Расчёт расхода бентонитового раствора при горизонтально направленном бурении

Бентонитовый раствор необходим при ГНБ для снижения сопротивления грунта при бурении и расширении скважины. Перед началом работ необходимо произвести расчёт расходных материалов для затворения бурового раствора – полимеров, воды, бентонита и химических присадок. Основным параметром, влияющим на состав и объём раствора является тип грунта, а именно его водопроницаемость. Конечно, это не единственный фактор, который следует учитывать при расчёте – длина и ширина скважины, а также многое другое также оказывают влияние на расход смеси.

Как рассчитывается объём раствора

В среднем расходуется от 250 до 300 литров бентонитового раствора на 100 метров, но это, конечно же, не точные цифры. Расход зависит и от качества используемых материалов, соблюдения технологических норм, установленных ГОСТ 33696-2015. От этого зависит скорость проведения работ, их экономичность и стабильность стенок скважины. Существуют формулы, позволяющие точно рассчитать количество раствора и необходимых для затворения компонентов.

Расчёт расхода при помощи формул

Р_пил = Q_пил(L/V_пил)

Данная формула предназначена для определения объёма готового раствора при проколе пилотной скважины. В ней:

• Р_пил  - общий объём раствора на протяжении всей работы.
• Q_пил – объем подачи в скважину бурового раствора. Измеряется в кубических метрах в минуту (м³/мин).
• V_пил – средняя скорость прохождения буровой машины сквозь грунт.
• L – длина скважины.

Для расчёта объёма раствора при работах по расширении скважин используется похожая формула, с небольшим отличием

Р_рас = Q_рас(L/V_рас)К

К в данном случае обозначает количество насадок-расширителей на буровой машине.

Аналогичная формула необходима и для расчёта объёма раствора при протаскивании укладываемых коммуникаций, например, труб:

Р_пр = Q_пр(L/V_пр)

Общее количество раствора, необходимое для всех этапов работ получается сложением результатов, полученных при использовании трёх вышеуказанных формул.

Но следует учитывать и тот факт, что часть отработанного раствора регенерируется и используется повторно. Восстанавливается обычно примерно 40% от объёма, но в каждом отдельно взятом случае цифра может варьироваться. Таким образом для уточнения полученных ранее результатов используется следующая формула:

Р=Р_общ х К_рег

Здесь Р обозначает финальный результат расчётов объёма, Р_общ – первоначально установленный объём на все этапы ГНБ (горизонтально направленного бурения), а К_рег – коэффициент регенерации.

После получения этих результатов можно переходить к вычислению количества бентонита, необходимого для производства раствора. Получаем формулу:

W_бен = (Р/V)К

W_бен – обозначает общее количество исходного материала (бентонита), Р – требующийся объём раствора, а V – необходимое количество сухого сырья для производства 1 тонны раствора. Измеряет в кубических метрах на тонну (м³/т). К является значением коэффициента перерасхода раствора с учётом пористости грунта.