Метод разработки бурение, страница 18

При бурении штыревыми долотами высокоабразивных и твер­дых пород (песчаники, окремнелые доломиты и др.) разрушение породы происходит в основном за счет дробящего действия шты­рей, поэтому частота вращения долота должна обеспечить доста­точно продолжительное время контакта его с породой для на­ступления полного разрушения породы. При превышении опти­мальной частоты вращения штыревого долота эффективность про­цесса снижается. Долота, у которых твердосплавные штыри имеют клиновидную форму, позволяют успешно проходить абразивные породы, чередующиеся с пластичными глинистыми породами, где долото с полусферическими штырями неэффективно.

Чем больше скалывающий эффект долота, тем больше его ко­эффициент эффективности, но тем выше износ его зубцов, что необходимо учитывать при выборе долота. Для заданных типо­размера долота и условий очистки с увеличением твердости по­роды оптимальные значения частоты вращения долота уменьша­ются, а осевые нагрузки на долото увеличиваются.

Долото может изнашиваться за счет воздействия на него по­роды, бурового раствора и механических повреждений. Если в мягких породах используется долото для твердых пород, про­исходит плоский износ зубьев. Необходимо заменить долото, либо уменьшить нагрузку, увеличив частоту вращения. Когда после­дующие зубцы венца попадают во впадины, сделанные предыду­щей шарошкой, происходит эксцентричный игловидный износ их. Приподняв долото над забоем, уменьшают нагрузку, увеличивая частоту вращения, улучшают промывку, повышают жесткость низа колонны с помощью установки расширителя, квадратного УБТ и стабилизатора. Если произошел слом зубьев с последую­щим самозатачиванием и притуплением вершин, необходимо од­новременно либо порознь увеличить нагрузку и частоту вращения.

Если долото, предназначенное для более мягких пород, ис­пользуется в более твердых, необходимо заменить его новым для более твердых пород и снизить частоту вращения. Если происхо­дит скалывание зубьев, но износ нормальный, следовательно, не­верно выбран режим бурения. В этом случае долото считается сработанным полностью.

Сработка долота до состояния «лысой» шарошки происходит в результате плохой промывки или уменьшения диаметра ствола при работе предыдущего долота. В этом случае при спуске до­лота лапа (лапы) сгибается и шарошки перестают вращаться. Если уменьшился диаметр долота (видны ролики, а зубья изно­шены  до основания),  необходимо установить расширители.

Влияние бурового раствора на износ долота выражается в из­носе опор (признаками является выкрашивание тела цапфы даже в долотах с герметизированными опорами); эрозии шарошек, об­условленной неправильным выбором типа бурового раствора и режима промывки; износ вставки, выпадение кольца и насадки вследствие высокого содержания песка в буровом растворе; эро­зии насадок от реакции забоя.

Причины механических повреждений долота различны. При нагружении долота до величин, близких к критическим, после снятия нагрузки оно не восстанавливает свой первоначальный диаметр. Если при спуске долото встало на уступ и произошла разгрузка части веса бурильной колонны, в теле шарошки могут возникнуть трещины. Износ резьбы характерен при приложении чрезмерно высокого момента при свинчивании, а сжатие лап про­исходит, если приспособление для навинчивания долот непри­годно. После закрепления долота необходимо обязательно проверить работу всех шарошек. Правильная оценка износа долота сразу же после его подъема позволит выбрать наиболее эффек­тивный для данных условий тип долота, что часто имеет решаю­щее значение в росте показателей бурения.

Из всего многообразия режимов бурения можно выделить две большие группы:

параметры режима бурения ограничиваются возможностями долота и бурового оборудования, а других ограничений нет;

помимо отмеченных имеются ограничения, обусловленные гео­логическими, технологическими или другими причинами.

По мере совершенствования техники и технологии бурения вторая группа может уменьшаться.