Рғату блогының техникалық сипаттамасы

Маркасы............................... А10М1

Жұмыс температурасы 30 °С және жұмыс қысымы 0,8 МПа кезіндегі

өнімділігі, м³/мин................................................................................................................ 10

Жұмыс қысымы, МПа........................................................................................................ 1,0

Құрғату блогына кіру бөлігінде ауаның температурасы, °С............................................... +30

Ауажылытқышта ауаның жылыту температурасы, °С.................................................... 200-240

Регенерациялауға кететін ауа шығыны, м³/мин ................................................................. 1,7

Екі адсорберді толтыруға арналған силикагель мөлшері, кг................................................ 350

Құрғатылған ауаның шық нүктесі, °С.................................................................................... -40

Регенерацияға кететін қуаттылық, кВт .......................................................................... 9-12

Силикагельсіз блоктар салмағы, кг ...................................................................................... 980

Екінші суыту сатысы – бұл фреон-12 жұмыс істейтін және компрессор шығаратын сығылған ауаның жұмыс қысымын толық сақтай отырып теріс температураларға дейін сығылған ауаның суытылуын қамтамасыз ететін мұздатқыш агрегаты.

Автономды тасымалдау үшін болат шаңғыда орнатылған құрғатушы-салдқындатушы агрегаттың өнеркәсіптік сынамалары Ашим Берелехск К:ГРЭПГО «Севвостгеология» учаскесінде жақсы нәтижелермен жүргізілген. Сығылған ауаны төмен температуралы шық нүктесіне дейін суыту нәтижесінде орташа механикалық жылдамдылық 2,1 м/сағ, ал тәуліктік бұрғылау 1,6 есе көбейген. Ұңғыма қабырғалары мен керннің қосымша суытылуы мұздың сублимациялау нәтижесінде ұңғымада ылғалдылықтың жұтылуы арқылы жүзеге асқан. 57.а ұңғымасын бұрғылау кезінде еріген таужыныстардың жоғарғы қабаты мұздатылған.

Бұрғылау кезінде ауаның суыту және құрғатудың қарастырылған әдістері жер бетінде ғана жүзеге асырылады. Мұздатқышты тиімді орналастыру көқарасынан, мұзды таужыныстарда керннің шығуын жоғарлату және коронканың температуралық режимін тұрақтандыру мақсатында колонкалы құбырдың үстінде бұрғылау снарядтың құрамына жабдықталатын түсірілетін құйынды мұздатқышты қолданған тиімді.

Құйынды мұздатқыштың жұмыс істеу принципі газдың құйынды температуралық бөлінуге негізделген. Қалыпты температуралық ауа қысым астында сопло 1 (6.6 сурет) арқылы жоғары дыбысты жылдамдылықпен бос цилиндрдің ішіне өтіп, онда температураның күрделі өрісі бар қуатты құйынды қалыптастырады. Құйынның ортасында төмен, ал шеткі бөлігінде жоғары температура қалыптасады. Ортасында саңылауы бар диафрагма 2 арқылы суық ауа шығып, шеттерінде саңылаулары бар дроссель 5 арқылы ыстық ауа шығады. Қысымның алмасуы 0,5 МПа және алғашқы температурасы 0⁰С кезінде шығыны бойынша бірдей және температурасы -50 және +50⁰С құрайтын ауа ағындарын алуға болады.

6.6 сурет. Құйынды мұздатқыштың принципиалды сұлбасы :

1– сопло; 2 – диафрагма; 3 – құйынды құбыр; 4 – развихритель; 5 – дроссель

Құйынды мұздатқыш өте кіші өлшемдермен ерекшеленіп, қозғалмайтын бөлшектерге ие, сондықтан оны ұңғымаларды бұрғылау кезінде забой маңы мұздатқыш генераторы ретінде қолдануға болады. Құйынды мұздатқыш 5 (6.6 сурет) колонкалы құбырдың үстінде бұрғылау снарядтың құрамына жабдықталады. Сығылған ауа компрессодың 1 ресиверінен 2 шланг 3 және бұрғылау құбырлар 4 арқылы құйынды камераға келіп түседі және онда ол ыстық және сұйық ағыстарға бөлінеді. Сұйық ағыс колонкалы құбырдың 7 ішіне бағытталып, збойға түседі және ұңғыма қабырғасы мен бұрғылау құбырлар арасындағы енсіз сақиналы саңылау арқылы жоғары бағытталып, шламдың забойдан шығарады. Ыстық ауа ұңғыма қабырғасы мен бұрғылау құбырлар арасындағы кең саңылауға шығарылып, суық ауамен араласады. Араласқан ағыс алғашқы температураға тең температуға ие болады. Суық ауа (жалпы шығынның бір бөлігін ғана құрайтын) еңсіз саңылау учаскесінде ғана шламды тасымалдайтын болғандықтан забойды шламнан тазалаудың алыпты жағдайлары сақталады.

