Під режимом буріння розуміють комплекс суб'єктивних факторів, які визначають ефективність роботи породоразрушающего інструменту на забої свердловини. Кожен з цих чинників називається режимним параметром.
В якості основних режимних параметрів можна виділити наступні: навантаження на долото Р д. кН; частота обертання інструменту n, хв -1; витрата промивальної рідини, Q, л / с; тип і якість циркуляційного агента.
Поєднання режимних параметрів буріння, яке забезпечує найкращі показники поглиблення свердловини, найбільш високу ефективність роботи породоразрушающего інструменту і необхідну якість бурових робіт з використанням наявного обладнання, називається оптимальним режимом буріння. Такий режим буріння встановлюють для конкретних геологічних умов з урахуванням характеристик наявного обладнання для найбільш ефективного його використання.
Розрахунок параметрів режиму буріння ведеться для кожної виділеної пачки гірських порід стосовно до конкретного типу долота і способу буріння.
1. Стосовно до обраних долота і відповідно до геологічними умовами буріння і профілем стовбура свердловини проектують в гармонійному поєднанні параметри (Рд. Q, n)
Співвідношення між Рд. Q, n має, безумовно, забезпечувати можливість виконання планового завдання по швидкості проходки.
2. Для здійснення заданого режиму вибирають відповідний інструмент та бурове обладнання.
3. У багатьох випадках співвідношення між Рд. Q, n доводиться ставити стосовно наявного обладнання на буровій. Тоді співвідношення між Рд. Q, n повинно бути гармонійним і забезпечувати повне використання потенційних можливостей бурової установки.
При обертальному буріння режим роботи долота прийнято ставити наступними параметрами:
1. осьовим навантаженням на долото, кН;
2. частотою обертання долота, об / хв;
3. кількістю промивної рідини або повітря, що подаються на забій для виносу руйнується гірської породи і охолодження інструменту, м3 / с.
На взаємодію долота з гірськими породами істотно впливають склад і параметри бурових розчинів, які проектується. головним чином, відповідно до геологічними умовами проводки свердловин, а тому будуть розглянуті при проектування їх промивання. При навантаженні долота осьовим навантаженням Рд створюється необхідне для руйнування гірської породи напружений стан і здійснюється відбір енергії від обертового інструменту для забезпечення послідовного руйнування породи по всьому вибою. Осьова навантаження Рд
де Рmax.уд - інтенсивність осьової навантаження, МН на 1 см діаметра D долота. Граничне значення Рmax.уд становлять 0,002 ... 0,016 МН / см, причому меншим діаметрами долота відповідає нижня межа, а великим - верхній.
Рекомендовані значення Рmax.уд наведені на рис. 1.2 і в табл. 1.8.
Режими експлуатації доліт
Для зручності проектування режимів буріння можна використовувати графіки, наведені на рис. 1.2, а також дані, наведені в табл. 1.9.
Слід зазначити, що породоразрушающие інструменти, оснащені алмазно-твердосплавними пластинками і різцями, експлуатуються при навантаженнях на порядок менших, ніж для шарошечні доліт.
За частотою обертання розрізняють три режими роботи:
1) низькооборотної (роторне буріння) - nд ≤ 90 об / хв;
2) при середніх частотах обертання, в межах яких виділяють два діапазони: 90 3) високооборотні буріння - NД> 450 об / хв. Сполучення частот обертання і питомих осьових навантажень на долота різних серій наведено на графіку (рис. 1.2). Верхнього рівня значень осьових навантажень на долото відповідає нижній рівень частот обертання, і навпаки. В процесі буріння свердловини відбувається безперервно-ступеневу зміна споживаної ротором потужності. Це обумовлено послідовним збільшенням довжини бурильної колони, ступінчастим зменшенням діаметра використовуваних доліт, а також зміною режимів буріння Рд, Q. n. у міру поглиблення свердловини. У попередніх розрахунках частоту обертання стола ротора в залежності від поточної і кінцевої глибини буріння обчислюють за емпіричною залежності, прийнятої Уралмашзавод: Витрата бурового розчину попередньо підбирається з цих трьох умов. 1. З умови очищення вибою визначається витрата Q1: де qуд - питома витрата бурового розчину, м 3 / (з # 8729; дм 2); величину qуд рекомендується брати в межах 7-8 л / (с · дм 2) для доліт діаметром 191 мм і 6,5-7 л / (с · дм 2) для доліт діаметром 269-295 мм; - площа забою свердловини, дм 2, D - діаметр долота. 2. З умови підйому шламу в кільцевому зазорі між бурильними трубами і стінкою свердловини визначається витрата Q2: де Vвп - необхідна швидкість висхідного потоку рідини, м / с; Fк - площа кільцевого зазору, 3. З умови забезпечення роботи гідравлічного забійного двигуна визначається витрата Qз: де - крутний момент, необхідний для обертання долота; - параметр забійного двигуна, - кутова швидкість ротора турбіни, с -1. - перепад тиску, МПа; # 951; - к.к.д. забійного двигуна. З трьох отриманих витрат Q1. Q2 і Q3 приймається найбільший. Витрата промивної рідини визначається виходячи з швидкості висхідного потоку Vвп. яка для порід м'яких становить 1,5 м / с, а для дуже міцних - 0,4 м / с. Для інших порід швидкість висхідного потоку визначається лінійною інтерполяцією або за формулою: де - витрата промивальної рідини, м 3 / с; - коефіцієнт, що враховує збільшення діаметра свердловини, для дуже м'яких порід (пісок). для міцних порід; - діаметр свердловини, м; - діаметр бурильних труб, м; Vвп - швидкість висхідного потоку, м / с, для м'яких порід Vвп = 1,5 м / с, для дуже міцних порід Vвп = 0,4 м / с. Швидкості руху рідини в кільцевому зазорі Буріння під колонуСхожі статті