Влияние параметров режима бурения на работу долот

На работоспособность долота влияет различное сочетание параметров режима бурения, а на снижение долговечности долота - увеличение осевой нагрузки, частоты вращения, плотности и вязкости бурового раствора, а также большое содержание твердой фазы, вибрация бурового инструмента, продольное и поперечное колебания низа бурильной колонны и многое другое.

Основная цель при бурении - максимальное время работы долота за один рейс. В то же время, если изменение одного из параметров режима бурения ведет к повышению скорости бурения за минимальное время и увеличивается проходка на долото, то такое изменение целесообразно.

С увеличением осевой нагрузки повышается механическая скорость бурения, но более интенсивно изнашивается вооружение и опора шарошек долота. Текущую скорость бурения можно определить по формуле ,

где - начальная механическая скорость;

- время с начала рейса;

- декремент падения скорости вследствие изнашивания.

Тогда проходка на долото может быть определена по формуле

т.е. чем выше и медленнее изнашивание долота, тем больше проходка.

Проходку можно определить и через параметры режима бурения

,

где ,

.

Здесь - средняя механическая скорость;

- продолжительность рейса;

- эмпирические коэффициенты;

- показатели степени.

Иначе .

Известно, что в 3-4 раза больше, чем . Следовательно, увеличение осевой нагрузки более эффективно, чем повышение частоты вращения, если нет ограничений по прочности всей бурильной колонны и крутящему моменту. Поэтому при повышении осевой нагрузки увеличивается проходка на долото. Однако частоту вращения необходимо подбирать в каждом конкретном случае.

Содержание

Лекция 1............................................................................................................................. 3

1. Общие ПОНЯТия О СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН................................................................. 3

1.1. Понятие о скважине, ее конструкции и элементах............................................................. 3

1.2. Классификация скважин по назначению............................................................................. 5

1.3. Основные представления о современных способах бурения............................................ 6

1.3.1. Ударное бурение...................................................................................................... 6

Рис.2. Схема ударно-канатного бурения...................................................................................... 7

1.3.2. Вращательное бурение............................................................................................. 8

1.3.3. Схема установки для бурения глубоких скважин.................................................... 9

1.4. Понятие о цикле строительства скважины. Структура цикла........................................... 13

Лекция 2............................................................................................................................ 13

2. Физико-механические свойства горных пород...................................................... 13

2.1. Основные физико-механические свойства горных пород................................................ 13

2.2. Классификация горных пород по механическим свойствам............................................. 20

2.3. Абразивность горных пород............................................................................................ 21

2.4. Напряженное состояние пород в условиях естественного залегания и в окрестности скважины. Гидроразрыв пород............................................................................................................... 22

2.5. Геостатическая температура горных пород и тепловой режим скважины........................ 25

Лекция 3............................................................................................................................ 26

3. Породоразрушающие инструменты........................................................................... 26

3.1. Назначение и классификация породоразрушающих инструментов.................................. 26

3.2. Конструкции, достоинства и недостатки, области применения буровых долот............... 27

3.2.3. Алмазные долота.................................................................................................... 34

3.3. Долота для бурения с отбором керна............................................................................. 36

3.4. Долота специального назначения................................................................................... 37

Лекция 4............................................................................................................................ 38

4. ЗАБОЙНЫЕ ДВИГАТЕЛИ....................................................................................................... 38

4.1. Турбобуры....................................................................................................................... 38

4.1.2. Характеристика турбины, способы изменения характеристики............................ 39

4.1.3. Конструктивные особенности турбобуров для бурения без отбора керна, с отбором керна, для искривления скважины.................................................................................................... 40

4.2. Винтовой забойный двигатель......................................................................................... 42

Лекция 5............................................................................................................................ 43

5. БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА.......................................................................................................... 43

5.1. Состав и назначение бурильной колонны........................................................................ 43

5.2. Конструкция, особенности элементов бурильной колонны............................................. 44

5.2.2. СТАЛЬНЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ............................................................................ 45

5.2.3. Соединительные замки........................................................................................... 46

5.2.4. Легкосплавные бурильные трубы.......................................................................... 47

5.2.5. Утяжеленные бурильные трубы............................................................................. 47