Түсірілетін құйынды мұздатқыштың шығарылуы және оны қолдану тәжірибеі, әсіресе алмазды бұрғылау кезінде [7] жұмыста сипатталған.

Жер бетінде сығылған ауаны алдын-ала суыту арқылы құйынды мұздатқышты тиімді қолданудың әдісі де бар.

Құйынды мұздатқышты забой маңы суық генераторы ретінде қолданудан басқа, оны ұсақ ұңғымаларды, мысалы шоғырларда бұрғылау кезінде жер бетінде ауа суытудың қарапайым қондырғысы ретінде де қолдануға болады. бұл жағдайда құйынды мұздатқыш құйынды мұздатқыш сальникпен жетекші құыбр арасында орналастырылады. Ыстық ауа ағысы атмосфераға шығарылады. Сәйттіліктің нақты жағдайы – бұрғылау құбырларында және ұңғыманың сақиналы кеңістікте ең төменгі аэродинамикалық кедергілерді қамтамасыз ету.

Мұзды таужыныстарда бұрғылау кезінде жылулық қатынаста забой маңы белдемі жауапты болып келеді. Жер бетінен забойға суықты жеткізудің ең тиімді әдісі – жылу өткізбейтін бұрғылау бағанасы.

Жылу өткізбеудің тиімділік көз қарасынан құбырларды сырттан қарағанда, ішінен жапқан дұрыс. Бұрғылау бағанасының ішкі жабдықталуы сыртқыға қарағанда біршама ұзақ уақыт бойы сақталады. Жылу өткізбейтін материалдың шығыны ішінен жабдықталған кезінде біршама төмен.

Ұңғымаларды бұрғылдау және пайдалану тәжірибесінде құбырлардың ішкі жабдықталуы белгілі және де коррозиямен күресу, парафиннің шөгуі, тегістеу және т.б. нәтижесінде қысымның гидравликалық шығындарын төмендету үшін құбырлы өнеркәсібінде және салаларда қолданып келеді. Жабдықтаушы материалдар ретінде стеклоэмаль, органофсиликаттар, эпоксидті шайырлар, полиэтилен, винипласт, фторопласт, тығыз пенополистирол, пенофенопласт, пенополиуретан және басқа да көптеген синтетикалық материалдар қолданып жатыр немесе қолдануы мүмкін. АҚШ-та басқа жабдықталулармен бірге әртүрлі мақсаттар үшін тефлон мен тефлон-гласс сәтті қолданып келеді.

Бұрғылау құбырлардың ішкі жабдықталуы үшін ең тиімді пенополиуритан (ППУ) болып келеді, себебі ол қайнау және қатудан кейін жоғары механикалық қаттылықпен ( 20 МПа) ерекшеленіп, соққылауға тұрақты және су өткізбейтін бетіне ие болады. металға жоғары адгезияға ие болатын олардан жабдықталу кез келген қалындықпен жағылады.

Құбырлардың ішін кез келген полимерлі материалмен (мысалы, эпоксидті шайыр) жабу сыртқыға қарағанда біршама жеңіл. Ол үшін алдын-ала ішінен тазартылған құбырға қоспаның есептелген мөлшерін құйып, шеттерін жауып құбырды көлденең күйінде айналдырады. Үрдісті тездету үшін айналу кезінде құбырды жылытуға болады.

Бұрғылау құбырлардың ішкі жылу өткізбеудің қарапайым әдісі ЛГи-да ұсынылып, тәжірибелік тұрғыдан сынамадан өткен. 50 және 63,5 мм диамтерлі муфталы-құлыпты қосындысы бар бұрғылау құбырлардың ішінде ішіне қалындатылған шеттерін тегістегеннен кейін абырғасының қалындығы 3-5 мм тең сәйкесінше 30 және 401 мм диаметрлі полиэтиленді шлангтарды орнатқан. Құбырлар шеттеріндегі шлангтардың шеттерін тойтарып, кейіннен құбырларды муфталармен білтелерге қосқан.

Бірақ тәжірибелік тиімділік көз қарасынан суытылған ауамен үрлеу арқылы мұзды таужыныстарда бұрғылау әдісі технологиясының принципиалды сұрақтарын шешу ЛГИ және ЦНИГРИ бірге зерттеулер жүргізу үрдісінде физикалық үлгілеу жолымен жүзеге асқан [7].

Тәжірибелік бұрғылау жұмыстары диаметрлері 76-тан 178 мм-ге дейінгі әртүрлі маркалы қаттықоспалы коронкалармен температурасы 0-ден -12⁰С және ылғалдылығы (мұздылығы) 5-тен 30% дейінгі әртүрлі гранолуметриялық құрамды мұзды таужыныстардың жасанды блоктары бойынша жүргізілген.

