1-я часть для печати. Лекции по технологии бурения, для молодых специалистов, работающих на проектах в узбекистане

• Название: Лекции по технологии бурения, для молодых специалистов, работающих на проектах в узбекистане
• Дата: 22.03.2022
• Размер: 181.38 Kb.
• Имя файла: 1-я часть для печати.docx
• Тип: Лекции; #409646
• страница: 5 из 9

РЕЖИМ БУРЕНИЯ.

Что мы понимаем под термином режим бурения. Это совокупность факторов, влияющих на показатели бурения, задаваемые, поддерживаемые и регулируемые бурильщиком в процессе углубления ствола скважины.

Режим бурения может быть оптимальным или специальным:

- Оптимальный режим выбирается с учётом горно геологических условий площади и максимального использования технических средств для получения высоких количественных и качественных показателей при минимальной стоимости 1 метра проходки;

- специальный режим бурения выбирается для забуривания вторых стволов, бурения в осложнённых условиях в неустойчивых породах при обвалообразованиях, при бурении пластов ВАД, бурении с поглощениями, изменении направления оси долота, отбора керна и др.

ВЫБОР НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО

Для проектирования нагрузки на долото расчётным путём необходимо знать твёрдость разбуриваемых пород «Рф» предел текучести «Роф» пород. Исходя из них выбирают долото, наиболее подходящее к проходимому разрезу. Так же необходимо учитывать рекомендации изготовителя долот.

Аналитический способ выбора нагрузки на долото может применяться при отсутствии производственных статистических данных на площади.

Итак, аналитическое определение осевой нагрузки на долото. Минимальную осевую нагрузку на долото в кН, при котором объёмной разрушение породы имеет преобладающее значение, можно определить следующим образом:

а) для упруго пластичных горных пород

G_ot =0.1*P_ф*Fti (8.40)

б) для пород не дающих хрупкого разрушения, т.е. для пластичных пород

Got=0.1*P_oф*Fti. (8.41)

Где Ft – опорная площадь рабочей поверхности долота, см²

Единица измерения при расчётах, P_ф и P_oф в МН/м², (100тс= 1МН)

Максимальную осевую нагрузку (кН) на шарошечное долото, при которой поверхностное разрушение упруго-хрупких и упруго-пластичных пород ещё имеет преобладающее значение, находят по следующей формуле

Gnt=0.1*P_уф*Fti (8.42)

где P_уф предел усталости породы в условиях забоя (МН/м²)

Если бурение ведётся в породах, не дающих хрупкого разрушения, то поверхностное разрушение начинается при осевой нагрузке на долото меньше Got

Усталостное объёмное разрушение породы преобладает при осевой нагрузке на долото Gуt, при чём

Gnt
Если известно критическое напряжение - σ (бар, атмасфер) то осевую нагрузку в кН можно определить по следующей формуле

Got =0,1*σ*Ft` (8.44)

Поверхностное разрушение горных пород, не дающих хрупкого разрушения, наблюдается при G < Got

Максимальную нагрузку на долото в кН при разбуривании пластичных пород шарошечными долотами, исходя из особенностей разрушения этих пород при бурении, можно определить по формуле

Gvt=0.1* Роф*F*σ_мдt (8.45)

Или по формуле Gvt=0.1*F_мдt*σ_мдt (8.46)

Где Fмдt уравновешивающая площадь долота при максимальном допустимом погружении δ_мдt его рабочих элементов в породу, см²

δ_мдt =(0,75 – 0,83)*hzmt (8.47)

где δ_мдt высота самых низких зубцов долота.

Пример 1:

Определить осевую нагрузку на трёх шарошечное долото. Опорная площадь которых равна Ft =1.46см² твёрдость пород Рф=1290 МН/м² (1 МН – 100тс), предел усталости пород Р_уф = 4750 кГ/см² =475 МПа.

Максимальную нагрузку на долото при преобладающем значении объёмного разрушения породы определим по формуле (8.40)

G_ot =0.1*P_ф*Fti =0,1*1290*1,46 =188,3кН.

Максимальную нагрузку на долото при преобладающем значении поверхностного разрушения породы определим по формуле (8.42)

Gnt=0.1*P_уф*Fti =0,1*475*1,46 =69,3 кН

Пример 2:

Определить максимальную нагрузку на шарошечное долото если, предел текучести пород Р_оф =196 МН/м², уравновешивающая площадь долота при максимальном погружении F_мдt =2,03 см²

Gvt=0.1*196*2.03=39.8 кН.

Коллеги, как упоминалось в начале этой темы «Аналитический способ выбора нагрузки на долото может применяться при отсутствии производственных статистических данных на площади» и разработчик принимает проектное решение.

Но, в любом случае, знание инженером буровиком, методики аналитического выбора нагрузки на долото, даёт ему осмысленно подходить к оптимизации данного параметра режима бурения на практике.

Итак, при оптимальном режиме бурения (в начале мы говорили о том, что есть и специальный режим) выбор нагрузки на долото непосредственно на буровой производится с учётом:

1) – веса КНБК; 2)- перемеживаемости пластов различной буримости и углов залегания их; 3)- паспортных рекомендаций нагрузки от изготовителя долота; 4)-если в КНБК включён забойный двигатель, с учётом паспортного значения допустимого дифференциального давления на нём, а также при выполнении специальных технологических операций.

После достижения долота забоя, вначале прирабатывают долото с минимальной нагрузкой для долот ПДС и минимальной паспортной нагрузкой для шарошечных долот с герметизированными опорами, при этом выводят работу насосов и обороты ротора на запланированный режим. После этого:

1. 
   При роторной КНБК, плавно нагружают долото до минимальной паспортной нагрузки на долота, затем доводят нагрузку до 75% от веса УБТ в растворе, при этом не более верхнего предела нагрузки рекомендации изготовителя долота, регистрируя изменения МСП и момента на роторе. Далее проводят «дрил тест». Что это значит. Производится дискретно бурение по одному-два метра, с увеличением нагрузки до получения максимальной МСП. Можно построить график функции изменения скорости от нагрузки или из регистрированных данных выбрать наиболее приемлемую нагрузку. Эту операцию также рекомендуется проводить в случае резких изменений МСП.
   
2. 
   КНБК с ВЗД. Также, проводят приработку долота, вывод насоса и ротора на запланированные режимы. Проводят «дрил тест», при этом фиксируют изменения МСП и приращение дифференциального давления на ВЗД. Дополнительными ограничениями являются расход раствора не более паспортных ЗД и допустимое дифференциальное давление на ЗД. Необходимо отметить, что с увеличением нагрузки должно увеличиваться давление на стояке и в какой-то момент давление может перестать реагировать от изменения нагрузки, практики говорят –перестал принимать нагрузку. Часто это явление происходит с ЗД отработавшими свой ресурс и является сигналом для его замены или достижения предела данного ЗД по мощности. Вам остаётся выбрать нагрузку, при которой большее МСП.