Удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии

Удержание частиц выбуренной породы во взвешенном со­стоянии в промывочной жидкости, находящейся в скважине, не­обходимо для предотвращения прихватов бурильного инструмен­та при прекращении циркуляции. Для выполнения этой функции промывочная жидкость должна обладать тиксотропными свойст­вами, превращаться при отсутствии движения в гель с образо­ванием структуры, обладающей некоторой прочностью. Проч­ность структуры ее оценивается величиной статического напря­жения сдвига.

Удельный вес породы γ_п больше удельного веса промывочной жидкости γ_ж. В силу этого частица стремится падать вниз, и в жидкости, окружающей частицу, возникают касательные напря­жения:

τ=G/S,(II.1)

где G — вес частицы в растворе; S — площадь поверхности час­тицы.

Сила сопротивления промывочной жидкости движению части­цы вниз, приходящаяся на единицу площади, есть не что иное, как статическое напряжение сдвига 9.

площадь поверхности частицы

Формула (II.1) после подстановки составляющих будет иметь вид

Для упрощения рассуждений примем частицу шарообразной формы с диаметром шара d. Тогда вес частицы в промывочной жидкости

В реальных условиях для предупреждения осаждения частиц напряжения на поверхности частицы при ее движении должны превосходить θ, что учитывается коэффициентом т. По экспе­риментальным данным АзНИИ, значение т зависит от размера частиц и с ростом их диаметра увеличивается. При диаметре частицы до 2 мм m= 2,5÷З.

Тогда формула (П.4) будет иметь вид

Частицы выбуренной породы могут иметь самую различную форму, но с точки зрения удержания их во взвешенном состоя­нии круглая форма —самая неблагоприятная.

Из выражения (II.5) получим предельный размер частицы, не тонущей в растворе,

Из уравнения (II.5) можно определить требуемую величину статического напряжения сдвига, которая обеспечит удержание выбуренной породы во взвешенном состоянии.

Дата добавления: 2015-07-15