Теріс температураларға дейін суытылған ауамен үрлеу арқылы бұрғылаудың кез келген жағдайларында ұңғыма қабырғасының тұрақтылығы сақталған. Жер беті еру белгілері тек форсирді режимдерде ғана байқалған, бірақ ұңғыма қабырғалары монолиттілігін сақтаған.

Нақты таужыныстарға жақын әртүрлі гранулометриялық құрамды жасанды мұзды таужыныстар бойынша 100 м тәжірибелік бұрғылаудың нәтижелерін талдау теоретикалық қағидалардың растығын дәлелдеп, сығылған ауаны -10⁰С дейін суыту - күрделіктерді шектейтін тиімді әдіс, мұзды таужыныстардың керннің табиғи, бұзылмаған күйінде шығуын қамтамасыз етеді.

Мұзды таужыныстарда ұңғымаларды бұрғылау кезінде тазалағыш агент ретінде суытылған сығылған ауаның артықшылығы осы тиімді технологиялық құралды Қиыр Солтүстік, Солтүстік-Шығыс және Поляр маңы аудандарда бұрғылау жұмыстардың тәжірибесімен тексерілген.

Бұрғылаудың бұл әдісі ұңғыманың температуралық режимін қалыпты реттеуі бар сұйықтықты жуу (сумен қамтамасыз ету мәсілесе, әсіресе қыс мезгілінде) алдында ауамен үрлеудің барлық артықшылықтарын жинап алған. Мұздықтардың таралу ауданында жылдың біршама бөлігінде сығылған ауаны теріс температураларға дейін суыту суық атмосфералық ауамен жылу алмасу есебінен алуға болады. тек жаз мезгілінде ғана белгілі бір мәжбүүрлі суыту жүйесі ғана керек және оның құрамы бөліктері қол жетімді, арзан және ұзақ мерзімді қызмет атқарады.

Забойды суытылғани ауамен тазалау арқылы қалған бұрғылау әдісі қарапайым әдістерден ерекшеленбейді және көптеген аудандарда сәтті игеріліп жатыр. Ауаның қажетті қысымын және шығының есептеу, қондырғы мен құралды таңдау, үрлеу арқылы бұрғылаудың технологиялық режимін таңдау бойынша ұсыныстар суытылған ауаны қолдану үшін де күшін сақтайды. Бірақ соңғы жағдайда түсірілген ылғал бөлгіштердің және конденсаттың түсуімен байланысты күрделіктермен күресу құралдарында қажеттілік жоқ.

Мұзды таужыныстар және мұздықтарда, әсіресе суытылған ауамен үрлеу арқылы бұрғылау технологиясының мәселелері 1953 жылдан бастап солтүстік аудандарда инженерлік зерттеулер бойынша АҚШ армиясының арнайы зертханасында (CRREL) жасақталып келеді. АҚШ пен Канаданың Қиыр Шығысында, Гренландия және Исландияда үрлеу арқылы бұрғылаудың біршама тәірибесі жинақталған. Гренландияның мұзды шөгінділері бойынша бұрғылау кезінде АҚШ-тың инженерлік әсерлері реттілікпен жылуалмастырғышта, ресивер-ылғал бөлігінште және газды турбинада мұздың температурасына дейін суытылған сығылған ауаны қолданған. Ол үшін арнайы бұрғылау қондырғысы «Фейлинт» құрастырылған. Суытылған сығылған ауа Антрактиданың мұздарында үрлеу арқылы механикалық бұрғылау кезінде кеңінен қолданып келеді.

Бұрғылау кезінде сығылған ауаны суыту үшін Канада елі жер бетінде орналастырылған ұзын айдаушы жүйені қолданған.

Мұздықтар ауданында зерттеулер мақсаттарында бұрғылау кезінде американдық мамандармен жаз мезгілінде сығылған ауаны -9 °С [7] дейін суытуға арналған фреонды қондырғы қолданған. Осы бұрғылау әдісінің жоғары тиімділігін көрсету үшін мысал ретінде Солтүстік Канада және Аляскада электрожүйенің трансконтиненталды жүйесі үшін инженерлік зерттеу жұмыстарын алуға болады және бұл жұмыстар жаз үш айы ішінде жасалған.

Ресейдің Солтүстік және Солтүстік-Шығыс бөлігінде мұзды таужыныстар бойынша қыс мезгілінде желдің бойымен немесе жаз айында мұзды грунтқа түсірілетін, конденсатты түсіруге арналған краны бар жылуалмастырғыштың шегендеуші құбырлардан қарапайым дәнекерленген, ылғал бөлгіші бар жер бетімен орналастырылған ұзын құбырлар көмегімен суытылатын ауамен үрлеудің сәтті бұрғылау жұмыстарының мысалдары бар.

