Выбор типа долота

На первом этапе решения этой задачи необходимо провести разделение горных пород геологического разреза на пачки по буримости. Общепризнанными характеристиками отдельной пачки являются следующие:

• твердость и абразивность пород пачки существенно не отличаются;

• толщина пачки не должна быть меньше проходки на долото;

• пачка разбуривается долотами одного типоразмера;

• пачка непрерывна.

Для разделения горных пород разреза на пачки существует несколько способов: способ Бинхема, «реперных» долот, последовательных разбиений, по стратиграфическим подразделениям. Каждый из них не лишен недостатков. В последнем случае на первом этапе разрез подразделяется на стратиграфические пачки, и для каждой из них определяется средневзвешенное значение категории твердости и абразивности пород по следующим формулам:

= , (3.1)

= , (3.2)

где H_i и A_i - категории твердости и абразивности породы i- й разновидности;

m_i – толщина i – го прослоя породы, м;

M – толщина выделенной пачки пород, м.

Далее эти показатели сравниваются между собой для соседних стратиграфических подразделений и, ориентируясь на данные табл.3.1, определяется, возможно ли их объединение в одну пачку по буримости.

Фактические значения твердости H_i и абразивности A_i пород для проектируемой скважины и толщины слоев пород m_i берутся из данных раздела «Геологическое строение месторождения» (физико-механические свойства пород), собранных на производственной практике.

По буримости горные породы делятся на двенадцать категорий, разбитых на пять групп (мягкие, средней твердости, твердые, крепкие и очень крепкие).

По абразивности породы также делятся на двенадцать категорий, разбитых на три группы – малоабразивные (I – IV категория абразивности), абразивные (V – VIII категория), высокоабразивные (IX – XII категория).

После разбиения стратиграфического разреза на пачки по буримости для каждой из них выбирается тип долота.

Таблица 3.1. Классификация горных пород по показателям твердости и пределу текучести по штампу

Выбранное долото должно:

• соответствовать твердости и абразивности горных пород;

• обеспечивать наиболее эффективное разрушение породы на забое скважины;

• быть одинаковым по стойкости вооружения и опоры для шарошечных долот;

• обеспечивать минимальную стоимость метра скважины.

В ряде случаев Заказчиком (Инвестором) в качестве критерия выбора породоразрушающего инструмента может быть предложен максимум механической скорости бурения и (или) проходка на долото. Однако чаще всего выбор типа долота производится по средневзвешенным значениям твердости пород и их абразивности . При этом следует учитывать верхние значения этих показателей H_в и A_в для каждой выделенной пачки пород по буримости. Исходя из этих показателей, рекомендуемые области применения шарошечных долот приведены в табл. 3.2. При выборе типа долота следует руководствоваться также рекомендациями завода – изготовителя (см. табл. 3.3., 3.4., 3.9., 3.11.).

Таблица 3.2. Характеристики областей применения шарошечных долот

Тип долота	д	Ндв
M MC C CT T МЗ МСЗ СЗ ТЗ, ТКЗ К	2,4 3,0 3,7 4,5 5,6 3,2 4,5 4,2 6,2 7,3	4,4 5,5 6,2 7,7 7,9 4,9 7,7 7,6 9,3 10,2

Наиболее объективно выбор типа долота может быть произведен путем анализа экономических показателей проходки. Себестоимость метра скважины для того или иного типа долота определить достаточно сложно, поэтому чаще используется стоимость метра проходки по затратам, зависящим от времени, рассчитываемая по формуле:

, (3.3.)

где C_M – стоимость одного метра проходки, руб;

C_д – стоимость долота, руб;

C_б – себестоимость одного часа работы буровой установки, руб;

t_сп – нормативные затраты времени на спуско-подъемные операции, отнесенные к рейсу, час;

t_п – нормативные затраты времени на подготовительно-заключительные операции, отнесенные к рейсу, час;

V_M – механическая скорость бурения, м/час;

h – проходка на долото, м.

Кроме долот в курсовом проекте необходимо выбрать наддолотные калибраторы. В разделе 3.1., 3.2., 3.3., 3.6. приведены основные виды выпускаемых отечественных долот и калибраторов, и рекомендуемые области их использования.