Гидравлический способ удаления продуктов разрушения

Удаление продуктов разрушения при гидравлическом способе осуществляется очистным агентом в виде потока промывочной жидкости.

Движущаяся с определенной скоростью жидкость должна обеспечивать: эффективное разрушение породы на забое; удаление продуктов разрушения, как из скважины, так и с забоя скважины; охлаждение породоразрушающего инструмента. В сложных геологических условиях промывочная жидкость выполнять ряд дополнительных функций: обеспечивает устойчивость стенок скважины при бурении малоустойчивых пород; препятствует фонтанированию напорных подземных вод или выбросу нефти и газа; обеспечивает удержание частиц продуктов разрушения во взвешенном состоянии в период прекращения циркуляции и др.

Кроме перечисленных обязательных требований к промывочной жидкости добавляется ряд дополнительных: снижение коэффициента трения бурового инструмента о породу; понижение твердости горных пород на забое; достаточная подвижность – должна легко перекачиваться насосом.'

С другой стороны промывочная жидкость не должна: разрушать (размывать) керн; проникать в толщу пород; снижать устойчивость пород в стенках скважины; выщелачивать растворимые элементы пород или соли; нагревать породы, имеющие отрицательную температуру; замерзать в скважине с отрицательной температурой.

Чтобы отвечать всем требованиям, промывочная жидкость должна иметь разнообразные свойства, сохраняющиеся достаточно длительное время, т. е. должна быть стабильной. К числу промывочных жидкостей относятся: техническая вода (пресная или соленая); структурные жидкости (искусственные или естественные глинистые растворы); эмульсии; газожидкостные смеси; аэрированная вода; пена.

При гидравлическом способе удаления продуктов разрушения используются три основные схемы циркуляции жидкости: прямая, обратная и комбинированная. При этом может происходить полная (а), неполная (б) и местная (призабойная) (в) циркуляция жидкости.

Полная циркуляция характеризуется движением промывочной жидкости в циркуляционной системе по замкнутому кругу: поверхность-ствол-поверхность.

Неполная циркуляция промывочной жидкости происходит в случае полного ее поглощения в одном из пересекаемых пластов или ухода в трещины.

Местная или призабойная циркуляция жидкости заключается в том, что поток движется по замкнутому кругу в призабойной части скважины: буровой снаряд-ствол скважины-забой.

Схема прямой циркуляции заключается в том, что поток жидкости нагнетается в скважину по бурильным трубам, проходит внутри забойного инструмента, омывает забой и по стволу скважины возвращается на поверхность. Эта схема характеризуется простотой осуществления, но имеет недостатки: необходимость прокачивания большого количества жидкости; увеличение возможности возникновения аварий за счет обвалов стенок скважин.

Схема обратной циркуляции жидкости может осуществляться по-разному: при подаче жидкости по стволу скважины или по межтрубному пространству. Эта схема имеет ряд преимуществ: возможность получения высокой скорости восходящего потока при меньшем расходе промывочной жидкости и меньших потерях напора; улучшение условий формирования керна; уменьшение возможностей возникновения аварий.