Солтүстік-Шығыстың бір шоғырлы кенорында П.М. Степанов басшылығымен ЦНИГРИ қызметкерлерімен жаз айында ВХМ-ЛГИ мұздатқышты қондырғымен теріс температураларға дейін суытылған ауамен үрлеу арқылы колонкалы бұрғылаудың өндірістік тәжірибесі жүргізілген.

Бұрғылау жұмыстары БУ-20-2 арбасында орналастырыған ЗИФ-650А станогы және ЗИФ-51 компрессорлы станцияның көмегімен 178 мм диаметрлі қатты қоспалы коронкалармен жүргізілген. Ауаның жеткіліксіз шығынынан колонкалы жинаққа шламды құбырды қосқан. Ұңғыманың үлкен диаметрі және 63,5 мм диаметрлі бұрғылау құбырларын қолдану нәтижесінде пневмоқозғалтқыштың шығу бөлігінде қарсы қысым қалыпты жағдайларда және 40 м дейінгі тереңдікте 0,1МПа аспаған, осыған байланысты сығылған ауа -23°С дейін суытылған. Механикалық жылдамлықтың және коронка тұрақтылығының бірнеше есе жоғарлауы ескерілген. Қатты мұзды құмдарда жоғары сапалы кернің толық шығуы қамтамасыз етілген, ал «құрғақ» бұрғылау кезінде мұздың еру нәтижесінде оның сапасы күрт төмендеп, толығымен алғашқы криологиялық құрылымы өзгертілген. Мұзбен нашар цементтелген борпылдақ мұзды таужыныстарда керннің шығуы үрлеу кезінде жону және ұсақ фракцияларды үрлеп шығару нәтижесінде төмендеген, бірақ шығарылған керн өзінің табиғи құрылымын сақтаған. Осы таужыныстарда «құрғақ» бұрғылау нәтижесінде керннің толық шығуына қарамастан, құрылымның толығымен бұзылу, материалдың араласып, тығыздалу нәтижесінде оның келбеті біршама өзгерген.

ЛГИ дала зерттеулері жаз және қыс жағдайларында ГПИ «Дальстройпроект» нысаналарында және ПГО «Якутгеология» және «Севвостгеология» геологиялық барлау партияларда жүргізілген. Бұрғылау жұмыстары қатты қоспалы және алмазды коронкалармен, сонымен қатар штырьді қашаулармен мәңгілік мұзды және мезгілдік мұзды, ұсақдисперстіден ірі дисперстіге дейінгі әртүрлі гранулометриялық құрамды таужыныстарда және түпкірлі тасты таужыныстарда – ылғалдылығы 41,7-ден 0% дейінгі (борпылдақ «құрғақтар» және монолитті «мұзды» таужыныстар), табиғи температурасы 0,1-ден -11°С, бұрғылау дәрежесі бойынша III-тен XI дейінгі қатты моруға ұшыраған және жарықшақты, монолитті тығыз таужыныстар бойынша, сонымен қатар еріген белдемдерде жүргізілген. Борпылдақ, әртүрлі дәрежеде мұзбен цементтелген таужыныстар саздармен, саздақтармен, құмайттармен, әртүрлі түйірлі құмдармен, ұсақ тастармен, құмды-қиыршықтасты, қиыршықты-малтатасты және дөңбек-малтатасты шөгінділермен, жартасты – құмтастармен, сазды тақтатастармен, гранодиоритермен, липаритермен, андезитермен және т.б. көрсетілген.

Сығылған ауаны шығару үшін ДВС жетегі бар ПКС-5, ЗИФ-55, ДК-9М тасымалданатын комперссорлы станциялар және «Дальстройпроектің» бір зерттеу партиясында – жұмыс қысымы 0,8МПа кезінде бергіштігі 10 м³/мин тең болатын электрожетегі бар ВВ-10/8 стационарлы компрессор қолданған. Ауаны суыту үшін жоғарыда сипатталғанпневмоқозғалтқыш-детандері бар ВХМ-ЛГИ қондырғысы және екінші суыту сатысы ретінде 4,65; 7,0 және 11,6 кВт фреонды парокомпрессорлы машиналары бар мұздатқыш қондырғының үш нұсқасы қолданған. Ауаны суыту температурасы -25 °С дейін жеткен. Салыстыру үшін температурасы 40 °С дейін компрессордан ауамен үрлеу арқылы жеке рейстер жүргізілген.

Бұрғылау алаңдары бақылау-өлшеу аспаптар кешенімен жабдықталған. Біруақытты хронометражы бар бұрғылау режимінің барлық параметрлерін бақылау 40 м тереңдікке дейінгі инженерлік зерттеулер үшін көлемі 300 м жоғары ұңғымаларда және тереңдігі 300 м дейінгі шамамен 4000 м геологиялық барлау ұңғымаларда жүргізілген.

