Метод разработки бурение, страница 19

Для каждого определенного интервала бурения выбирают наи­более эффективный для данной породы тип долота и буровой раствор. Значения осевой нагрузки на долото Р и частоты его вращения п могут иметь самые различные сочетания в зависимо­сти от способа бурения.

1.    При   использовании  роторного  бурения,  для   которого  Р  и
я —независимые    величины,    могут    быть    следующие     их     сочетания;

переменные, но произвольно изменяемые величины Р и п;

переменные, но оптимальные в каждый момент времени вели­чины Р и п, их изменение может быть обусловлено изменением физико-механических свойств пород или износом долота;

постоянные, но близкие к оптимальным значения Р и п;

переменная величина Р и постоянная я;

переменная величина п и постоянная Р;

наилучшее значение Р для данного п;

наилучшее значение п для данного Р.

2.При использовании забойных двигателей, для которых при
изменении Р меняется п, могут быть следующие их сочетания:

произвольно выбранная Р и соответствующая ей п;

величина Р соответствует максимуму мощности забойного дви­гателя, что обычно соответствует и максимуму механической ско­рости проходки;

величина Р соответствует наибольшему отношению Pjn.

Интерес представляют оптимальные величины Р и п, изменяе­мые по мере износа вооружения долота. Однако на практике их реализация бывает невозможна вследствие технических затрудне­ний с изменением частоты вращения долота в процессе рейса. По­этому чаще всего бурить приходится при постоянных, но близких к оптимальным значениям Р и п.

Сочетание осевой нагрузки на долото, частоты его вращения и расхода промывочной жидкости, при котором достигаются наи­лучшие показатели работы данного долота с помощью данной буровой установки,— это и есть оптимальный режим бу­рения. Режим бурения называют скоростным   или форсированным, если на данном этапе достигнуты наивысшие по­казатели работы долот и использованы более мощная буровая установка и другие более совершенные технические средства по сравнению с теми, которые применяются для массового бурения скважин на данной площади.

В ряде случаев сочетание параметров выбирают не для полу­чения высоких показателей работы долота, а с целью предотвра­щения искривления скважины, принудительного искривления ее с заданной интенсивностью в нужном направлении, улучшения эффективности отбора керна и т. д. Такой режим бурения назы­вают специальным.

Осевая нагрузка на долото создается частью веса бурильной колонны. Горные породы при вращательном бурении разруша­ются под действием осевой нагрузки и крутящего момента.

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.