворов. В табл. 27 приведена комплектность технических средств цир­куляционных систем буровых установок по классам и их крат­кая характеристика.

Механизмы циркуляционных систем обеспечивают трехсту­пенчатую очистку бурового раствора (рис. 62). Из скважины раствор поступает на вибросито 2 — первую ступень грубой очистки и собирается в отстойнике емкости 1, где осаждается грубодисперсный песок. Из отстойника раствор проходит в от­сек циркуляционной системы и подается центробежным шламо­вым насосом в дегазатор (при необходимости дегазации раство­ра), а затем в пескоотделитель 3, где проходит вторую ступень очистки от породы размером до 0,074—0,08 мм. После этого раствор подается в илоотделитель 4 — третью ступень очистки, где удаляются частицы породы размером до 0,03 мм. Песок и ил сбрасываются в емкости, откуда подаются в центрифугу для дополнительного отделения раствора от породы.

Очищенный раствор из третьей ступени поступает в прием­ные емкости (приемный блок) 5 буровых насосов для подачи его через отверстие 6 в скважину.

Оборудование циркуляционных систем заводом скомплекто­вано в следующие блоки: блок очистки раствора, промежуточ­ный блок (один или два), приемный блок. Базой для комплек­товки блоков служат прямоугольные емкости, установленные на санных основаниях.

Блок очистки раствора БО1 (рис. 63) состоит из основания 5,. прямоугольной емкости 6 вместимостью 40 м3 с площадками для обслуживания 4 и ограждениями 7, вибросита 3, пескоотделителя 8, растворопровода 2 и воронки 1. В верхней части емкости расположена ванна, в которую поступает очищенный в вибро­сите раствор. Вдоль боковой стенки емкости имеется желоб, один конец которого примыкает к отсеку под гидроциклоном, а другой — к торцовой стенке емкости для соединения с проме­жуточным блоком. В боковых стенках отсека и желобе имеются окна с заслонками. В нижней части емкости расположен кол­лектор из труб с двумя приемными окнами, перекрытыми кла­панными затворами, управляемыми сверху. В торцовых стенках емкости в месте расположения желоба и коллектора имеются круглые отверстия с фланцами и резиновыми уплотнениями, в которые установлены соответственно патрубок желоба и пат­рубок коллектора, соединяющие желоб и коллектор блока очист­ки с желобами и коллектором промежуточного блока. Резино­вые уплотнения позволяют компенсировать неточность взаимно­го расположения двух соседних блоков при соединении их патрубков во время монтажа.

На внутренней стороне боковой стенки емкости вдоль ее верхней части смонтирована секция вспомогательного нагнета­тельного трубопровода бурового раствора, трубопроводы во­ды, пара и жидких химических реагентов.

Рис. 62. Схема трехступенчатой очистки бурового раствора

К трубопроводам, концы которых выведены наружу через торцовые стенки емко­сти, прикреплены резинотканевые шланги с быстроразъемными соединениями. В средней части блока от каждого трубопровода сделаны отводы с вентилями и резинотканевыми шлангами, с помощью которых подается вода, пар и химические реагенты в любую часть блока. К концу нагнетательного трубопровода приварены седла сферического быстросъемного соединения мон­тажного компенсатора для подключения нагнетательного трубо­провода промежуточного блока. В нижней части боковой стенки емкости имеются два отверстия с управляемыми затворами для слива жидкости.

При монтаже блок очистки со смонтированными на заводе узлами устанавливают на отдельном фундаменте или на круп­ноблочном основании в зависимости от схемы монтажа и типа буровой установки. Затем, согласно маркировке монтируют пло­щадки обслуживания с ограждениями, каркасы укрытия и со­единяют секции трубопроводов. Силовые кабели электропривода шламовых насосов пескоотделителя, перемешивателей соединя­ют с клеммами электродвигателей и пусковой аппаратурой.

Выпускаются следующие модификации блока очистки: БО1У, БО1Д, БО1ДУ, БО2, БО2Д, БО2ДУ. Блок с индексом «1» мон­тируют слева от вышки, а с индексом «2» — справа, индекс «у» означает, что в комплекте блока имеется укрытие, а ин­декс «Д» — дегазатор.

Промежуточный блок БП состоит из смонтированной на ос­новании прямоугольной емкости вместимостью 40 м3, желоба, трубопроводов, переходной площадки, двух гидравлических и двух механических перемешивателей, двух съемных настилов. В нижней части емкости на высоте 350 мм от дна приварен коллектор из труб с двумя приемными окнами, перекрываемыми клапанными затворами, управляемыми сверху. В торцовых стен­ках емкости в месте соединения желоба и коллектора имеются отверстия с фланцами и резиновыми уплотнениями.

В отвер­стиях установлены соответствующие патрубки желобов и кол­лектора для соединения их с блоком очистки и приемным бло­ком. На внутренней стороне боковой стенки емкости в верхней ее части укреплены вспомогательный, нагнетательный трубопро­вод и трубопроводы для воды, пара и химических реагентов. Концы трубопроводов выведены через торцовые стенки емкости наружу, которые после монтажа соседних блоков соединяются с ними при помощи монтажного компенсатора и быстросъемных соединений.

Выпускаются следующие модификации промежуточных бло­ков: БПУ1М, БПУ1, БПУ2М, БПУ2. Конструкции блоков ана­логичны и отличаются между собой расположением желобов и трубопроводов. В блоках с индексом «М» имеются механиче­ские перемешиватели раствора.

Рис. 63. Блок очистки БО1

Приемные блоки БПП, БУП, БУПМ аналогичны по конст­рукции и отличаются только угловым или прямым расположе­нием относительно промежуточного блока. Приемный блок со­стоит из емкости с основанием, двух механических перемеши­вателей, коллектора, двух всасывающих патрубков для насосов с поворотными шиберами, гидравлического перемешивателя, пе­реходных площадок с перилами и трубопроводов. При монтаже приемный блок соединяют с промежуточным блоком и с всасы­вающими трубопроводами насосов.

Рис. 64. Схема циркуляционной системы ЦС-2500:

1 — шламовый насос; 2 — вибросито; 3 — блок очистки; 4 — механический перемешиватель; 5 — пескоотделитель; 6 — илоотделитель; 7 —дегазатор; 8— емкости для химиче­ских реагентов- 9 — промежуточный блок; 10 — площадка; 11— гидроперемешиватель; 12 — гидросмеситель; 13 — блок БПР; 14 — приемный блок; 15 — буровой насос; 16 — скважина

На рис. 64 показана схема циркуляционной системы ЦС-250О с угловым расположением приемного блока.

Для перемешивания бурового раствора в емкостях блоков циркуляционных систем с целью предотвращения осадков при­меняют гидравлические и механические перемешиватели. Гид­равлические перемешиватели ПГ и 4УПГ двухшарнирного типа состоят из корпуса, приемного патрубка монитора и сменных насадок. Приемный патрубок соединен со вспомогательным на­гнетательным трубопроводом, смонтированным в емкости.

Поворот монитора с насадкой в двух взаимно перпендику­лярных плоскостях при перемешивании раствора осуществляют поворотом рукоятки монитора благодаря наличию двух шар­ниров.

Механический перемешиватель 2ПМ состоит из редуктора, опоры, промежуточного вала, лопастного вала с крыльчаткой к электродвигателя ВАО-42-49 мощностью 5,5 кВт.

Перемешиватели устанавливают на блоках циркуляционных систем и крепят болтами к раме емкостей.