Ұңығмаға айдалатын ауаның температурасы таужыныстар температурасынан көтерілмеген кезінде ұңғыма қабырғасы және керннің еруі болмаған. Шлам мұзды шаң және мұздықтар бөлігі ретінде құрғақ түрінде шығады. Температурасы +5 +10 °С дейінгі ауамен үрлеу кезінде ұңғыма қабырғасы мен керн беттерінің еруі байқалып, ауаның ұңғыманың суық қабырғаларымен байланысу нәтижесінде конденсаттың шығуы, сальниктердің түзілуі және ауа қысымының жоғарлауы байқалған. Айдалатын ауаның температурасы +20 °С және одан да жоғары болған кезінде құралды шығару кезінде оның бекітіліп қалу жағдайлары кездескен.

Ұңғыманың диаметрі 112, 132 мм және ауаның нақты шығыны 5-6 м³/мин кезінде шлам толығымен ұңғымадан шығарылған, ал жоғары диаметрде немесе төмен 3,0 -3,5 м³/мин дейінгі шығын кезінде снаряд жиынтығына шламды құбырды енгізу қажет болатын.

Ауамен үрлеу арқылы борпылдақ мұзды таужыныстарда бұрғылау жылдамдығы «құрғақ» бұрғылауға қарағанда 4 есе, рейсте бұрғылау ұзындығы 3 есе, ал коронкалардың тұрақтылығы 5-6 есе жоғары болған. Моруға ұшыраған таулы таужыныстарда бұрғылау кезінде механикалық жылдамдылық 4-4,5 есе, рейсте бұрғылау ұзындығы 4 есе, коронкалардың тұрақтылығы 6-7 есе, ал қатты таулы таужыныстарда (бұрғылау дәрежесі бойынша VIII - IX)бұрғылау жылдамдығы 4,5 есе, орташа рейс ұзындығы 10 есе, ал коронкалардың тұрақтылығы 8-10 есе жоғарлаған.

Ерекше назар керннің шығуы және сапасына бөлінген және температурасы -0,1 -0,3 °С шамасында аз мұзды және ірі сынықты борпылдақ таужыныстарда оның шығуы күрделенген. Осы қолайсыз жағдайларда қарапайым қос колонкалы құбырларды қолдану жақсы нәтиже береді.

Мұзбен цементелген борпылдақ мұзды таужыныстар бойынша қатты қоспалы бұрғылау жұмыстарының барлық жағдайларында суытылған ауамен үрлеу немесе «құрғақ» бұрғылау кезінде керннің шығуы 100% құраған. Бірақ керннің сапасы әртүрлі. «Құрғақ» бұрғылау кезінде алынған керн бойынша грунттың физикалық-механикалық қасиеттері және опырылу қабілеттілігі туралы ғана айта алмаймыз, бұрғыланған таужыныстарды мұзды немесе еріген таужыныстарға жатқызуға да болмайды. Суытылған ауамен үрлеу арқылы бұрғылау жұмыстарында алынған керн толығымен табиғи агрегаттық күйін және барлық құрылымдық ерекшеліктерін сақтайды, ал бұл инженерлік зерттеулер үшін өте маңызды.

Жоғары мұздылығы (20 % және одан да жоғары) бар таужыныстарда әдетте бұрғылау жұмыстары біріңғай колонкалы снарядпен жүргізілетін керн түзу бағаналар түрінде алынатын, олардың ұзындығы көптеген жағдайларда рейстің бұрғылау ұзындығына (1-2 м) тең болады. 6.7, а суретте құмайттар және малматастар қабатшалары бар мұзды қиыршықты құммен берілген керн көрсетілген. Колонкалы құбырдан шығару кезінде ол үш бөлікке бөлінген. Керннің жалпы ұзындығы 1,9 м. 6.7, б суретте орташа мұздылығы 20% болатын мұзды құмнан керн көрсетілген. Оның бұзылуы жер бетінде күн сәулесінің әсерінен болған.

Мұздылығы 10-15 % болатын таулы жарықшақты және моруға ұшыраған таужыныстарды бұрғылау кезінде (мұз қабатшалар, линзалар және цемент түрінде) керннің шығуы 100 % құраған, бірақ оның колонкалы құбарда бұзылуынан сақтау үшін рейсті 0,6-0,8 м дейін қысқартып, СМ типті қалыпты коронкасы бар немесе 3 мм сыртқа және ішке шығып тұратын қосымша кескіштермен күшейтілген біріңғай снарядпен бұрғылау жұмыстарын жүргізген. Бұл жағдайларда керн әдетте бір кесек ретінде алынатын.

