Рациональная отработка долот.

Под рациональной отработкой долота понимается такое сочетание параметров режима бурения, времени долбления, при котором достигается назначенное условие оптимальности этого процесса. В качестве такого условия могут использоваться максимум рейсовой скорости, минимум стоимости 1 метра проходки или другие критерии, например:

1) максимум произведения h² (t)/t, где h (t) – проходка на долото за время t;

2) резкое снижение механической скорости бурения;

3) максимум произведения V (t)*t, где V (t) – текущее значение механической скорости бурения;

4) максимум произведения Vр (t)* h (t), где Vр (t) – текущее значение рейсовой скорости бурения;

5) максимум произведения Vр (t)* h (t)/ t и др.

Износ вооружения долот различных типов.

Решающее влияние на износ вооружения АБИ и лопастных долот оказывает мощность трения:

N=f * w * n * R (12.3.1)

где f – коэффициент трения, зависящий от абразивных свойств пород;

w, n – осевая нагрузка и частота вращения долота;

R – радиус вращения рассматриваемого сечения рабочей поверхности долота.

Чем ниже износостойкость элементов вооружения долота и чем ближе они расположены к периферии, тем интенсивней их износ. Этот вывод справедлив и для шарошечных долот.

Расчет и выбор осевой нагрузки на долото.

В общем случае с увеличением W растет V, скорость износа вооружения и опор долота. В зависимости от величины осевой нагрузки на долото, при достаточной для выноса всего образовывающегося на забое шлама подаче насоса (совершенной промывке) могут реализовываться поверхностный, усталостно- объемный виды разрушения горной породы на забое скважины.

В практике бурения выбор осевой нагрузки на долото осуществляется исходя из следующих соображений:

1) Удельная осевая нагрузка на долото w=W/D (кН/см) не может превышать максимально допустимую величину из условий долговременной прочности всего долота (шарошечного, лопастного) или его вооружения (АБИ), табл. (12.4).

Таблица 12.4

Допустимые удельные осевые нагрузки для долот различных типов.

Примечание: ОШ- одношарошечые долота; ДШ – двухшарошечные долота; ТШ – трехшарошечные долота; ШК – шарошечные колонковые долота; ДЛ – двухлопастные долота; ТЛ – трехлопастные долота; АБИ - алмазные и долота с алмазосодержащими композициями (ИСМ).Меньшая величина удельной нагрузки соответствует долотам меньшего диаметра; для долот ИСМ диаметром 188 мм и более эта нагрузка может достигать величины 9,5-10 кН/см.

Для лопастных долот существуют также ограничения на величину максимально допустимого из условий прочности долота вращающего момента (линейно связанного с осевой нагрузкой);

2) создание высокой осевой нагрузки на долото ограничивается максимальной, практически возможной длиной УБТ в 150-200м;

3) верхняя граница осевой нагрузки на долото при бурении с забойным двигателем определяется вращающим моментом на валу двигателя при его работе в рабочем режиме; допустимая удельная осевая нагрузка на долото при этом обычно меньше соответствующей величины, приведенной в табл. 8.4.

4) нижняя граница удельной осевой нагрузки на долото определяется величиной приемлемой механической скорости бурения и, практически, не может быть меньше 2 кН/см. Необходимость бурения с такой осевой нагрузкой может возникнуть, например, в случае опасности чрезмерного искривления вертикальной скважины;

6) в зависимости от диаметра долота обычно имеют место следующие уровни удельной осевой

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