В современной сфере инженерного строительства глубокая разведка в нефтяном бурении, надежное возведение строительных свайных оснований и эффективное продвижение тоннельных щитов невозможны без поддержки ключевой системы — системы циркуляции бурового раствора. Она подобна «кровеносной системе» инженерного оборудования: не только выполняет основную задачу по транспортировке и регенерации раствора, но и благодаря динамическому механизму циркуляции обеспечивает точное регулирование его свойств, контроль рисков при строительстве и повышение экологической эффективности, становясь важнейшей основой успешной реализации различных проектов.
Полный комплект системы циркуляции бурового раствора включает в себя вибросито, вакуумный дегазатор, пескоотделитель, илоотделитель, шнековый центрифугальный декантер, ёмкости для бурового раствора, насосные агрегаты и другие узлы, которые работают в комплексе, формируя замкнутый цикл эксплуатации.
В процессе строительства циркуляционный насос подаёт заранее подготовленный раствор (с учетом геологических условий) по прочным трубопроводам непосредственно к рабочему фронту — будь то километровая глубина нефтяной скважины, ствол сваи при строительстве или забой тоннельного щита. На рабочем участке раствор выполняет важные функции: в нефтяном бурении — образование глинистой корки для укрепления стенок скважины, при возведении свай — стабилизация диаметра буровой выработки, при проходке тоннеля — поддержка забоя. Кроме того, раствор охлаждает рабочее оборудование и выносит на поверхность выбуренные шлам и примеси.
После выполнения задач отработанный раствор, насыщенный шламом, откачивается на поверхность и поступает в многоступенчатое оборудование очистки. Проходя стадии удаления песка, ила, обезвоживания и другие операции, он значительно снижает содержание твёрдых частиц и загрязнений, достигая стандартов повторного применения. В итоге очищенный раствор вновь подаётся на рабочий участок, формируя замкнутый цикл «подача – работа – откачка – очистка – повторное использование». Это полностью устраняет недостатки традиционной схемы «одноразового применения раствора», значительно повышает коэффициент его использования и снижает затраты на материалы.
В нефтяном бурении, особенно при разведке глубоких и сверхглубоких скважин, производительность системы циркуляции напрямую влияет на эффективность и безопасность. С одной стороны, раствор, постоянно подаваемый системой, образует равномерную и прочную корку на стенках ствола, эффективно уравновешивая пластовое давление и снижая риск обвалов или выбросов. С другой стороны, циркулирующий раствор оперативно выносит выбуренные частицы породы с забоя, предотвращая их накопление и связанные с этим прихваты бурильного инструмента, а также охлаждает высокооборотный долото, продлевая срок службы оборудования.
В строительстве система циркуляции бурового раствора столь же незаменима при сооружении мостовых свай, фундаментов высотных зданий и в области бестраншейных технологий. Если в традиционном строительстве отработанный раствор сбрасывался напрямую, это не только приводило к загрязнению почвы и грунтовых вод, но и увеличивало расходы на закупку раствора. Благодаря же очистке в циркуляционной системе повторно использованный раствор вновь применяется для крепления стенок буровых выработок, что позволяет избежать загрязнения окружающей среды и одновременно снизить затраты.
В будущем, с развитием концепции «зелёного строительства», системы циркуляции бурового раствора будут уделять ещё больше внимания ресурсосбережению и экологической безопасности. С одной стороны, технологии очистки будут совершенствоваться, обеспечивая более высокую эффективность регенерации раствора и сокращая его потери. С другой стороны, внедряться будут экологические решения: снижение шумности оборудования, минимизация воздействия химических добавок на окружающую среду и др. Всё это будет способствовать реализации двойной цели — высокоэффективного строительства и экологической безопасности, обеспечивая надёжную основу для качественного выполнения нефтяных, строительных, тоннельных и бестраншейных проектов.