При бурінні обертальним способом в свердловині постійно циркулює потік рідини, яка сприймається, як один з головних чинників забезпечують ефективність всього процесу буріння. При проведенні бурових робіт циркулює в свердловині рідина прийнято називати - буровим розчином або промивної рідиною.
Промивання свердловини готується бурової промивної рідиною здійснюється наступним чином. (Рис. 5.1)
Малюнок 5.1 схема застосування бурової промивної рідини:
1 - буровий насос; 2 - нагнітальний шланг; 3 - вертлюг - сальник; 4 - колона бурильних труб; 5 - трубний фрезерний перехідник;
6 - колонковая труба; 7 - коронка; 8 - система жолобів; 9 - відстійник;
10 блок очищення;
За допомогою лебідки в свердловину спускається буровий снаряд, що збирається з наступних частин: коронки 7, колонкової труби 6, перехідника 5, колони бурильних труб 4, довжина якої збільшується в міру поглиблення свердловини, вертлюг-сальника 3, нагнітального шланга 2, що з'єднує бурової снаряд з буровим насосом 1. Обертання бурового снаряда супроводжується нагнітанням під тиском промивної рідини буровим насосом. Розчин, насичений шламом разбуренной породи, піднімається вгору по стовбуру свердловини, де надходить по системі жолобів 8 в відстійник 9, де великий шлам опускається на дно, а рідина для подальшого очищення відправляється в блок очистки 10, де проходить кілька ступенів ступені (вібросито, гідроциклони ило-пескоотделітелі і центрифугу).
Буровий розчин крім видалення шламу повинен виконувати інші, в рівній мірі важливі функції, спрямовані на ефективне, економічне і безпечне виконання і завершення процесу буріння
Вимоги до бурових розчинів:
· Виконувати покладені функції;
· Бути маловязкими і мати низький поверхневий натяг на кордоні з гірськими породами;
· Утримувати достатню кількість змащувальних добавок;
· Чи не мати шкідливого впливу на бурильний інструмент і забійні двигуни (корозія, абразивний знос і т.д.);
· Легко прокачуватися і очищатися від шламу і газу;
· Бути безпечними для обслуговуючого персоналу і навколишнього середовища;
· Бути зручними для приготування і очищення;
При бурінні свердловин промивна рідина повинна циркулювати по замкнутому гідравлічному контуру. Залежно від виду гідравлічного контуру всі існуючі системи промивки діляться на дві групи:
1) системи промивок з виходом розчину на поверхню;
2) системи промивок з внутрішньосвердловинним циркуляцією.
Залежно від напрямку руху промивної рідини по відношенню до бурового інструменту промивка з виходом її на поверхню здійснюється по одній з наведених на рис. 5.2 схем.
Малюнок 5.2 - схема промивання з виходом бурового розчину на поверхню
а - пряма промивка, б - зворотне промивання, в - зворотна промивка через подвійну колонкову трубу (з гідротранспортом керна), г - комбінована промивка
Комбінована система промивання за технологією виконання підрозділяється на періодичну (послідовну) і поєднану (паралельну). Обидва варіанти можуть бути реалізовані як по прямій, так і по зворотній схемі. При використанні періодичної промивки напрямок потоку бурового розчину змінюється з прямою промивання на зворотну і навпаки. Напрямок руху розчину, що подається до забою свердловини, змінюється на поверхні при відповідній обв'язки насоса і устя свердловини.
Пряма промивка. Коли промивна рідина, що нагнітається насосом, проходить по колоні бурильних труб, потім (при бурінні кільцевим забоєм) між керном і колонкової трубою омиває забій, охолоджує породоразрушающий інструмент, захоплює з забою частки зруйнованої породи, піднімається вгору по кільцевому простору між бурильними трубами і стінками свердловини і, нарешті, виходить на поверхню.
Зворотній промивка. Коли промивна рідина рухається до забою по кільцевому простору між бурильними трубами і стінками свердловини, омиває забій, входить в отвори порід руйнівного інструменту, при наявності керна проходить пo кільцевому зазору між керном і колонкової трубою, проходить по внутрішньому каналу бурильної колони і, збагачена шламом, виходить на поверхню землі.
Комбінована промивка. Коли рух промивної рідини над колонкової трубою здійснюється за схемою прямої промивки, а нижче за допомогою спеціальних пристроїв за схемою зворотної промивки.
Технічне виконання комбінованої промивання пов'язано із застосуванням пристроїв, що перетворюють пряму промивку в зворотний (у привибійній зоні). Комбінована промивка застосовується з метою підвищення виходу керна.
Промивання свердловин - одна з найвідповідальніших операцій, що виконуються при бурінні. Спочатку призначення промивання обмежувалося очищенням вибою від частинок вибуренной породи і їх виносом зі свердловини, а також охолодженням долота.