24 Выбор типоразмера долота

Размер долота выбирают совместно с определением количества обсадных колонн и их диаметра. Диаметр эксплуатационной колонны назначают из ожидаемой продуктивности скважины. D = D_m + ∆M. D_M – диаметр муфты обсадной. ∆М – требуемый зазор между скважиной и муфтой обсадной. ∆М (15 –20) мм для обсадной (114 – 146); 25-30 для 162 – 245; 35 – 45 для 273 – 351; 50 для 377 и более. Выбор типа и модель долота производится на основе анализа отработки долот в ИОБ или исходя из физико-механических свойств г.п. проходимого разреза. Выбор типа долота, вида вооружения осуществляется или на основе анализа или с помощью классификаторной диаграммы парных соответствий твердрости и абразивности. По результатам первого долбления вид вооружения и опор может корректироваться.

2 4. Выбор типоразмера долота

Выбранный типоразмер долота для бурения заданного интервала должен удовлетворять следующим условиям:

• соответствовать твердости горных пород;

• обеспечивать наиболее высокую область разрушения пород по сравнению с альтернативными долотами;

• вооружение шарошечного долота первого класса должно обеспечивать использование ресурса опоры, т.е. стойкость его вооружения при абразивном изнашивании должна быть не менее стойкости опоры.

25. Проектирование режима бурения

Режим бурения — это сочетание факторов, определяющих скорость и стоимость проходки конкретного интервала горных пород, выделенного как режимная пачка.

Режимная пачка — это непрерывный интервал бурения, в котором геолого-технологические условия принимаются постоянными, независящими от глубины залегания горных пород в пределах пачки. Такие интервалы имеют и другое название — пачки одинаковой буримости горных пород.

Основными факторами, определяющими режим вращательного бурения, являются:

1. тип и класс породоразрушающего инструмента;

2. режим работы породоразрушающего инструмента;

3. способ вращения породоразрушающего инструмента.

Р ежим бурения, обеспечивающий получение наилучших технико-экономических показателей при данных условиях рения, называется оптимальным. Иногда в процессе буре-ния приходится решать специальные задачи: проводку скважины через поглощающие пласты, обеспечение минимального искривления скважины, максимального выхода керна, каче-ственного вскрытия продуктивных пластов. Режимы бурения, при которых решаются такие задачи, называются специальными.

26. О влиянии параметров режима бурения на результаты работы долота.

В.С. Федоров первым показал, что при бурении однородных пород (на стенде или в промысловых условиях) всегда получаются зависимости, которые содержат информацию об изменении условий разрушения забоя по мере изменения силовых параметров. Эта информация в принципе может быть использована для совершенствования режима бурения. Попробуем оценить границы возможностей этого метода.

Рис. 1.1.2. Общий вид зависимости механической скорости бурения v_м от осевой нагрузки на долото G (по В.С. Федорову).

Н а рис. 1.1.2 показаны полученные В.С. Федоровым для разных пород и часто приводимые в литературе характерные графики зависимости механической скорости бурения v_м от осевой нагрузки на долото G при фиксированной скорости вращения n.

Рис. 1.1.3. Общий вид зависимости v_м(n) при различных осевых нагрузках на долото (G₂ > G₁ ).

Если провести касательные к кривым на различных участках, то возможны три типичных случая:

• при малых нагрузках зависимость v_м = v_м (G) имеет вид прямой (например, 0A, кривая 1), исходящей из начала координат; механическая скорость растет пропорционально осевой нагрузке, что характерно для поверхностного режима разрушения (по В.С. Федорову);

• продолжение касательной к кривой отсекает от оси нагрузок положительный отрезок (например, 0G₀, кривая 1), что свидетельствует о том, что градиент изменения v_м больше, чем в первом случае;

• продолжение касательной (например, KL) отсекает от оси нагрузок отрицательный отрезок (0L, кривая 2), что свидетельствует о том, что градиент изменения v_м меньше, чем на предыдущем участке.

Напрашивается кажущийся очевидным вывод о том, что второй случай является предпочтительным. А третий - менее всего результативным.

В литературе очень популярно представлять зависимость v_м = v_м (G) в виде степенной функции

v_м = K₁ G ^ .

При  = 1 получаем уравнение для 1-го случая, при  > 1 - для второго, а третьему случаю соответствует значение  < 1.

По В.С. Федорову при последнем случае имеет место неудовлетворительная очистка забоя (зашламление) или внедрение зуба (зубка) долота на глубину, соизмеримую с высотой зубьев долота.

Н а основе изложенного можно было бы построить следующий алгоритм действий по совершенствованию режимов бурения:

- если оказалось, что  = 1, то нужно сделать все возможное, чтобы перейти на объемный режим разрушения, при котором  > 1;

- если экспериментом установлено, что  > 1, то постараться удержаться в этом режиме, отрабатывая долото при нагрузке, соответствующей максимальному значению ;

- если  < 1, то необходимо сделать все возможное, чтобы вернуться на объемный режим, обеспечив прежде всего совершенную очистку забоя, или, если последнее невозможно, уменьшив осевую нагрузку.