В практике бурения скважин используются разнообразные технологи­ческие приемы для приготовления буровых растворов.

Приготовление раствора с использованием наиболее простой техноло­гической схемы (рис. 7.5) осуществляется следующим образом. В емкость для перемешивания компонентов бурового раствора 1, оснащенную меха­ническими и гидравлическими перемешивателями 9, заливают расчетное количество дисперсионной среды (обычно 20 — 30 м3) и с помощью центро­бежного или поршневого насоса 2 (обычно один из подпорных насосов) по нагнетательной линии с задвижкой 3 подают ее через гидроэжекторный смеситель 4 по замкнутому циклу. Мешок 6 с порошкообразным материа­лом транспортируется передвижным подъемником или транспортером на площадку емкости, откуда при помощи двух рабочих его подают на пло­щадку 7 и вручную перемещают к воронке 5. Ножи вспарывают мешок, и порошок высыпается в воронку, откуда с помощью гидровакуума подается в камеру гидроэжекторного смесителя, где и происходит его смешивание с дисперсионной средой. Суспензия сливается в емкость, где она тщательно перемешивается механическим или гидравлическим перемешивателем 9. Скорость подачи материала в камеру эжекторного смесителя регулируют шиберной заслонкой (затвором) 8, а величину вакуума в камере — смен­ными твердосплавными насадками.

Круговая циркуляция прекращается лишь тогда, когда смешано рас­четное количество компонентов и основные технологические показатели свойств раствора близки к расчетным. Если раствор приготавливают впрок, то его готовят порционно, а порции откачивают либо в другие емкости циркуляционной системы, либо в специальные запасные.

Утяжеление бурового раствора порошкообразным баритом и обработ­ку порошкообразными химическими реагентами осуществляют аналогично после приготовления порции исходной коллоидной системы (например, во-доглинистой).

Рис. 7.5. Простейшая схема приготовления бурового раствора

Основной недостаток описанной технологии — слабая механизация работ, неравномерная подача компонентов в зону смешения, слабый кон-

троль за процессом. По описанной схеме максимальная скорость приготов­ления раствора не превышает 40 м3/ч.

В настоящее время в отечественной практике широко используют про­грессивную технологию приготовления и утяжеления буровых растворов из порошкообразных материалов. Технология основывается на применении серийно выпускаемого оборудования: блока приготовления раствора (БПР), выносного гидроэжекторного смесителя, гидравлического диспергатора, емкости ЦС, механических и гидравлических перемешивателей, поршнево­го насоса. Выпускается несколько типов БПР, различающихся вместимо­стью бункеров для хранения материалов.

Наиболее широко применяется БПР-70, выпускаемый Хадыженским машзаводом. Он представляет собой (рис. 7.6) два цельнометаллических бункера 1, которые оборудованы разгрузочными пневматическими устрой­ствами 7, резинотканевыми гофрированными рукавами 3 и воздушными фильтрами 2. В комплект БПР входит выносной гидроэжекторный смеси­тель 4, который монтируется непосредственно на емкости ЦС и соединяет­ся с бункером гофрированным рукавом.

Бункера предназначены для приема, хранения и подачи порошкооб­разных материалов в камеру гидроэжекторного смесителя. Они представ­ляют собой цилиндрические резервуары с коническими днищами и кры­шей, которые установлены на четырех приваренных к раме 5 стойках 6. Порошкообразный материал подается в них из автоцементовозов по трубе, закрепленной на внешней поверхности цилиндрической части бункера.

К коническому днищу прикреплено разгрузочное устройство, вклю­чающее аэратор, поворотную шиберную заслонку и воздушный эжектор. На крыше бункера установлен воздушный фильтр.

Выносной гидроэжекторный смеситель состоит из корпуса с тремя патрубками. К верхнему патрубку крепится прием для поступающего из

Рис. 7.6. Схема блока приготовления раствора

бункера или через воронку порошкообразного материала. В левом патруб­ке установлены сменный твердосплавный штуцер и труба для подачи жид­кости от насоса. К правому патрубку прикреплены диффузор и сливная труба.

При прохождении подаваемой насосом жидкости через штуцер в ка­мере гидроэжекторного смесителя создается вакуум. В результате этого порошкообразный материал из бункера поступает по резинотканевому гофрированному рукаву в камеру.

Принцип действия блока БПР состоит в следующем (рис. 7.7). Порош­кообразный материал (глина, барит и др.), привезенный на скважину авто­цементовозом, загружается в силосы 1 пневмотранспортом при помощи компрессора. Поступая в силос, материал отделяется от воздуха, а воздух выходит в атмосферу через фильтр 2. При необходимости подачи порош­кообразного материала в гидроэжекторный смеситель вначале аэрируют материал в силосе, чтобы исключить его зависание при опорожнении сило­са, затем открывают шиберную заслонку, в результате чего обеспечивается доступ материалов в гофрированный шланг.

Жидкость, прокачиваемая насосом через штуцер гидросмесителя, в камере последнего создает разрежение, а так как в силосе поддерживается атмосферное давление, то на концах гофрированного шланга возникает перепад давления, под действием которого порошкообразный материал пе­ремещается в камеру гидросмесителя, где смешивается с прокачиваемой жидкостью. Воронка гидросмесителя служит для ввода материала в зону смешивания вручную. В обычном случае ее патрубок закрыт пробкой.

Блок БПР-70 оборудован гидравлическим измерителем массы порош­кообразного материала ГИВ-М.

Избыточный воздух

Рис. 7.7. Схема работы блока БПР:

1 — ñèëîñ; 2 — ôèëüòð; 3 — загрузочная труба; 4 — разгрузочное      устройство;

5   —   система аэрирования;

6   — аэродорожка; 7 — под­
водящий шланг; 8 — гидро­
смеситель

На неподвижной части силоса смонтировано разгрузочное устройство, включающее тарельчатый питатель, пневматический эжектор и гидравли­ческий смеситель, который можно устанавливать как на площадке блока, так и на емкости циркуляционной системы буровой установки. В послед­нем случае вместо тарельчатого питателя применяется шиберный затвор с аэратором в верхней его части. Привод тарельчатого питателя осуществля­ется при помощи электродвигателя с редуктором. Так как тарелка питателя вращается с постоянной частотой, то подачу порошкообразного материала в зону смешивания регулируют, изменяя положение специального ножа, входящего в комплект питателя.

Для равномерного распределения компонентов по всему объему буро­вого раствора применяют перемешивающие устройства. Отечественная промышленность выпускает гидравлические и механические перемешива-тели.