Буровые растворы

Основой промывочного раствора, предназначенного для бестраншейного бурения, является бентонит – особый вид глины, сформированный в результате длительного геологического процесса, происходящего в течение тысячелетий. Древний вулканический пепел, отложенный в низинах, впоследствии был поглощен океанами, а когда уровень мирового океана понизился, на поверхности обнажились места скопления вещества, которое в упрощенном виде именуется как бентонит.

Наибольший объем добычи бентонита на сегодняшний день приходится на США (штат Вайоминг), залежи в других странах имеют меньшие объемы. Основное российское месторождение бентонита распложено в Курганской области (Хакасия), также на российский рынок поступают бентониты, добытые на сырьевой базе Даш-Салахинского месторождения (Азербайджан).

Бентонит обладает замечательной особенностью к набуханию при смешивании с водой. В технике ГНБ буровые растворы выполняют несколько важных функций, уплотняя стенки скважины, формируя фильтрационную лепешку, не допускающую осыпания грунта и попадания в буровой канал грунтовых вод, а также, создавая скольжение буровых штанг и трубопроводов при их затягивании в ствол скважины.

Буровые растворы готовятся на месте проведения работ, размешиваясь с водой с помощью установки для смешивания промывочной жидкости. В ходе бурения, бентонитовый раствор под давлением подается в рабочую зону, разжижая породы и, формируя стенки канала.

Буровые растворы, смешиваясь с грунтом, образуют пульпу, называемую также шламом. Для того, чтобы не создавать избыточное давление внутри бурового канала, пульпа выводится из него. Для этого на протяжении всей траектории бурения через каждые 70 м делают на глубину скважины разгрузочные колодцы, выводящие на поверхность шлам. Буровая лопатка, проходя через яму, проделывает в ней отверстия, после чего шлам под давлением наполняет колодец, а затем откачивается насосом.

Словом, буровые растворы являются одновременно герметиками, смазкой и жидкостью, выводящей на поверхность разбуриваемые породы.

С учетом небольшого радиуса канала, пробуренного при формировании пилотной скважины, в точке выхода буровой лопатки выкапывают специальный технологический приямок, увеличивающий угол входа трубопровода и выхода шлама. Когда рабочая головка показывается на поверхности в точке выхода, оператор установки отключает подачу промывочной жидкости.

Диаметр скважины, образованной при пилотном бурении, составляет 70-100 мм, чего порой достаточно для прокладки коммуникаций. Но в основном, скважины нуждаются в расширении, что выполняется на следующем этапе протягиванием через канал риммера-расширителя в обратном направлении. Как правило, расширение тоннеля и протягивание трубопровода выполняется в одну операцию. Процесс также сопровождается подачей в ствол скважины бурового раствора.