Способ удаления бурового шлама из скважины парогазовой смесью

(5) ИЯ Т ти(54) СПОСОБ У МА ИЗ СКВ СМЕСЬЮ (57) Изобр мышленно Изобретение о мышленности, а им скважин, и может имущественна пр взрывных скважин ботах.оны ату- но- ом Цель изобрете шение очистки заб вышения транспор парогазовой смесиСпособ включа ющего агента в ви внутритрубное про ред подачей трансп ае ерковнаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный институт по проекрованию предприятий железоруднойпромышленности "Кривбасспроект"и Криворожский горнорудный институт(56) Кутузов Б.Н, Теория, техника и технология буровых работ, - М,: Недра, 1972.Великий М,И. и др. Техника буренияскважин комбинированными способами. -МНедра, 1977, с.26-27,Л Е Н ИЯ БУРОВОГО ШЛАЖИН и ПАРОГАЗОВОЙ етение относится к горнои про сти, а именно к способам бурения осится к горной прона к способам бурения ыть использовано прешарошечном бурении а открытых горных рая - ускорение и улучскважины за счет порующей способности т подачу транспортируе смеси воды и газа во транство. При этом пеортирующего агента его скважин, и может быть использовано преимущественно при шарашечном бурении взрывных скважин на открытых горных работах, Цель изобретения -ускорение и улучшение очистки забоя скважины за счет повышения транспортирующей способности парогазовой смеси. Для этого сначала газ и воду нагревают при давлении, равном давлению транспортирующего агента (смесь воды и газа) во внутритрубном пространстве. Причем температура нагрева превышает температуру кипения, соответствующую давлению в открытом пространстве призабойной зоны скважины, но меньше температуры кипения, соответствующел давлению во внутритрубном пространстве, При выходе транспортирующего агента из отверстий породоразрушающего инструмента (долота) на забое скважины образуется парогазовая смесь. При этом интенсифицируется транспортирование твердых частиц шлама при одновременном пылеподавлении. составляющие (вода и газ-воздух) нагре ются до температуры, большей темпера ры кипения, соответствующей давлению открытом пространстве призабойной з скважины, но не превышающей темпер ры кипения, соответствующей повышен му давлению во внутритрубн пространстве. При выходе транспортир щего агента из отверстий породообраз щего инструмента (долота) на заб скважины образуется парогазовая смесьПри этом пузырьки пара растут на тв дых частицах, так как зародыши пузырь легче образуются между твердой поверх1682517 Составитель А. Меньшиков Техред М,Моргентал Корректор С. Шевкун Редактор Н. Тупица Заказ 3389 Тираж Подоисное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Произаодстеггнно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, трг стью и жидкостью, чем между молекулами жидкости вследствие того, что молекулы воды связаны одна с друой и образуют гидрантные оболочки, разрушение которых требует дополнительных затрат энергии, Прилипание пузырька, сформировавшегося в Массе воды, к твердой частице затруднено по той же причине. Смачивание частиц бурового шлама перегретой водой сопровождается образованием на его поверхности пузырьков пара в водяной оболочке в виде слоя, скрепленного с частицей, который поддерживается за счет продолжающегося объемного парообраэования. При этом прочность слипания пузырьков с частицей увеличивается с увеличением частиц; поверхность частиц за счет окружающего слоя пузырьков увеличивается, средняя плотность уменьшается, соответственно подьемная сила, действующая на частицу, возрастает, что в совокупности способствует улучшению выноса бурового шлама иэ скважины, а значит, повышает скорость и производительность бурения.П р и м е р, На буровом станке СБШ 250 МНА устанавливают две герметические емкости объемом 60 л каждая, рассчитанные на 5-6 мин бурения, которые последовательно соединены между собой через клапан и,с основным баком и полостью внутри става, В емкостях установлены нагревательные элементы мощйостью 1000 кВт, что при КПД 50 обеспечивает нагрев воды в количестве 10 л/мин до 160-170 С, При этом давление в первой емкости не превышает атмосферного, а температура нагрева 95-99 С, давление во втором баке до 0,7 МПа, Сжатый воздух, поступающий иэ компрессора в количестве до 25 м /мин при температуре 100"С, дополнительно нагревается калорифером мощностью до 25 кВт также до 160 - 170 С. В результате этого между транспортирующим агентом и нагретой водой устанавливается тепловое равновесие. Через отверстия в буровом 5 10 15 20 25 30 35 1 40 45 инструменте вода в составе воздушно-водяной смеси поступает на забой скважины, где происходит, в связи с резким падением давления, интенсивное парообразование в объеме не менее 0,2 мз/мин. При этом происходит интенсивное транспортирование твердых частиц шлама при одновременном пылеподавлении.Вода выполняет функцию не только пылеподавления, но и способствует транспортированию твердых частиц шлама, образуя и поддерживая на них слой пузырьков пара. Так как указанный слой образуется также и на поверхности инструмента, то тем самым уменьшается абразивный износ инструмента мелкими частицами шлама, что увеличивает проходку на долото, т.е. повышает производительность бурения за счет теплового разупрочнения горной породы забоя скважины и обеспечивает доизмельчение крупных сколотых частиц.ф армуд а и зоб ре те н и я Способ удаления бурового шлама из скважины парогазовой смесью, включающий подачу транспортирующего агента в виде смеси воды и газа во внутритрубное пространство и его нагревание для образования парогазовой смеси на забое скважины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения и улучшения очистки забоя скважины за счет повышения транспортирующей способности парогазовой смеси, нагревание транспортирующего агента производят перед подачей во внутритрубное пространство при давлении, равном давлению транспортирующего агента во внутри- ,трубном пространстве, причем температура нагрева воды превышает температуру кипения, соответствующую давлению в открытом пространстве призабойной зоны скважины, но меньше температуры кипения, соответствующей повышенному давлению во внутритрубном пространстве, а температура нагрева газа равна температуре нагрева воды