Метод разработки бурение, страница 3

Влияние осевой нагрузки на механическую скорость проходки зависит от характера разрушения породы. Различают зоны по­верхностного разрушения (истирания) забоя, объемного разруше­ния (вследствие усталостных явлений) и эффективного объем­ного разрушения (контактное давление превышает твердость по­роды, разрушение происходит при каждом соударении зуба долота с забоем). Осевая нагрузка и частота вращения взаимо­связаны между собой. С увеличением частоты вращения осевые нагрузки, которые обеспечивают объемное разрушение породы, возрастают.

Частота вращения имеет двоякое влияние на показатели буре­ния. С одной стороны, рост частоты вращения вызывает увеличе­ние числа поражений забоя зубьями шарошечных долот. С дру­гой стороны, уменьшается результативность единичного разруше­ния. Поэтому в зависимости от конкретных условий механическая скорость проходки с ростом частоты вращения может увеличи­ваться или уменьшаться. При бурении шарошечными долотами кроме эффективности разрушения следует учитывать и рост ча­стоты вращения. Это приводит к снижению долговечности работы опор шарошек и продолжительности их работы на забое.

Расход промывочной жидкости также влияет на показатели бурения. Наилучшие показатели работы долот достигаются при своевременном удалении с забоя разрушенной породы. Чем быст­рее удаляется шлам, тем выше механическая скорость проходки. Скорость удаления шлама зависит от количества бурового рас­твора, его свойств и скорости истечения из отверстий долота. При увеличении расхода механическая скорость возрастает до опре­деленного предела при прочих постоянных параметрах бурения и свойствах пород, а затем стабилизируется.

Влияние качества бурового раствора на показатели бурения имеет более сложный характер: с увеличением вязкости раствор приобретает способность удалять более крупный шлам, однако это способствует росту плотности раствора, который создает большее давление на забой, повышает гидравлические сопротивления. Наилучшие показатели бурения достигаются применением буро­вых растворов малой плотности и вязкости, а повышение спо­собности очистки забоя и выноса шлама — путем увеличения расхода.

Параметры режима бурения взаимосвязаны, и наибольшая эффективность бурения достигается при оптимальных сочетаниях этих параметров, зависящих прежде всего от свойств разбуривае­мой породы и конструкции долота. При выборе режима бурения следует помнить, что при изменении одного из параметров не всегда удается увеличить механическую скорость и проходку на долото.

При турбинном бурении с увеличением расхода промывочной жидкости и неизменной осевой нагрузке частота вращения вала турбобура (долота) п повышается прямо пропорционально. При росте расхода промывочной жидкости Qв 2 раза частота враще­ния п увеличивается также в 2 раза. Если же нагрузка на забой будет повышена, а расход промывочной жидкости остается по­стоянным, частота вращения вала турбобура (долота) умень­шится. Расход промывочной жидкости устанавливают с учетом обеспечения оптимальных условий работы турбобура и выноса выбуренной породы.

При роторном бурении отсутствует ярко выраженная взаимо­связь параметров режима бурения и влияние их друг на друга. Поэтому оптимальный режим роторного бурения получают при сочетании наилучших значений каждого параметра в отдельно­сти. Расход промывочной жидкости устанавливается главным об­разом исходя из условий качественной очистки забоя скважины. Нагрузку на забой и частоту вращения долота определяют для каждого геологического горизонта с учетом твердости проходи­мых пород.

При электробурении так же, как и при турбинном бурении, значительна частота вращения долота, однако нет взаимосвязи между параметрами режима, а частота вращения долота вполне определенна. Это облегчает контроль параметров режима буре­ния и поддержание их на оптимальном уровне.

При проводке скважины параметры режимов бурения указы­ваются в геолого-тсхническом наряде (ГТН) —это оперативный план работы буровой бригады, определяющий тех­нологический режим и процесс бурения скважины. Он состоит из двух частей: геологической и технической.