Определение высоты столба заливочной жидкости при бурении глубоких скважин в ледовых отложениях

Аннотация

При проходке глубоких скважин в толще мощных ледовых отложений значительные затруднения возникают при поддержании открытого ствола скважины в силу проявления специфических вязкопластичных свойств льда. В настоящее время существуют многие спо­собы борьбы с заплыванием полости скважины при бурении во льдах. Наиболее эффектив­ным и надежным является заполнение скважин незамерзающими заливочными жидкостями, так как температура стенок скважины в ледовых отложениях достаточно низкая: например, температура льда на станции Восток (Антарктида) имеет значение до минус 55-57 °С на глубине 20-50 м, а на глубине 3500 м и более - минус 5-10 °С. Заливочные жидкости, как правило, формируются на основе экологически чистых гликолевых смесей и имеют плот­ность 0,95-0,96 г/см³. Успешность проведения скважин в таких условиях зависит от правильного определе­ния необходимой высоты заполнения скважины заливочной жидкостью во избежание появ­ления упругих деформаций и ползучести льда, способствующих заплыванию контура ство­ла скважины и прекращению спуска бурового снаряда по ранее пробуренной ее части. С учетом равновесия между боковым напряжением и давлением столба заливочной жидкости, а также максимальной деформации в поперечном направлении была получена зависимость для высоты столба заливочной жидкости. Методика проверена при бурении глубокой скважины (общая глубина более 3620 м) на станции Восток (Антарктида).