6.7, в суретте кололнкалы құбырдан шығарылған мұзды моруға ұшыраған гранодиориттерден керн көрсетілген. Осы таужыныстарды «құрғақ» бұрғылаған кезінде кернді цементтейтін мұздың толығымен еруі ғана болмай, таужыныстардың минералды құрылымының бұзылуы да орын алатын еді. Нәтижесінде моруға ұшыраған гранодиориттер құм және үлкен тастарға, ал андезиттер қабатшалары ірісынықты қоспаларға ұсақталған. Ертеде жүргізілген «құрғақ» бұрғылау жұмыстары негізінде табиғи күйінде мұзбен қатты цементтелген моруға ұшыраған жарықшақты гранодиориттер және андезиттер малтатастарға жататын, ал суытылған ауамен үрлеу арқылы бұрғылау жұмыстары кезінде алынған осы таужыныстардың керні кесектерге қиыншылықпен бөлінетін (6.7, г сурет).

Суытылған сығылған ауамен үрлеу арқылы бұрғылау жұмыстары кезінде Аркағалы ГРЭС ауданында 535а ұңғымдан алынған мұзды таужыныстар үрліглерінің жоғары сапасы оларды зерттеу нәтижелері осы ұңғыма маңында қазылған барлау шурфтан алынған үлгілерді зерттеу нәтижелерімен толық расталған. «Құрғақ» және суық ауамен үрлеу арқылы бұрғылау кезінде алынған мұзды таужыныстардыңи тығыздығы және ылғалдылығы біршама ерекшеленеді. «Құрғақ» бұрғылау кезінде ылғалдылықтың жылудың әсерінен төмендеуі бірқалыпты дисперсті мұзды таужыныстар (абсолюттік мәні бойынша 0,2-0,4%) үшін төмен және мұзбен цементтелген ірі сынықты шөгінділер және жарықшақты таулы таужыныстар үшін жоғарлайды (4-5% және одан да жоғары). Мұздың еріту нәтижесінде тығыздығы әдетте 50-170 кг/м³ дейін төмендейді, бірақ ылғалды таужыныстарда сеграциондық, инъекциялық немесе жартасты-желілі мұздың еру нәтижесінде минералды қаңқа тығыздығы кенет жоғарлауы мүмкін.

6.7сурет. Өндірістік жағдайларында суытылған ауамен үрлеу арқылы бұрғылау кезінде алынған мұзбен цементелген мұзды таужыныстардың керні

Қыс мезгілінде бір жинақы бірінші суыту сатысы көмегімен суытылатын ауамен үрлеу арқылы мұзды таужыныстарды тиімді бұрғылау мүмкіндігі Магаданда екі терең емес ұңғыманың бұрғылану үрдісінде тексерілген. Дизельдің Д-38 трансмиссиялық валынан клинді белдік арқылы қосылатын желдеткіші бар құбырлы жылуалмастырғыш өздігінен жүретін УГБ-50М бұрғылау қондырғысының рамасында орналастырылған. Компрессорлы станция ПКС-5 қондырғымен бірге тіркеме ретінде тасымалданатын. Төменде 35 м³/мин шығыны және 0,3-0,4 МПа қысым кезінде және оның салыстырмалы ылғалдылығы 20-52% кезінде атмосфералық ауаның температурасына тәуелді циркуляциялық жүйенің әртүрлі нүктесіндегі суытылған сығылған ауаның температурасы берілген.

Атмосфералық ауа.................................................................................... -22 -24 -27

Компрессор ресиверинен шығу бөлігінде................................................. +10 +9 +5

Ұңғымаға кіру бөлігінде .........……………………………………….......... -21 -22 -23

Ұңғымадан шығу бөлігінде....................................................................... -5 -8 -10

Өлшемі 20 см дейінгі дөңбек тастары бар құмды-сазды цементегі қиыршықтасты-малтатасты шөгінділермен көрсетілген және бұрғылануы бойынша V-IX дәрежелі -2 -4 °С температураға және 6-20 % ылғалдылыққа ие. Берілген үрлеу режимі, 8-10 кН остік жүктеме және 65 пен 115 айн/мин тең снарядтың айналу жиілігі кезінде 132 мм диаметрлі СТ және СМ қатты қоспалы коронкаларлардың орташа механикалық бұрғылау жылдамдығы рейстік өту және 0,5-1 м коронкаға өту кезінде 5 м/сағ құраған.

Мұздылығы 15% және одан да жоғары таужыныстарда керн монолиттер түрінде шыққан. Шамалы мұздылықта жұқа дисперсті байланыстырушы материал ауаның ағысымен шламды құбырға шығарылып, жер бетінде керннің шығуы төмендеген және ол қос колонкалы құбырды қолдануды қажет етті.

