Описание способов и технических средств
Существующие в мировой практике бурения способы нагнетания ГЖС можно разделить:
- на прямой, если давление при подаче компонентов равно давлению нагнетания их смеси,
- и ступенчатый, если давление нагнетания смеси превышает давление, необходимое для подачи любого из компонентов.
Прямой способ нагнетания ГЖС
Первый способ реализуется с помощью компрессоров, буровых насосов и поверхностных пеногенераторов. При этом требуется, чтобы буровые насосы и компрессорные установки имели рабочие давления, достаточные для обеспечения заданного технологического процесса.
Условия бурения требуют, чтобы компрессорные установки обеспечивали требуемые расход и давление сжатого воздуха, были легкими, компактными, высокотранспортабельными и легко монтируемыми, надежными в эксплуатации и экономичными, хорошо защищенными от воздействия пыли, достаточно прочными и простыми в обслуживании.
Тип компрессоров и их число определяют на основании расчетного расхода и давления воздуха, необходимого для осуществления циркуляции.
Поверхностный пеногенератор
На рис. 7.64 приведена конструкция поверхностного пеногенератора, предложенного при бурении скважин в США. Пеногенератор представляет собой цилиндр, заполненный беспорядочно расположенными пеногенерирующими кольцами, находящимися между двумя сетками.
Ступенчатый способ нагнетания ГЖС
Второй способ нагнетания ГЖС реализуется с помощью компрессоров низкого давления и дожимных устройств.
ВНИИБТ разработан способ нагнетания ГЖС с использованием гидравлических мощностей буровых насосов (а.с. 714044, СССР) и созданы компрессорно-дожимные устройства (КДУ) для его реализации на базе буровых насосов нефтяного ряда: У8-6М, 9МГр и др.
ВИТРом совместно с кафедрой компрессоростроения ЛПИ им. М. И. Калинина были проведены экспериментальные и теоретические исследования КДУ на базе быстроходных трехплунжерных насосов, в том числе с применением скоростной киносъемки. В результате разработаны эффективные конструкции КДУ и методика их расчета и проектирования.
На основе методики ВИТРом разработаны конструкции КДУ для буровых трехплунжерных насосов геологоразведочного ряда: НБЗ-120/40, НБ4-160/63, НБ4-320/63, НБ5-320/100 и двухпоршневого насоса двойного действия НБ-32.
Компрессорно-дожимное устройство УКД-Н-3
На рис. 7.65 представлена разработанная ВИТРом конструкция КДУ (а.с. 1307085, СССР) на базе насоса НБ4-160/63 (УКД-Н-3).
