Тонкости ГНБ: системы рециркуляции бурового раствора

Системы рециркуляции бурового раствора предоставляют подрядчикам ГНБ множество преимуществ и дают возможность сэкономить средства. Они позволяют снизить количество компонентов бурового раствора и затраты на их транспортировку, сократить потребление воды и финансовые и трудовые затраты.

Любая системы рециркуляции бурового раствора эффективна только при правильном понимании принципов работы оборудования. Без умения подбирать, тестировать и поддерживать нужный состав бурового раствора, невозможно достичь хороших результатов, даже имея в распоряжении самую современную машину горизонтально-направленного бурения.

Основы рециркуляции буровых растворов

Система рециркуляции не только перерабатывает раствор, но и служит для его приготовления. Она включает в себя центробежный смесительный насос, смесительную воронку и смесительные сопла, расположенные внизу цистерн, где буровой раствор постоянно перемешивается. Когда чистый буровой раствор вновь подается к буровому инструменту с помощью центробежного подкачивающего насоса, отработанная жидкость собирается с помощью шламового насоса и направляется на вибросито, которое удаляет крупные твердые частицы. В противном случае эти частицы осядут на дно цистерн, либо закупорят пескоотделитель.

Из вибросита буровой раствор проходит через ряд пескоотделителей с помощью центробежного насоса. Центробежная сила вращающейся жидкости используется для удаления мелких твердых фрагментов. Твердые вещества удаляются вместе со значительным количеством жидкости. Эта жидкость отцеживается на вибросите и подается обратно в систему, оставляя практически сухой осадок. Сочетание пескоотделителей и вибросита обычно называют очистителем бурового раствора.

Буровые растворы и рециркулирующее оборудование в ГНБ

Некоторые подрядчики неверно используют полимеры и добавки. Лишь компоненты со строго определенными свойствами обеспечат хорошую работу. Не используйте полимеры с высоким молекулярным весом, которые обычно используются как ингибиторы набухания глин. Они могут формировать пленку на поверхности вибросита, что приведет к большим потерям бурового раствора. Низкомолекулярные ингибиторы можно приобрести у любого поставщика буровых растворов.

Внимание! Избегайте пенящихся моющих поверхностно-активных средств. Избыточное вспенивание вызовет кавитацию насоса и поломку оборудования. Также следите за вязкостью бурового раствора. Избыточная вязкость создает дополнительное затрубное давление и снижает эффективность системы очистки.

ПАУ (модифицированные полимеры природной целлюлозы, которые используются для контроля фильтрации) и усилители прочности бурового раствора (ксантантовая смола) прекрасно подходят для систем рециркуляции. Их следует медленно вводить через смесительную воронку, чтобы частицы полимера не забивали поверхность вибросита. Эти полимеры также доступны в жидкой форме, и могут вводиться непосредственно в систему, минуя воронку, что положительно сказывается на состоянии вибросит.

Эксплуатация оборудования для рециркуляции буровых растворов

Система рециркуляции предназначена для приготовления и введения бурового раствора в требуемых количествах, которые зависят от пропускной способности системы и размера бурового инструмента.  Многие подрядчики размещают на площадке только одну систему и свозят к ней буровой шлам для очистки. Однако если пустая система заполняется шламом, ее производительность снижается, и достижение желаемого результата займет больше времени.

Перед подачей отработанного раствора, убедитесь, что цистерны заполнены не менее чем наполовину. Попытайтесь отрегулировать насос  так, чтобы отработанный раствор подавался непрерывным потоком, либо используйте очистной отсек на половину мощности. В противном случае из-за перегрузки системы твердые частицы попадут в поршневой насос, тем самым сокращая срок его службы. Имейте в виду, что дополнительный раствор, который вы вводите во время работы системы, должен быть тщательно промешан. Непромешанный бетонит застрянет в вибросите. Для решения этой проблемы производители систем рециркуляции предусматривают в конструкции статический смеситель, ускоряющий процесс смешивания. От количества потребляемого бетонита зависит и объем добавляемых полимеров (к примеру, кальцинированной соды).  Бетонит, полимеры и добавки – это расходные материалы. Они оседают на стенках скважины и частично удаляются с буровым шламом.

Следует постоянно тестировать состояние бурового раствора и поддерживать эффективность его работы. Многие подрядчики считают, что вязкость раствора можно определить на глаз – однако, это не так. Даже небольшое изменение вязкости может сыграть значительную роль, поэтому ее следует проверять часто, в первую очередь – при визуальных изменениях консистенции раствора.

Также для поддержания высокого качества бурового раствора необходимо контролировать содержание песка. Размер песчинок достигает от 74 до 200 микрон. Плотность сита на тестовом приборе составляет 200 меш, следовательно, граница разделения франки составляет 74 микрона. Сита в 200 меш или меньше также следует использовать для отделения ила. При хорошо отлаженной системе рециркуляции в качественном буровом растворе содержится менее 0,25 процентов песка. Если это количество возрастает, проверьте вибросито на наличие разрывов или откройте клапан нижнего отсека.

Меш — внесистемная единица измерения для проволочных сеток (сит). Числовое значение обозначает количество отверстий на 1 линейный дюйм (25,4 мм).

При переработке буровой шлам распадается на мелкие частицы, которые могут стать серьезной проблемой. Твердые частицы размером менее 74 микрон невозможно обнаружить при контроле содержания песка. Поэтому при работе системы рециркуляции следует пользоваться шкалой плотности бурового раствора. Плотность чистого бурового раствора составляет 1,01 кг/л. Если это чисто возрастает до 1,07 – следует удалить из системы часть раствора и ввести свежий раствор. Таким образом, уменьшится содержание твердых частиц. Мельчайшие частицы сохраняют абразивные свойства и могут привести к преждевременному износу деталей системы и снизить скорость проникновения.

Технология горизонтально-направленного бурения (ГНБ) является одной из самых сложных в современной строительной индустрии, поэтому каждый аспект работ при использовании ГНБ является крайне важным. Не стоит забывать, что преимущества систем рециркуляции бурового раствора раскрываются только при понимании принципов работы оборудования, поэтому желательно, чтобы у оператора ГНБ имелся значительный опыт. Для получения дополнительной информации следует обращаться к производителям оборудования и буровых растворов.