 |
Вопрос 20. Рациональное время работы долота на забое. Принципы установления его для разных типов долот и условий бурения.
|
|
|
|
Для того, чтобы не происходило чрезмерного износа долота и его поломки, т. е. аварии, необходимо вовремя произвести подъем и смену породоразрушающего инструмента.
В то же время, если долото не выработало свой ресурс, и произведена его замена, то возрастают затраты времени на спуско-подъемные операции, и, как следствие, себестоимость метра скважины. Для определения рационального времени работы долота на забое разработано достаточно много критериев. К их числу относятся:
• достижение максимума рейсовой скорости бурения;
• равенство механической и рейсовой скорости бурения;
• темп падения мгновенной механической скорости бурения;
• по достижению минимума стоимости метра скважины;
• максимум произведения проходки на долото на механическую скорость бурения;
• достижение максимума произведения текущей механической скорости на время от начала рейса.
В первом случае через равные промежутки времени, например, 15 минут определяется величина рейсовой скорости Vpi от начала процесса бурения, и как только она начинает снижаться, производится подъем инструмента. Расчет ведется по формуле
, (5. 1)
где h – проходка на долото от начала рейса;
tб – общее время бурения;
tсп – нормативные затраты времени на спуско- подъемные операции;
tп – нормативные затраты времени на подготовительно- заключительные операции.
Исследуя равенство (5. 1) на экстремум, т. е. взяв первую производную и приравняв ее к 0, можно показать, что
, (5. 2)
следовательно долото нужно отрабатывать до тех пор, пока не сравняются рейсовая и механическая скорость бурения.
При использовании третьего критерия (по темпу падения механической скорости бурения) оптимальное время бурения tб определяется по формуле
|
|
|
, (5. 3)
где Кизн – коэффициент интенсивности износа вооружения
, (5. 4)
где h1 и h2 - проходка за определенные равные (например, 15 мин) промежутки времени t.
При использовании в качестве критерия минимума стоимости метра скважины ведутся расчеты по формуле (3. 3) и отыскивается минимум этой функции.
Другие критерии рациональной отработки долот используются сравнительно редко.
Следует отметить, что все перечисленные выше критерии относятся к вооружению долота. Для шарошечных долот зачастую раньше изнашиваются опоры, что приводит к заклиниванию шарошек. В этом случае при роторном бурении резко (в 2-3 раза) повышается крутящий момент на роторе, возрастает ток в цепи электродвигателя, а при бурении с помощью гидравлических забойных двигателей – существенно снижается механическая скорость бурения. При появлении этих признаков следует произвести подъем инструмента. Рациональным износом шарошечных долот считается ВЗПЗ по классификатору износа.
Вопрос 21. Состав бурильной колонны и назначение отдельных его элементов.
Бурильная колонна составляется из бурильных труб с помощью резьбового соединения. Соединение труб между собой обычно осуществляется с помощью специальных соединительных элементов – бурильных замков (ниппель+муфта). При подъеме БК для облегчения ее сборки и разборки 2-3 трубы предварительно свинчивают между собой, образуя бурильные свечи. Если трубы разных диаметров, то их соединяют с помощью переводников.
В составе бурильной колонны над долотом или забойным двигателем устанавливаются утяжеленные бурильные трубы (УБТ), предназначенные для создания необходимой нагрузки на долото и обеспечения достаточной жесткости низа инструмента во избежание его продольного изгиба и неуправляемого искривления ствола скважины.
В состав бурильной колонны включают центраторы, калибраторы, стабилизаторы, фильтры, а также металлошламоуловители, обратные клапаны, специальные механизмы и устройства, такие как расширители, маховики, забойные механизмы подачи, волноводы, резонаторы, амортизаторы продольных и крутильных колебаний, протекторные кольца.
|
|
|
Центратор – опорно-центрирующее устройство, предназначенное для центрирования нижней части бурильной колонны и забойного двигателя, стабилизации или изменения направления ствола скважины.
Калибратор – калибрующее и опорно-центрирующее устройство, предназначенное для калибрования ствола скважины, центрирования и улучшения условий работы долота и забойного двигателя. Он устанавливается над долотом.
Стабилизаторы предназначены для стабилизации (улучшения условий) работы нижнего направляющего участка бурильной колонны путем ограничения стрелы прогиба труб, особенно при наличии каверн, гашения поперечных колебаний бурильного инструмента. Устанавливается над калибратором или в колонне бурильных труб.
Фильтр предназначен для очистки бурового раствора от механических примесей в скважине с целью предупреждения выхода из строя бурового инструмента. Также для предотвращения попадания в колонну бурильных труб инородных тел в процессе смены бурового инструмента или оборудования: грязи, окалины и т. д.
Амортизатор наддолотный предназначен для гашения вибраций, возникающих в бурильной колонне, и поглощения толчков и ударов, действующих на колонну в процессе бурения нефтяных и газовых скважин.
|
| Схема компоновки БК: 1 – ствол вертлюга; 2, 7 – левая и правая трубные резьбы; 3 – переводник вертлюга; 4, 9 – левая и правая замковые резьбы; 5, 8 – верхний и нижний штанговые переводники; 6 – ведущая труба; 10 – предохранительный переводник; 11 – замковая резьба; 12 – замковая муфта; 13 – трубная резьба; 14 – БК; 15 – соединительная муфта; 16 – переходный переводник; 17 – предохранительное кольцо; 18 – УБТ; 19 – амортизатор; 20 – муфтовый переводник; 21 – центратор; 22 – забойный двигатель; 23 – калибратор; 24 – долото. |
|
|
|
