Бурение с обратной промывкой

Роторный способ бурения с прямой промывкой глинистыми растворами не позволяет вскрывать водоносные пласты с сохранением фильтрационных свойств пород в призабойной зоне и не обеспечивает оптимальные режимы бурения по мере увеличения диаметров скважин.

 

Ухудшение фильтрационных свойств пород в прифильтровой зоне, особенно при вскрытии слабонапорных водоносных пластов, снижает дебиты и сроки эксплуатации скважин, а невозможность обеспечить оптимальные режимы бурения из-за несовершенства применяемых буровых установок, инструментов и насосов, не позволяющих достичь требуемых осевых нагрузок на забой и скорости восходящего потока промывочной жидкости, резко снижает скорости бурения. Использование для промывки воды и распадающихся растворов или бурение с последующим расширением ствола в зонах водоносных пластов, а также различные эффективные способы освоения (разглинизации) улучшают показатели бурения с прямой промывкой, однако применительно к задачам бурения скважин больших диаметров такой способ существенно уступает способу бурения с обратной промывкой.

 

Роторное бурение скважин под воду большого диаметра с обратной промывкой получает с каждым годом все большее распространение. Преимущества этого способа бурения: большая скорость бурения (продолжительность всего цикла сооружения скважин глубиной до 100 м составляет не более 3—5 сут); отсутствие необходимости применения глинистого раствора и значительное сокращение расхода обсадных труб; возможность сооружения скважин большого диаметра (до 1500 мм и более); возможность бурения на всю глубину скважины долотом одного диаметра; надежность отбора проб проходимых пород; увеличение дебита скважины и ее долговечности.

 

При бурении с обратной промывкой водой происходит значительное поглощение промывочной жидкости вскрываемыми породами. Интенсивность поглощения зависит от фильтрационных свойств пород. На расход воды наряду с фильтрационными свойствами пород влияют большие диаметры скважин, обусловливающие их геометрические объемы и повышение площади фильтрации. Значительное влияние на расход воды в единицу времени оказывают высокие механические скорости проходки с обратной промывкой.

 

Если при роторном бурении лопастными долотами происходит резание и истирание породы, а шарошечными долотами — дробление и скалывание, то при бурении лопастными долотами с обратной промывкой скважин большого диаметра происходит только разрыхление породы. Таким образом, при роторном бурении скважины механическая скорость зависит в основном от скорости разрушения породы и ограничена прочностью инструмента. При бурении же с обратной промывкой механическая скорость ограничивается главным образом насыщенностью пульпы твердой фазой, в свою очередь, определяется производительностью водоподъемного устройства и размером выносимых частиц, зависящих от диаметра проходного сечения и скорости восходящего потока.