Ⅰ. Блок наземного оборудования

Грязевой танк

Функция: Основной контейнер для хранения, отстаивания и подготовки бурового раствора, обычно состоящий из 3-5 независимых резервуаров (приемный резервуар, очистительный резервуар, резервный резервуар, утяжелительный резервуар) с емкостью одного резервуара 50-100 м³.

Грязевой насос

Функция: В основном триплексный поршневой насос простого действия с давлением на выходе 30-100 МПа и производительностью 100-3000 л/мин; Он забирает буровой раствор из приемного бака, повышает его давление и подает в поверхностный коллектор, обеспечивая питание для внутрискважинной циркуляции.

Поверхностное многообразие

Функция: узел трубопровода, соединяющий буровой насос, поворотный механизм и оборудование для контроля твердых частиц, состоящее из стояка, шланга, задвижка грязевая, манометр и т. д.; Он может переключать направление потока бурового раствора с помощью задвижек, а манометр контролирует давление циркуляции в режиме реального времени для предотвращения аварий из-за избыточного давления.

Поворотный

Функция: Вращающееся уплотнительное устройство, установленное под талевым блоком, верхний конец которого соединен со шлангом, а нижний конец соединен с бурильной колонной; обеспечивает синхронное вращение и подачу жидкости, позволяя бурильной колонне вращаться с высокой скоростью, обеспечивая при этом герметичную транспортировку бурового раствора.

Оборудование для контроля твердых частиц

Функция: Система очистки и фильтрации бурового раствора, классифицируемая по точности очистки на четыре уровня:

1.Вибросито (удаляет крупные частицы шлама, размер ячеек 0,2-1,5 мм);

2.Десандер (удаляет частицы песка, размер разделения 40-74 мкм);

3.Илоотделитель (удаляет частицы грязи, размер разделения 15-40 мкм);

4.Центрифуга (удаляет коллоидные частицы, размер разделения 2-15 мкм);

Он удаляет более 95% твердых частиц из бурового раствора, обеспечивая стабильные свойства, такие как вязкость и плотность.

Ⅱ. Процесс циркуляции бурового раствора

Процесс циркуляции бурового раствора состоит из трех основных этапов, образующих полный замкнутый цикл, со следующими конкретными процедурами:

Этап 1: Спуск бурового раствора (поверхность → забой, подача энергии)

1. Буровой насос забирает подготовленный буровой раствор из приемного бака, нагнетает его и подает в стояк поверхностного манифольда;

2. Буровой раствор поступает через стояк в шланг, а затем в вертлюг;

3. Вертлюг направляет буровой раствор в ствол бурильной колонны через свою вращающуюся уплотнительную конструкцию, который течет вниз по полым каналам бурильной трубы и утяжеленной бурильной трубы, в конечном итоге достигая забойного долота;

4. Буровой раствор выбрасывается с высокой скоростью через сопла долота, образуя струю высокого давления, которая воздействует на пласт на дне скважины, помогая долоту разрушать породу и вымывать шлам со дна.

Этап 2: Подъем бурового раствора (забой → поверхность, реализация функции)

1.Выбрасываемый с высокой скоростью буровой раствор обволакивает выбуренную породу на забое скважины, образуя смесь шлама и бурового раствора;

2. Под действием постоянного давления бурового насоса смесь течет вверх по кольцевому пространству, выполняя при этом три основные задачи:

Охлаждение долота: поглощение тепла, выделяемого при вращении долота (температура на забое скважины может достигать 150–200 °C), и перенос его обратно на поверхность посредством циркуляции;

Стабилизация ствола скважины: частицы глины в буровом растворе образуют на стенке скважины «глинистую корку» толщиной 2–5 мм, закупоривая поры пласта и предотвращая обрушение ствола скважины;

Балансировка давления в скважине: балансировка пластового давления за счет давления столба бурового раствора для предотвращения выбросов или потери циркуляции;

3.После того как буровой раствор с шламом достигает поверхности, он сначала поступает на вибросито для предварительной фильтрации крупных частиц шлама диаметром более 0,2 мм.

Этап 3: Очистка и регенерация (обработка поверхности, повторное использование)

1. Предварительно отфильтрованный на вибросите буровой раствор поступает в пескоотделитель, где под действием центробежной силы отделяются частицы песка диаметром 40-74 мкм;

2. Буровой раствор с удаленными частицами песка поступает в илоотделитель для дальнейшего отделения частиц шлама диаметром 15-40 мкм;

3. Для глубоких скважин/скважин сложной конструкции буровой раствор необходимо подавать в центрифугу для отделения коллоидных частиц диаметром 2-15 мкм;

4.Очищенный буровой раствор поступает в очистительный бак, где специалисты корректируют его свойства с помощью контрольно-измерительных приборов;

5. Квалифицированный буровой раствор поступает во всасывающий резервуар, ожидая следующего цикла для достижения нулевого или минимального уровня выбросов при повторном использовании.

3. Четыре основные функции системы кровообращения

1. Перенос и удаление шлама: предотвращение аварий, связанных с застреванием труб

2. Охлаждение и смазка долота: продление срока службы оборудования

3. Стабилизация ствола скважины и контроль давления в скважине: обеспечение безопасности ствола скважины

4. Передача скважинной информации: поддержка интеллектуального бурения