animateMainmenucolor
 
Малогабаритные буровые установки
 
 
Вездеходы Арго
 
 
Каталог предприятий
 
 
Сделай заказ
 
 
Наличие на складе
 
 
Буровые установки
 
 
Буровое оборудование
 
 
Буровой инструмент
 
 
Запчасти к буровым установкам
 
 
Технология бурения скважин
 
 
Расчеты в бурении
 
 
Горные породы
 
 
Природные ресурсы
 
 
Техника для содержания скважин
 
 
Бурильно-крановые машины
 
 
Буровые вышки
 
 
Насосное оборудование
 
 
Оборудование водопонижения
 
 
Нефтегазопромысловое оборудование
 
 
Нефтегазопромысловая спецтехника
 
 
Горнодобывающее оборудование
 
 
Геофизическое оборудование
 
 
Геологоразведка
 
 
Добыча золота
 
 
Словарь
 
 
Реклама
 
 
Инженерно-геологические изыскания
 
 
Инженерно-геодезические изыскания
 
 
Учебные заведения
 
 
Дополнительное оборудование
 
 
Фотографии
 
 
Заказать буровое оборудование, станок СКБ 4
 
 
Карта сайта
 
 
{продукция}
{компания}

Растепление мерзлой породы

Растепление и разрушение стенок скважин циркулирующим буровым раствором с положительной температурой создает серьезные затруднения (оползни и обвалы рыхлых пород, снижение выхода керна, замерзание раствора, низкое качество цементирования) и нередко приводит к тяжелым авариям (смятие обсадных колонн, прорыв газа за кондуктором во время газопроявлений, образование грифонов и провала устья скважины).

Главной причиной перечисленных осложнений является нарушение температурного режима бурящейся скважины вследствие применения технологии бурения без учета теплообменных процессов между мерзлыми породами и циркулирующим буровым раствором. Наиболее полно с учетом определяющих факторов задача о температурном режиме скважины, пригодная для практических расчетов решена Б.Б.Кудряшовым.

Растепление мерзлой породы с потерей связанности наступает, когда породе передано количество тепла достаточное не только для ее нагрева от естественной отрицательной температуры до 0 °С, но и для перехода содержащегося в породе льда-цемента в жидкое состояние. Поэтому полной гарантией от осложнений, связанных с протаиванием сцементированных льдом мерзлых пород, следует считать соблюдение условия tmax≤^0°С, т.е. чтобы ни в одной точке ствола скважины температура циркулирующей жидкой или газообразной промывочной среды не превышала 0 °С.

Точные аналитические зависимости, описывающие нестационарное поле температур в бесконечном массиве, окружающем скважину. Весьма сложны.

Для определения радиуса зоны протаивания окружающих скважину мерзлых пород получена формула

                    (17.34)

где Rо - радиус скважины, м; kагр - коэффициент интенсификации теплообмена при агрегатном переходе; k'τ=4/3kτ (kτ - коэффициент нестационарного теплообмена Вт/(м2 °С); t - температура промывочной среды в кольцевом пространстве; Тп - температура мерзлых пород; τ - продолжительность циркуляции, в; ψ - скрытая теплота плавления льда, ψ=3,34Т05Дж/кг; ρп - плотность породы, кг/м3; Wп - активная массовая влажность породы (отношение массы льда или свободной воды в единице объема мерзлой или немерзлой породы к ее объемной плотности), доли единицы.

Приближенная расчетная формула для определения радиуса зоны теплового влияния Rп скважины (горной выработки) на окружающие породы имеет вид

                   (17.35)

Для оценки достоверности формул (17.34) и (17.35) для практических растчётов рассмотрены конкретные примеры определения Rагр и Rп в массиве пород с естественной температурой Тп=-3°С вокруг скважины диаметром 160 мм (R0=0,08 м), продуваемой воздухом температурой t=20°C в течение τ=8 ч, (τ=2,88·104с). При расчётах принято ρп=2200 кг/м3; Wп=0,15; Сп=1,09·103 Дж/(кг·°С); λ-2,33 Вт/(м·С); α=34,9 Вт/(м2·С).

Значение основных определяющих величин, вычесленные по ссответствующим формулам, составили: kагр=1,96; kτ=12,8 Dn/(12·°C); k'τ=17 Dn/(м2·°С); Rагр=0,142 м; RП=0,597 м.

Для предупреждения растепления многолетнемерзлых  недостаточно только предваритель°н°ого охлаждения циркулирующего раствора необходимо также при проектировании режима бурения выбирать повышенные значения частоты вращения и осевой нагрузки на забой при одновременном изменении количества подаваемой в скважину жидкости.

Применение нерганических солей (NaCl, Kcl, CaCl2, Na2CO3 и др) рационально при введении в циркулирующий раствор органических добавок (этиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, ПАВ и др.). Эти данные подтверждены исследованиями.

Разработаны низкотемпературостойкие растворы - эмульсолы буровые морозостойкие.

Установлено, что в наибольшей мере условиям бурения в многолетнемерзлых породах отвечает технология бурения с применением продувки воздухом, охлажденным до отрицательных температур.

Массовые расходы воздуха обычно в 15-25 раз меньше расхода любой промывочной жидкости, а его теплоемкость 103 Дж/(кг- °С) в 4 раза меньше. При одной и той же начальной температуре воздух несет в 60-100 раз меньше тепла, чем циркулирующая жидкость. Это существенно снижает опасность осложнений, связанных с протаиванием мерзлых пород. Воздух значительно эффективнее солевого раствора, который, хотя и не замерзает в скважине, легко может нарушить естественное агрегатное состояние мерзлых пород. Однако и сжатый воздух не всегда устраняет осложнений, связанных с протаиванием пород. Для регулирования и нормализации температурного режима скважин при бурении с продувкой в мерзлых породах необходимо предусматривать эффективную систему принудительного охлаждения и остужения сжатого воздуха.

В районах распространения многолетнемерзлых пород наиболее рационально применять пены.

В последние годы в отечественной и зарубежной практике бурения скважин на нефть и газ все чаще для получения пен используется азот. Газ инертен, не горюч, содержание его в атмосфере 78%. На буровые азот доставляют в сжиженном виде в специальных контейнерах. При его вводе в промывочную жидкость образуется пена. Содержание азота в промывочных жидкостях изменяют от 50 до 95% в зависимости от решаемой технологической задачи.

Торговый дом АУМАС