Статьи
Измерение параметров бурового раствора при горизонтальном бурении
Бентонитовый буровой раствор применяется в горизонтально направленном бурении для вывода шлама из скважин, временного укрепления стенок, а также многих других целей. В связи с этим необходимо корректно рассчитывать его параметры – они должны соответствовать установленным нормам, благодаря чему минимизируются риски возникновения технологических проблем и аварий. Измерения производятся в отношении следующих величин:
- плотность;
- вязкость;
- уровень фильтрации;
- стабильность;
- количество содержащегося песка.
Показатель плотности
Это один из основных факторов, влияющих на качество бурового раствора. Он обозначает соотношение общей массы и объёма. Плотность измеряется при помощи специальных приборов: плотномеров, ареометров и пикнометров. Для бентонитового раствора этот параметр составляет 1020-1100 кг/м3 .
Показатель условной вязкости
Данный параметр измеряется вискозиметром путём определения времени протекания через его воронку определённого объёма бентонитового раствора в установленный промежуток времени. Таким образом определяется гидравлическое сопротивление смеси или, проще говоря, её подвижность. Процесс происходит следующим образом: отверстие воронки перекрывается, а под неё подставляется мерная емкость, после чего воронка наполняется раствором и отверстие открывается. Объём раствора, попавшего в ёмкость, и позволяет определить его вязкость. Показатель может варьироваться от 25 до 90 сП.
Уровень фильтрации
Данный параметр также называется водоотдачей. Он характеризует количество передаваемой из раствора в грунт жидкости. Уровень фильтрации определяется при помощи прибора ВМ-6, состоящего из фильтрационной емкости с клапаном и фильтром, а также установленным на него цилиндром, в который помещён плунжер с создающим давление грузом. После того, как давление достигает нужного уровня в 0.1 мПа, открывается канал и в него подаётся раствор. В ходе фильтрации плунжер перемещается внутри мерной емкости по мере образования фильтрата вдоль шкалы на емкости – по ней и определяется уровень водоотдачи. Для бентонитовых растворов показатель должен колебаться в диапазоне от 5 до 25 см3/30 мин.
Стабильность раствора
Эта характеристика показывает способность раствора сохранять взвешенное состояние частиц бентонита. По факту, стабильность можно описать как разницу между плотностью верхнего и нижнего слоев отстоянного в течение 24 часов раствора. Нормальный показатель не должен превышать 0.2 г/см3. Идеальное значение – 0.
Количество содержащегося песка
Замеры этого параметра позволяют определить процент абразивных включений в растворе. Процедура довольно проста – в мензурку с мерной шкалой помещается 50 см3 раствора, после чего в неё добавляется 0.5 литра воды и полученная смесь взбалтывается. Спустя минуту нахождения мензурки в вертикальном положении при помощи шкалы измеряется количество осевших частиц. Оно не должно превышать 0.2% от общего объёма.
На основании всего сказанного можно составить следующую таблицу рекомендуемых параметров бурового раствора:
|
Характеристика |
Рекомендуемые показатели |
|
Плотность |
1020-1100 кг/м3 |
|
Вязкость |
25-90 сП |
|
Уровень фильтрации |
5-20 см3/30 мин |
|
Стабильность |
0-0.2 см3 |
|
Содержание песка |
не более 0.2% |
Нормы всех этих параметров бентонитового раствора для горизонтально направленного бурения устанавливаются ГОСТ 33696-2015 или международным стандартом ISO 10416 от 2008 года.
27.10.2016