Напряженное состояние трубы в точках резкого изменения кривизны ствола
Напряженное состояние трубы в точках резкого изменения кривизны ствола приводит к возникновению сил и моментов сопротивления. Чем значительнее изменение кривизны ствола скважины, тем большее напряжение возникает в колонне. Уменьшение интенсивности искривления уменьшает силы и моменты сопротивления в скважине. Нет добавок для газовой среды, которые были бы способны уменьшить трение. Применение пены или туманообразующих агентов может увеличить смазывающую способность бурового флюида, однако это сопровождается проблемами очистки скважины, которые сводят возможные преимущества на нет. Типовое значение коэффициента трения для пневматического бурения равно 0,75, в то время как при использовании обычных буровых растворов работают преимущественно с коэффициентами трения 0,2 - 0,35.
Технологии для пневматического бурения
Существует четыре типа технологий бурения с применением сжатого воздуха, каждый из которых имеет определенные особенности и сферу применения для бурения на депрессии: бурение с продувкой сухим воздухом, бурение с добавлением туманообразующих агентов, бурение с применением устойчивых и густых (плотных) пен, а также бурение с применением аэрированных буровых растворов. При правильном выборе технологии возможно выполнять бурение как пластов с пониженным давлением, так и вне них. Системы бурения на пониженном гидростатическом давлении работают с плотностями буровых флюидов от значений, близких к нулю, до 7 фунтов на галлон (840 кг/м3). Буровые флюиды с низкими плотностями идеально подходят для выполнения широкого спектора буровых операций.
Бурение с продувкой сухим воздухом
Системы очистки скважины потоком сухового воздуха обеспечивают большие скорости проходки и более высоки показатели наработки долот, чем системы с любыми другими буровыми флюидами. Они обеспечивают также получение стволов с меньшими отклонениями, лучшее качество цементирования и заканчивания скважин, а также более высокие показатели продуктивности, чем в скважинах, пробуренных с применением обычных буровых растворов.
Очистка скважины сухим воздухом применяется для сухих пород, или в тех случаях, когда притоки воды имеют малую интенсивность и могут быть поглощены (адсорбированы) потоком воздуха. Т.к. воздух не может содержать добавок или присадок для стабилизации ствола или образования корки на стенках скважины, бурение с очисткой скважины сухим воздухом нельзя применять для бурения неустойчивых пород.