Сығылоған ауаның төменгі температурасына байланысты керннің және ұңғыма қабырғасының еруі дөңбек тастар кезінде де байқалған жоқ.

Таужыныстарды бұзушы құралдардың әртүрлі түрлерімен геологиялық барлау ұңғымаларын бұрғылау кезінде суытылған сығылған ауаны қолдану тиімділігін бағалау үшін қатты жартасты таужыныстар үшін Солтүстік-Шығыстік бір кенорында жоспарлы ұңғымаларда сынамалау жұмыстары жүргізілген.

Қозғалмалы шаңғыда орналастырылған электрожетегі және МР-5 мачтасы бар СБА-500 бұрғылау агрегаты, тасымалданатын компрессорлы станция ДК-9, шлам-шаң ұстаушы қондырғы ШПУ-1а және ылғалбөлгіші мен қуатты желщдеткіші «Проходка-500» бар құбырлы жылуалмастырғыш КВ-30 құралған бірсатылы суыту жүйесі қолданған. Қондырғының және бақылаушы-өлшегіш аспаптардың орналасуы 6.8 суретте көрсетілген. Электроэнергиямен қамтамасыз ету тасымалданатын дизелді-электростанциямен ДЭС-50 (суретте көрсетілмеген) жүзеге асырылған.

Екі ұңғыма бойынша таужыныстар қимасы бұрғылануы бойынша IX-XI дәрежелі қарқынды кварцталған туфтармен, авмагниттелген және гидротермалды брекчиялы липаритермен және дациттермен көрсетілген. Қиманың жоғарғы бөлігі (40-45 м дейін) – мұздықтар желілері бар моруға ұшыраған мұзды түпкілікті таужыныстармен, ал төменгі бөлігі – мұзды таужыныстармен берілген, табиғи температурасы -5 3 °С.

Мұзды таужыныстар бойынша бұрғылау жұмыстары диаметрлері 93 және 76 мм В-93К және ДДА-76 штырлы үшшарошкалы қашаулармен жүргізілген. Бұрғылау бағанасы 55 мм-лі муфталы-құлыпты қосындысы бар құбырлардан және 73 мм-лі АБҚ құралған. Снаряд құрамына шламды құбыр да қосылған.

Суытылған ауаның температурасы -15⁰С құраған. Көктем мезгілінде түн уақытында (күн радиациясы болмаған кезінде)атмосфералық ауаның температурасы 5⁰С дейін көтерілген кезінде сығылған ауаның теріс температураларға дейін суытылу жағдайлары және конденсаттың жылуалмастырғышта қатып қалған жағдайлар байқалған, оны «Проходка-500» қуатты желдеткіш шығаратын буландырғыш суытылумен түсіндіруге болады. «Мұзды» таужыныстарда бұрғылау кезінде төмен оң температураларға дейін сығылған ауаның суытылуы сығылған ауаны құрғатуға және ұңғымаға конденсатиты шығуы және қатып қалу күрделіктерін жоюға болады.

6.8. сурет. Қыс мезгілінде суытылған ауамен үрлеу арқылы бұрғылау кезінде қондырғылардың орналасу сұлбасы )бір сатылы суыту жүйесімен):

1 – компрессор; 2 – ресивер; 3 – айдаушы шлангтар; 4 – «Проходка-500М»типтіжелдеткіші бар КВ-30 құбырлы жылуалмастырғыш; 5 – желдеткіштің электроқозғалтқышы; 6 – ылғал-май бөлгіш; 7 –конденсатты түсіруге арналған кран; 8 – реттегіш вентилі бар үшайыр; 9 – шығарушы шланг; 10 – шығынөлшегіш; 11 – манометр; 12 – термометр; 13 – электрожетегі бар бұрғылау станогі; 14– мачта; 15 – бұрғылау едені астындағы шығарушы құбыр; 16 – қосылатын сорғыш шланг; 17 – шлам-шаң ұстағыш қондырғы ШПУ-1а

В-93К және ДДА-76 ұашаулармен кернсіз бұрғылау жұмыстары сәйкесінше 25 және 20 кН остік жүктемеде, 104, 190, 280 айн/мин айналу жиілігінде және 7-8 м³/мин ауа шығынында жүргізілген. Х-ХІ дәрежелі таужыныстарда осы қашаулармен бұрғылаудың орташа механикалық жылдамдылығы 1,9 және 1,0 м/сағ, қашауға өту – 18,9 және 4,8 м, 1 ст-сменаға өнімділігі 6,4 және 4,0 м, ал сумен жуу жағдайларында 1 ст-сменаға 1,41 және 0,98 м құраған.

