Некоторые аспекты научно-технического обеспечения строительства горизонтальных скважин, страница 9

стей рассматриваемого нового направления снижения сип сопро­тивления было проведено сопоставление значений длины зон рас­пространения крутильных и продольных колебаний бурильной ко­лонны в горизонтальном участке.

В расчётах использовали известную формулу (1) для про­дольных колебаний [6] и выведенную по аналогии с ней формулу (2) для крутильных колебаний.

_7i²vaeAo

к- g-smcx где А_о и v зависят от источника колебаний:

R(_t        n

1) Зубцовые колебания: А_о = — 1-cos —

2 V         z.

inz

v--------

60

2) Волнистый забой (три ухаба):
А_о « 0,005 м п

v = —

20

4kg -sm a      D²

где S_o и So- длина зон распространения соответственно про­дольных и крутильных колебаний, м;

к      - коэффициент трения;

а     - зенитный угол (здесь  а = 90°, sin 90° = 1);

А_о    - амплитуда продольных колебаний, м;

v      - частота колебаний, Гц;

п      - частота вращения долота, с^и ;

эе х - скорость распространения соответственно продольных и крутильных возмущений вдоль колонны, м-с¹;

g     - ускорение свободного падения, м-с ²;

R    - радиус периферийного венца шарошки, м;

i      - передаточное отношение шарошек долота;

z     - число зубцов шарошки;

N    - число ухабов (обычно принимается равным 3);

D,d - наружный и внутренний диаметр труб, м; Ф_о   - угол закручивания колонны от генератора крутильных коле­баний, рад.

Исходные данные и результаты расчёта по формулам (1) и (2) приведены в табл. 5.

Результаты расчетов колебаний

Таблица 5

вид КОЛЕБА­НИЙ	к	а	п об/мин		X	Ао	N	D	d	фо град	So	So
ПРОДОЛЬ­НЫЕ	0,2	90	180	5130	-	0,005	3	-	-	-	1160	-
КРУТИЛЬ­НЫЕ	0,2	90	180	-	3200		-	0,127	0,107	30	-	1360

Из данных табл. 5 видно, что длина зоны распространения крутильных колебаний больше длины зоны распространения про­дольных колебаний. Следует обратить внамание, что значение длины зоны распространения крутильных колебаний получено для значений углов закручивания, которые обычно меньше углов закру­чивания от момента, реализуемого на долоте при разрушении по­роды. На практике в конкретных случаях можно подбирать опти­мальное соотношение между моментами на долоте и генераторе крутильных колебаний.

Критериивыбораэффективныхдолот

В настоящее время для сравнительной оценки эффектив­ности технологии отработки долот, а также выбора наиболее эф­фективного долота в качестве критериев выбора используют такие показатели, как рейсовая скорость и стоимость 1 м проходки .

В работе [7] сделано предположение, что рациональная от­работка долот обеспечивается при прекращении бурения "... после совпадения максимумов рейсовой скорости и произведения ( hV_M) . Этому моменту, как правило, соответствуют минимальное значение стоимости метра проходки и полный износ долота".

Следует отметить, что в некоторых случаях для оперативной оценки используется механическая скорость (V_M) или проходка за

20

рейс долота (h) [8] . Однако наиболее объективным критерием счи­тается минимум стоимости метра бурения [9]. Используя этот кри­терий разрабатывают программы выбора долот на стадии проекти­рования строительства скважин, основанные на информации о са­мой низкой стоимости метра, достигнутой в этом районе, при этом стоимость метра для каждого рейса долота рассчитывается по формуле (3) [9, 10]

(t_m +tcn)M + B

c=i-------- /-------- .------------ О)

где   С - стоимость метра , долл ./ м ;

t_m - время механического бурения , ч ;

ten - продолжительность спуско - подъемных операций, ч; М - стоимость 1 ч работы буровой установки, долл ./ ч .

i I     - ииЩсЖ I ipuxUAKcl Hd ДСМIO I О , М .

Принципиально это соотношение можно представить в сле­дующем виде :

^   В   М

С = -+     ,                                                                                   (4)