22. Влияние пластических и абразивных свойств горных пород на показатели работы бурения

26. Влияние расхода промывочной жидкости на на процесс и показатели бурения, понятие о совершенной очистке забоя

При достижении достаточного расхода Q_д механическая скорость еще может расти, но медленно (рис.6 от точки 1 до точки 2). Причины следующие: более качественная очистка забоя и долота, уменьшение содержания шлама в промывочной жидкости, лучшее охлаждение долота, уменьшение плотности раствора, а следовательно, и снижение давления на забой. А далее при росте Q возрастают гидравлические потери на преодоление сопротивлений давлений движению промывочной жидкости по кольцевому пространству, увеличивается общее давление на забой и, как следствие, уменьшается механическая скорость бурения. Есть такое понятие, как оптимальная производительность бурового раствора. Существует методика определения этой величины. И, как правило, именно эта величина расхода промывочной жидкости и используется при бурении скважины.

При бурении скважин гидравлическими забойными двигателями расход жидкости определяет их рабочую характеристику, что сказывается на изменении механической скорости, особенно при Q  Q_д. При бурении гидромониторным долотом с гидравлическими забойными двигателями существенное повышение расхода при установленной гидравлической мощности насосов приводит к снижению перепада давления на насадках и забойных двигателях и уменьшению их мощности и скорости истечения из насадок. Поэтому расход жидкости должен быть ограничен величиной Q_д.

27. Совместное влияние расхода бр и осевой нагрузки на процесс и показатели бурения

На рис. 7 показана зависимость от величины Q и нагрузки на долото Р_о. Можно отметить три области.

I область : Q = Q_д, . В этой области степень х  1. Это соответствует совершенной очистке забоя.

II область: Q = Q_д, , 1 х  0 - не совершенная очистка.

III область Q  Q_д, , х  0 -неудовлетворительная очистка.

На этом графике Q₁  Q₂  Q₃ .

Следует отметить, что при больших частотах вращения долота существенно изменяется и Q_д.

Следует отметить, что при больших частотах вращения долота существенно изменяется и Qд.

На основании этого можно сделать вывод, что наибольшим резервом повышения механической скорости является не безмерное увеличение расхода бурового раствора, совершенствование систем промывки долота.

28. Понятие о гидромониторной струе высокой турбулентности, гидромониторном эффекте и его использовании.

Гидромониторная система промывки выполняется в долотах, предназначенных для разбуривания мягких и средней твердости горных пород, а также в долотах всех типов для низких и средних частот вращения, т.е. в долотах с опорами АУ, НУ и Н. При бурении скорость истечения жид­кости из промывочных отверстий составляет 80—120 м/с. Для предупреждения эрозионного износа долота промывочные отверстия оборудуются гидромониторными узлами (ГМУ), а струи жидкости направляются непосредственно на забой. Очистка шарошек от шлама осуществляется отраженными от забоя потоками жидкости.

Долото с гидромониторной системой промывки и схема движения жидкости в призабойной зоне приведены на рис. 4.26, а. Гидромониторные струи жидкости направляются на периферийную часть забоя между периферийными конусами шарошек. Чтобы исключить воздействие струй непосредст­венно на шарошки, в лапах проштампован глубокий карман 1, из которого начинается подводящий канал 2. В нижней части подводящего канала выполнено гнездо для ГМУ. Ос­новным элементом ГМУ является насадка 3, выполненная или из твердого сплава, или из минералокерамики. Преимущество гидромониторной системы - высокая энергия струи, позволяющая реализовать отрыв шлама на пери­ферийной части забоя по первой схеме. В средней части за­боя шлам отрывается под действием радиальных потоков жидкости.

Из схемы на рис. 4.26, а видно, что струя жидкости из на­садки после воздействия на забой образует радиальный по­ток, который движется к центру забоя, очищая его от шлама. Там он встречается с радиальными потоками, создаваемыми двумя другими насадками, что заставляет жидкость двигаться вверх. Но движение вверх ограничено корпусом долота, а поэтому поток жидкости отклоняется к периферии и выходит в кольцевой зазор между корпусом долота и стенкой скважи­ны рядом с движущейся вниз гидромониторной струей жид­кости. Струя увлекает часть жидкости со шламом вниз к за­бою, который попадает под вооружение долота и вновь из­мельчается. Это свидетельствует о том, что движение жидко­сти в призабойной зоне гидромониторного долота организо­вано значительно хуже, чем у долота с обычной системой промывки. Улучшению организации потока способствуют приближение насадок к забою, а также выполнение системы промывки асимметричной.

Рис. 4.26. Гидромониторное долото и конструкции гидромониторных узлов