Суытылған ауамен бұрғылау кезінде алынған осындай үлкен көрсеткіштер (әсіресе жуу жағдайларына қарағанда біршама төмен остік жүктемемен штырлі қашаулармен) забойдың толық және тез арада шламнан тазалануымен, таужыныстарды бұзушы құралдың жақсы суытылуымен, мұзды таужыныстардығ еруінен немесе қабыршақты мұздығ түзілуінен пайда болатын күрделіктердің жоқтығымен түсіндіріліп, жұмыс уақыт балансын біршама жақсартады.

ПГО «Севвостгеология» Берелех КГРЭ-да ЛГИ ТТРБ салалық зертханасымен шығарылған пневмосоққылау бұрғылау жұмыстарына арналған екі силикагелді құрғату блоктары бар құрғатушы-суытушы агрегат сынамадан өткізілген.

Жоспарлы 133, 135, 137, 139, 142 және 148 ұңғымалар мұздың біршама құрамы бар мұзды және мұзаралық таужыныстар бойынша РП-130 және РП-111 пневмосоққыштарды қолдану арқылы ЗИФ 650А станогымен бұрғыланған. Ұңғыма тереңдігі – 120 м дейін, сынамалау үрдісінде жақсы нәтижелермен 535 м өтілген.

133 және 135 ұңғымалар атмосфералық ауаның темпаратурасы 0 төмен кезінде құрғату блогын (екінші суыту сатысы жөндеу уақытында) қолдану арқылы ешқандай күрделіксіз өткен, бұл мұзды таужыныстар бойынша пневмосоққылаулы бұрғылау кезінде сығылған ауаның құрғатылуы маңызды екенін растайды.

Теория және есептеулер, зертханалық сынамалар және жинақталған бұрғылау тәжірибесі қыс және жаз мезгілінде сығылған ауаны шамамен -10⁰С теріс температураларға дейін суыту мәңгілік мұздықтар аудандарында өнімділікті және бұрғылау жұмыстар сапасын кенет жоғарлату үшін жеткілікті екенін көрсетеді.

Егер үрлеу арқылы бұрғылау жұмыстары қолданбайтын минералды суламер суланған немесе арынды горизонтары бар аудандарды санамайтын болсақ, осы әдіс үшін қолайсыз жағдайларға тек нашар байланысқан «құрғақтар» ғана жатады. Әлсіз су белгілері кезінде сальниктердің түзілуі сияқты мүмкін болатын қиындықтар теріс температураларда минералды суларда белсеңді болатын жаңа көпіршік түзеткіштер арқылы жойылады. Ылғалды белдемдерде бұрғылау жұмыстармен бірге мұзды ауамен үрлеу арқылы жер бетінен бұрғыланып жатқан таужыныстарды мұздатуды сәтті қолдануға болады.

Нашар мұзды «құрғақтарда» керннің шығуын жоғарлату үшін қос колонкалы құбырлар қолданылады. Сонымен қатар, бұрғылау жұмыстар мақсатына инженерлік зерттеулер сияқты мұзды таужыныстардың құрамын, құрылысын және механикалық қасиеттерін зерттеу жататын болса, кеңінен қолданатын «құрғақ» бұрғылауға қарағанда керннің төмен шығуы кезінде де суытылған ауаны қолдану біршама нақты мәліметтерді береді. Геологиялық барлау бұрғылау жұмыстары кезінеде сияқты пайдалы қазбаның өнімді горизонттың қалындығы бойынша таралуын және құрамын анықтау жағдайларында шоғылардағы нашар цементтелген борпылдақ мұзды таужыныстарда немесе түпкілікті кенорындағы қатты жарықшақты, ұсақталған мұзды шөгінділерде керннің жоғары шығуын қамтамасыз ету мақсатында алдын ала ылғалдану, осы таужыныстарды «мұзбен бекіту», кейін суытылған аумен үрлеу арқылы бұрғылау қажет.

Соққылау-механикалық бұрғылау негізінде Солтүстік-Шығыс шоғырлы кенорынның барлану нақтылығы заманауи талаптарды қанағаттандырмайды және де алған мәліметтерді растау үшін қымбат шурфтарды қазу қажет. Мұзды таужыныстардың табиғи агрегаттық күйін сақтау және керннің жоғары шығуын қамтамасыз ету мақсатындасуытылған ауамен үрлеу арқылы колонкалы бұрғылауға көшу пайдалы қазбаның құрамы және таралуы туралы нақты мәліметтерді алуды қамтамасыз етеді. Шоғырларда бұрғылау барлау жұмыстарының көлемі үлкен. Ұңғыма торының мүмкін кеңеюі және тексеру шуфртар қолданбауын ескере отырып жоғары сапалы керн бойынша сынамалау нақтылығының жоғарлауы уақытты қысқартып, сапасын жоғарлатуға және шоғырлы кенорындардың барлау құнын төмендетуге мүмкіндік береді.