Факторы, влияющие на износ материалов при бурении. Факторы, влияющие на износ при бурении
 Скачать 2.11 Mb.
|
Факторы, влияющие на износ при бурении? Основные причины износа. В процессе эксплуатации оборудования его детали непрерывно изнашиваются, в результате изменяются их размеры и нарушаются посадки в сочленениях. Основными видами износа деталей бурового оборудования являются: износ под действием сил трения, абразивный износ, усталостное разрушение, коррозия деталей. В процессе эксплуатации бурового оборудования чаще всего происходит сочетание двух, трех, а иногда всех четырех указанных видов износа. К аэрированным буровым растворам могут быть отнесены все типы глинистых, безглинистых буровых растворов, а также растворы на углеводородной основе, аэрированные воздухом или любым другим газообразным агентом. Традиционно такие растворы называют аэрированными, считая, что если буровой раствор насыщается воздухом с помощью специального аэратора, то он является аэрированным. Аэрация — это процесс насыщения бурового раствора пузырьками воздуха или газом с помощью компрессорной установки или непосредственно от газопроводов высокого давления. Введение пузырьков воздуха в буровой раствор и их рассредоточение в нем вызывает в многофазной системе псевдоожижение твердой фазы. Псевдоожижение системы аэрированного бурового раствора зависит от содержания воздушных пузырьков, их дисперсности, фильности глины, химического и механического диспергирования компонентов. Износ под действием сил трения Общий коэффициент трения Работа сил трения рт — коэффициент трения; Р — нагрузка на инструмент в направлении контакта взаимодействующих тел, Н; L — путь трения, м. т — сдвиговое сопротивление молекулярной связи, Па; σт — предел текучести материала, Па; к — коэффициент, учитывающий форму индентора; rк — радиус кривизны поверхности, м р — коэффициент молекулярной составляющей. W — износ, кг; Величина абразивного износа К аэрированным буровым растворам могут быть отнесены все типы глинистых, безглинистых буровых растворов, а также растворы на углеводородной основе, аэрированные воздухом или любым другим газообразным агентом. Традиционно такие растворы называют аэрированными, считая, что если буровой раствор насыщается воздухом с помощью специального аэратора, то он является аэрированным. Аэрация — это процесс насыщения бурового раствора пузырьками воздуха или газом с помощью компрессорной установки или непосредственно от газопроводов высокого давления. Введение пузырьков воздуха в буровой раствор и их рассредоточение в нем вызывает в многофазной системе псевдоожижение твердой фазы. Псевдоожижение системы аэрированного бурового раствора зависит от содержания воздушных пузырьков, их дисперсности, фильности глины, химического и механического диспергирования компонентов. Усталостное разрушение 2 3 картинка картинка катинка Причины усталостного износа: При бурении горизонтальных эксплуатационных скважин При падении механической скорости проходки значительно увеличивается накопленный усталостный износ бурильных труб – за счет увеличения циклов вращения и действия максимальных изгибающих напряжений в интервалах с максимальной пространственной интенсивностью искривления. Применение в качестве промывочной жидкости слабоминерализованного бурового раствора Знакопеременные изгибающие напряжения ? Как минимизировать усталостный износ. 1. Применение в слабоминерализованных буровых растворах на водной основе ингибиторов коррозии и поглотителей кислорода; 2. Проектирование параметров траектории скважины и поддержание фактической пространственной интенсивности искривления на минимально возможных значениях; 3. При бурении многозабойных скважин максимально сократить время срезки на новые стволы путем подбора оптимального технологического оборудования в КНБК режимных параметров срезки, а также необходимо прогнозирование интервалов срезки с наиболее оптимальными геологическими условиями Коррозия – это процесс самопроизвольного разрушения металла в следствие физико-химического или химического взаимодействия с факторами окружающей среды. По виду агрессивных сред встречается следующие типы коррозии: Газового характера; Атмосферного характера; коррозия в электролитах; коррозия в неэлектролитах; подземного характера; биокоррозия; коррозия блуждающими токами. Коррозия деталей Способы защиты от коррозии Различают химические, физические и технологические способы защиты. Первый способ заключается в применении химических реагентов, которые подаются в скважину и затрубное пространство различными способами. Наибольшую эффективность имеет подача реагентов из зоны продуктивного пласта, например, через нагнетательные скважины. При такой системе обеспечивается антикоррозионная защита скважинного оборудования по всей высоте. Все чаще применяются физические методы защиты скважинного оборудования от коррозии. Нередко можно наблюдать антикоррозионные конструктивные особенности: применение нержавеющей стали, стеклопластика или антикоррозионного покрытия при изготовлении различных деталей и оборудования скважин. Следует сказать, что замена обычных труб на НКТ из «нержавейки» дает положительный эффект даже несмотря на значительную разницу в стоимости. Особо ярко этот эффект заметен в скважинах с проблемным флюидом в отношении коррозионной агрессивности. Положительный эффект дает также покрытие основного металла корпуса УЭЦН различными легирующими металлами: хромом, никелем, кремнием и другими. В этом случае коррозионная стойкость сохраняется до тех пор, когда покрытие не имеет повреждений, которые нередко возникают во время спуска или подъема насоса из скважины. Подведем итоги При бурении, необходимо учитывать все факторы, которые в той или иной степени могут повлиять на износ деталей и материалов. Необходимо следить за концентрацией буровых растворов, рассчитывать абразивный износ и рассчитывать усталостный износ с помощью специального ПО, следить за состоянием деталей и проверять практические данные для расчётов. Если мы будем учитывать данные факторы и применять меры по предостережению, то у нас в разы уменьшатся поломки деталей и материалов, а следовательно - увеличится скорость проходки, уменьшится расход материалов. СПАСИБО Самарский государственный технический университет https://samgtu.ru |