Циркуляційна система бурових установок включає в себе наземні пристрої і споруди, що забезпечує промивку свердловин шляхом багаторазового пренудітельной циркуляції бурового розчину по замкнутому колу насос - забій свердловини - насос. Багаторазова замкнута циркуляція даетзначітельную економічну вигоду завдяки скорочення витрат хімічних компонентів і інших цінних матеріалів, які входять до складу бурових розчинів. Важливо також відзначити, що замкнута циркуляція запобігає забруднення навколишнього середовища стоками бурового розчину, що містять хімічно агресивні і токсичні компоненти.
Циркуляційні системи бурових установок складаються з взаємопов'язаних пристроїв і споруд, призначених для виконання таких основних функцій приготування бурових розчинів, очищення бурового розчину від вибуренной породи та інших шкідливих домішок, прокачування і оперативного регулювання фізико механічних властивостей бурового розчину. До складу циркуляційної системи входять також всмоктувальні і напірні лінії насосів, ємності для зберігання розчину і необхідних для приготування матеріалів, жолоби, відстійники, контрольно-вимірювальні прилади та ін. Циркуляційні системи монтуються з окремих блоків, що входять в комплект поставки бурових установок. Блоковий принцип виготовлення забезпечує компактність циркуляційної системи та спрощує її монтаж і технічне обслуговування.
Найважливіші вимоги, що пред'являються до циркуляційних систем бурових установок це якісне приготування, контроль і підтримання необхідних для даних геолого технічних умов складу і фізико-механіческіхсвойств бурового розчину. Прівиполненіі цих вимог досягається високі швидкості буріння і в значній мірі предотвращаютя багато аварії і ускладнення в свердловині.
Буровий розчин циркулює по замкнутій системі, тобто розчин, що закачується в свердловину, виходить з неї і знову повинен закачуватимуться в свердловину. Але параметри виходить із свердловини бурового розчину зовсім не ті, які були при закачуванні. У ньому буде вибуренной порода у вигляді окремих частинок, а також частина породи, наприклад глина, може розчинятися в розчині. Крім того, в розчин можуть потрапити мінералізовані підземні води і газ, а також можуть впливати підвищена температура і тиск, які змінюють його фізичні властивості. У ряді випадків частина розчину поглинається пластами і при бурінні доводиться періодично додавати свіжий розчин.
Тому циркуляційна система бурової установки повинна бути обладнана пристроями для очищення виходить розчину газу, вибуренной породи, піску і мулу, а очищений розчин потрібно відновлювати, т. Е. Довести до необхідних в'язкості, щільності, водоотдачи і інших параметрів, якими він володів до закачування в свердловину. У ряді випадків в залежності від бурим порід необхідно змінювати властивості розчину.
2 Значення бурових розчинів при бурінні свердловини
В результаті буріння свердловини на нафтогазоносних площах повинен бути створений довговічний, міцний ізольований канал, що зв'язує продуктивний горизонт з денною поверхнею. Вирішальне значення при проводці свердловини мають бурові промивні і тампонажні розчини. Від їх здатності виконувати свої функції в різних геолого-технічних умовах залежить не тільки ефективність бурових робіт, але і термін служби свердловини.
Важкі ускладнення в процесі буріння, а в деяких випадках ліквідації свердловини, порушення режиму експлуатації нафтових і газових родовищ, пов'язані зі значним збитком народному господарству, можуть бути обумовлені низькою якістю бурових і розчинів, відсутністю надійних методів і засобів управління ними. Все це обумовлює доцільність витрат на підвищення якості цих систем.
Розрізняють фізичні і хімічні властивості бурового розчину. У свою чергу, фізичні властивості діляться на термодинамічні, колоїдно-реологічні, фільтраційні, теплофізичні і електричні (рис. 1).
Мал. 1 - Класифікація основних властивостей бурового розчину
Основна технологічна операція промивання свердловини - прокачування бурового розчину по її стовбуру. Однак для цього потрібен реалізувати допоміжні операції: приготування розчину, його ускладнення, обробку хімічними реагентами, очищення від шламу і газу та ін.
Технологічне обладнання для промивки свердловини (рис 2) являє собою ряд взаємопов'язаних систем: приготування і обробки бурового розчину, очищення його від шламу і газу, циркуляції. Кожна система включає ряд блоків або кілька одиниць обладнання. Ефективність роботи кожного блоку залежить від якості роботи всіх систем.
Мал. 2 - Класифікаційна схема технологічного обладнання для промивки свердловини
Для забезпечення необхідних властивостей бурові розчини обробляють хімічними реагентами. Розрізняють первинну обробку бурового розчину, коли його готують до початку буріння, і додаткову обробку для підтримки і зміни властивостей в процесі проводки стовбура свердловини.
Обробка хімічними реагентами наводиться для забезпечення тих чи інших якісних показників, але основне її призначення - стабілізація бурового розчину як дисперсної системи або зміни структурнго-механічних властивостей цієї системи.
Реагенти, що застосовуються для обробки бурових розчинів, за характером дії і призначенням можна розділити на дві групи: електроліти та захисні високомолекулярні речовини. Крім того, для регулювання властивостей бурових розчинів використовують добавки, які діляться на поверхнево-активні речовини, що знижує поверхневий натяг на межі з газом і нафтою; піногасники; обважнювачі і мастильні добавки.