Способ удаления бурового шлама из скважины парогазовой смесью
Изобретение относится к горной промышленности , а именно к способам буренияскважин , и может быть использовано преимущественно при шарошечном 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, соответствующей 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. w Ё
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4746211/03 (22) 09,10.89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Государственный институт по проектированию предприятий железорудной промышленности "Кривбасспроект" и Криворожский горнорудный институт (72) B.Ô.ÁûçoB, Ю.Г.Вилкул, В.Д,Ицхэкин, А.И.Евтушенко, Л.А.Захарова, Е.Л.Карашевэ и Н.И.Илиенко (53) 622.243. 14(088. 8) (56) Кутузов Б.Н, Теория, техника и технология буровых работ, — M. Недра, 1972. Великий М.И. и др. Техника бурения скважин комбинированными способами.— М„Недра, 1977, с.26-27, (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ БУРОВОГО ШЛАМА ИЗ СКВАЖИН и ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСЬЮ (57) Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам бурения. Изобретение относится к горкой промышленности, а именно к способам бурения 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, Способ включает подачу транспортирующего агента в виде смеси воды и газа во внутритрубное пространство. При этом перед подачей транспортирующего агента его 5U„, 1682517А1 скважин, и может быть использовано преимущественно при шарошечном 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 приэабойной эоны скважины, но меньше температуры кипения, соответствующей давлению во внутритрубном пространстве, При выходе транспортирующего агента иэ отверстий породораэрушающего инструмента (долота) на забое скважины образуется парогазовая смесь. При этом интенсифицируется транспортирование твердых частиц шлама при одновременном пылеподавлении. составляющие (вода и гаэ-воздух) нагреваются до температуры, большей температуры кипения, соответствующей давлению в открытом пространстве призабойной зоны скважины, но не превышающей температуры кипения, соответствующей повышенному давлению во внутритрубном пространстве. При выходе транспортирующего агента из отверстий породообразующего инструмента (долота) на забое скважины образуется парогазовая смесь. При этом пузырьки парэ растут на твердых частицах; так как зародыши пузырьков легче образуются между твердой поверхно1682517 Составитель А. Меньшиков Техред M,Moðãåíòàë Корректор С. Шевкун Редактор Н. Тупица Заказ 3389 Тираж Подаисное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5 Произаодстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.гагарина, трг стью и жидкостью, чем между молекулами жидкости вследствие того, что молекулы воды связаны одна с другой 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. Пример. На буровом станке СБШ250МНА 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 50ф, 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 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 м /мин. При этом происходит интенсивное транспортироваwe 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. Формула изобретения 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, отличающийся 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.
