2. Установление взаимосвязей между конструктивными и режимными параметрами спк

Параметр процесса спуско-подъемных операций – это характеристика технологического процесса, устанавливающая уровень (режим) энергетического воздействия на объект.

Показатель – это качественная и количественная характеристика хода и результата технологического процесса СПО.

Определенное сочетание параметров и факторов, при которых происходит спуск-подъем, будем называть режимом СПО.

Конструктивные параметры СПК определяются набором необходимых механизмов для выполнения технологического процесса СПО.

Для описания процесса СПО следует выделить объект транспортирования и транспортное средство. Объектами транспортирования при бурении могут быть: породоразрушающий инструмент, технологический инструмент для проведения специальных работ, обсадные трубы, проба (керн, шлам, пластовый флюид), оборудование для эксплуатации скважин, инструмент для ликвидации аварий, зонды для проведения исследований в стволе. Транспортные средства: трубы, кабель, трос и приспособления для работы с ними.

Способ выполнения СПО определяется целью и условиями работ. Наиболее просто способ описывается двумя характеристиками:

1. По типу средств транспортирования:

- жесткие (трубы или штанги);

- гибкие (канат, проволока, кабель, рукав, гибкая труба).

2. По распределению операций во времени:

- непрерывный или циклический,

- выполняемый одновременно с процессом бурения или последовательно с ним.

Наиболее часто в практике ремонта глубоких скважин применяется дискретный способ выполнения СПО на жестких трубах, который выполняется последовательно с процессом разрушения забоя. В дальнейшем технологию выполнения СПО описываем наиболее распространенным способом.

Объем СПО зависит от вида ремонта, конструкции скважины, стойкости породоразрушающего инструмента, способа бурения. Продолжительность одного цикла СПО с трубами определяется способом выполнения, конструкцией исполнительных механизмов и уровнем квалификации оператора. Для выбора технологии выполнения СПО нужно знать условия работ.

К основным характеристикам условий работ относятся следующие:

• параметры скважины: назначение, конструкция (глубина, диаметр, профиль ствола, количество стволов);

• показатели процесса проходки ствола: длина рейса, стойкость инструмента, длина пробы керна, механическая скорость бурения;

• параметры колонны бурильных труб: конструкция труб и их соединений, компоновки низа бурильной колонны (КНБК), длина свечи.

Для сокращения времени спуска-подъема бурильных труб обычно происходит свечами. При подъеме каждой свечи выполняется ряд операций, сочетание способов, выполнения которых характеризует способ СПО в целом.

Процесс выполнения СПО достаточно наглядно может быть проиллюстрирован с помощью циклограммы.

По мере проходки скважины требуется проводить операции наращивания колонны труб. Состав операций и их количество определяется конструкцией вращателя. Как показали экспериментальные исследования, при бурении ротором для наращивания колонны требуется около 30 операций, а при бурении с применением подвижного вращателя – всего 14. Затраты времени во втором способе также в 3 – 4 раза меньше. Кроме того, имеется возможность наращивать сразу свечу длиной до 24 метров, что позволяет существенно сократить число и время остановок процесса бурения.

Анализ буровых установок и установок для ремонта скважин показал, что в состав СПК входят следующие механизмы:

• подъема-опускания транспортного средства;

• вращения;

• удержания колонны труб на устье скважины;

• свинчивания-развинчивания труб (резьбовых соединений);

• срыва-докрепления резьбы;

• укладки труб и установки их на устье скважины;

• размещения труб;

• металлоконструкции (мачта), служащие для осуществления СПО.

Состав, геометрические и весовые характеристики этих механизмов являются конструктивными параметрами установок для ремонта скважин.

Основными режимными параметрами СПО являются: усилие и скорость подъема (спуска), крутящий момент и число оборотов при свинчивании-развинчивании труб, вес и размеры свечи (трубы), величина и направление перемещения свечи при укладке ее в свечеприемник. Основными показателями - число операций и затраты времени на каждую операцию.

Технологический процесс СПО выполняется непосредственно конструктивными элементами СПК, поэтому между конструктивными и режимными параметрами СПК установок существуют взаимосвязи.

Наибольший интерес для рассмотрения представляют две схемы исполнения СПК установок для ремонта глубоких скважин: традиционная (лебедочный подъем – ротор – ведущая труба - вертлюг) и перспективная (лебедочный подъем – верхний привод).

Анализ совершенства и сравнение вариантов исполнения механизмов установок для ремонта скважин, в том числе и механизмов СПК, может осуществляться с использованием ряда критериев.