Система циркуляционная для буровых установок всех классов ЦС
ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА ( ЦС, МЦС, ВЦС )
Циркуляционная система выполняет следующие функции:
-
нагнетание бурового раствора в бурильную колонну для циркуляции в скважине в процессе бурения, промывки и ликвидации аварий в количестве, обеспечивающем эффективную очистку забоя и долота от выбуренной породы, и получение скорости подъема раствора в затрубном пространстве, достаточной для выноса этой породы на поверхность;
-
подвод к долоту гидравлической мощности, обеспечивающей высокую скорость истечения (до 180 м/с) раствора из его насадок для частичного разрушения породы и очистки забоя от выбуренных ее частиц;
-
подвод энергии к гидравлическому забойному двигателю;
-
очистка бурового раствора от выбуренной породы и газов, поддержание и регулирование заданных его параметров;
-
приготовление нового бурового раствора;
хранение запасного бурового раствора в количестве нескольких объемов скважины и поддержание его свойств при остановках циркуляции.
Из резервуаров очищенный и подготовленный раствор поступает в подпорные насосы, которые затем подают его в буровые насосы. Затем буровые насосы подают в раствор под высоким давлением (до 40 МПа) по нагнетательной линии, через стояк, гибкий рукав и вертлюг в бурильную колонну. Часть давления насосов при этом расходуется на преодоление сопротивления в наземной системе. Далее буровой раствор проходит по бурильной колонне (ведущей к бурильным трубам, УБТ и забойному двигателю) к долоту. На этом пути давление раствора снижается вследствие затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений. Затем буровой раствор вследствие разности давлений внутри бурильных труб и на забое скважины с большой скоростью выходит из насадок долота, очищая забой и долото от выбуренной породы. Оставшаяся часть энергии раствора затрачивается на подъем выбуренной породы и преодоление сопротивлений в затрубном кольцевом пространстве.
Поднятый на поверхность отработанный раствор проходит по растворопроводу в блок очистки, где из него удаляются частицы выбуренной породы, песок, ил, газ и др., поступает в устройства для восстановления его качеств и направляется в подпорные насосы.
Устройства для приготовления и очистки бурового раствора представляют собой отдельные агрегаты, устанавливаемые на циркуляционной линии над приемным резервуаром насосов. В зависимости от глубины и диаметра скважины устройства для очистки раствора рассчитывают на подачу 0,01-0,08 м³/с раствора различной вязкости, свойств и плотностью от 800 до 1500 кг/м³. Плотность и свойства раствора изменяют в соответствии со свойствами буримых пород. Обычно плотность бурового раствора составляет 1100-1300 кг/м³, пластическая вязкость 20-40 сПа, статическое сопротивление сдвигу менее 8Па. Для изменения свойств растворов в их состав вводят различные химические реагенты.
Нагнетательная линия состоит из трубопроводов высокого давления, по которым раствор подается к стояку и устью скважины. Эта линия оборудуется запорной арматурой, предохранительным клапаном, контрольно-измерительной аппаратурой.
Для работы в районах с холодным климатом она должна быть оборудована устройствами для ее обогрева и опорожнения.
Низконапорная часть циркуляционной системы оборудуется устройствами для очистки раствора от выбуренной породы, песка, ила или газа, смесительными устройствами для восстановления и регулирования его свойств и приготовления нового раствора. Все устройства соединяют с резервуарами системой трубопроводов, оборудуют задвижками, перекачивающими и подпорными центробежными насосами.
Циркуляционные системы ЦС предназначены для приготовления, очистки, регулировки и циркуляции бурового раствора.
Функции надземного участка циркуляционной системы:
Приготовление раствора, регулировка его свойств, нагнетание в скважину и поддержание режима промывки скважины. Система нагнетания циркуляционной системы включает в себя приемную емкость, блок насосов, всасывающий и нагнетательный манифольды, вращающийся превентор (противовыбросовое оборудование).
Функции подземного участка циркуляционной системы:
Подвод гидравлической энергии к долоту и транспортировка шлама на поверхность. Этот участок состоит из канала для нисходящего потока (полость колонны труб, двигатель, долото) и канала для восходящего потока бурового раствора, образуемого внешней поверхностью бурильной колонны и стволом скважины (или обсадной колонной). Очистная система входит в состав циркуляционной системы и предназначена для удаления выбуренной породы (шлама) из раствора. Очистная система состоит из желоба (естественный метод очистки), вибросит (механический метод очистки), пескоотделителя, илоотделителя и центрифуги (гидравлический метод очистки). Твердые частицы в буровом растворе делятся на коллоиды (менее 2 мкм), илы (2-80 мкм) и пески (более 80 мкм). Песко- и илоотделители представляют собой гидроциклонные установки. В основу гидроциклонного разделения твердых частиц и жидкости заложен принцип использования центробежных сил, возникающих в аппарате при прокачке через него жидкости. Система циркуляционная для буровых установок всех классов ЦС, предназначена для сбора, очистки, дегазации, приготовления и хранения буровых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин. Применяется в составе буровых установок всех классов. Циркуляционная система очистки бурового раствора обеспечивает четыре степени очистки: сито вибрационное ВС-01 (пропускная способность 130мЗ/ч); илопескоотделитель ИПС 2/300 (63л/с, размер удал. частиц 0,04); илоотделитель ИИС 6x2/100 (51,3л/с, размер удал. частиц 0,025); центрифуга.
В общем случае циркуляционная система включает в себя:
блок очистки бурового раствора;
блок хранения раствора;
блок приготовления бурового раствора;
блок для хранения воды;
конвейер шнековый типа КШ
манифольд высокого давления типа МД.
Система циркуляционная имеет несколько исполнений в зависимости от максимальной пропускной способности и минимального объема бурового раствора. Исполнения отличаются в основном комплектацией (количеством блоков в ЦС и установленным внутри блока оборудованием).
