8. Влияние подводимой к долоту мощности на процесс и показатели бурения.

Объем разрушенной гп в единице времени непосредственно связан с мощностью подводимой к забою скв.: V=N/A_V, где А_V- энергоемкость разрушения гп

Применительно к скв. можно записать: V=V_M*F, где F- площадь забоя.

Из 2-х уравнений: V_M=N/(A_V*F), где N/F=N_уд - удельная забойная мощность, тогда: V_M=N_уд/A_V, т.е. мех.скорость бурения прямо пропорциональна уд.забойной мощности и обратно пропорциональна энергоемкости разрушения гп.

Подводимая к забою мощность ограничена прочностью бур-го инстр-та. Наиболее эффективно эта мощность будет реализована таким ПИ и при таком режиме его работы, кот-е обеспечат min величину A_V. При рассмотрении разрушения гп динамическим вдавливанием штампа было показано, что A_V тем меньше, чем больше номер достигнутого скачка разрушения.

Также мощность обеспечивающая работу долота на забое, складывается из мощности на вращение долота N_д и гидравлической мощности N_Г, расходуемый в системе промывки долота. N_Д=2*3,14*M*n, где M- вращающий момент на долото, n- частота вращения долота

Вращающий момент зависит от осевой нагрузки, св-в разбуриваемых пород и типа долота. M=M_уд*G, М_уд- удельный момент на долоте. С увеличением мощности подводимой к долоту увеличивается износ и долговечность долота, соответственно уменьшается время работы долота и интенсивней снижается механическая скорость. С другой стороны с увеличением мощности подводимой к долоту увеличивается проходка.

5. Современные способы бурения, их краткая характеристика. Функциональная схема буровой установки.

Способы бур. классифицируются по разным признакам: способу разрушения горных пород, типу ПРИ, виду передачи энергии долоту, взаимному положению устьев скважин, составу и свойствам бур растворов, способам промывки, целям бурения. Наиболее распространена классификация по способам разрушения горных пород : мех, струйн, взрывн, огневое, электрогидродинамическое и др. При бурении скважин в наст время применяется механическое разрушение гор пород, сочетающееся с физико-химическими и гидродинамическими воздействиями бур раствора. Другие способы находятся в разработке. Ударное бурение подразделяется по типу инструмента на ударно-штанговое и ударно-канатное, а вращательное по способу привода долота во вращение на роторное и бурение заб двигателями (турбинное, электробурение на трубах и на кабель-канате, бурение объемными двигателями).

Роторный. Вращение долоту от вращающего механизма при роторном бурении передается через колонну бурильных труб, выполняющих функцию вала. Механизмом вращения колонны бурильных труб при бурении является ротор. Привод ротора может осуществляться от лебедки с помощью цепной передачи или от индивидуального привода с помощью карданного вала.

Турбинный. При турбинном бурении для вращения долота используется энергия потока промывочной жидкости, подаваемой буровыми насосами по бурильным трубам с поверхности на забой скважины.

Винтовой. Для вращения долота используется энергия винтового двигателя , представляющего собой обращенный винтовой насос с однозаходным винтом. ВЗД состоит из ротора и статора . Ротор и статор расположены не соосно, а с эксцентриситетом. За счет этого внутри двигателя возникает давление жидкости , которое создает вращающий момент , который передается долоту.

Электробур. Для вращения долота используется энергия асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и шпинделя. Электрический кабель устанавливают внутри бурильных труб. Долото вращается с валом электродвигателя, а корпус и бурильная колонна неподвижны.

Верхний привод

Бурение с применением гибких труб. Применение вместо обычных насосно-компрессорных труб с резьбовыми муфтовыми соединениями длинной, гладкой, гибкой непрерывной стальной трубы диаметром 30-40 мм, наматываемой на барабан. Эта труба подается в скважину и извлекается из нее с помощью инжектора с гидроприводом, выполняющего роль талевой системы и лебедки обычной канатной подъемной установки.

Функциональная схема БУ

Основные исполнительные функции БУ (разрушение забоя, очистка, СПО):

Вспомогательные: монтаж, перевозка, механизация работ

Энергетические: привод основных и вспом функций

Органы информации: контроль за исполнением основ вспом и энерг систем

Современные буровые установки включают следующие составные части:

-буровое оборудование (талевый механизм, насосы, буровая лебедка, вертлюг, ротор, силовой привод и т.д.);

-буровые сооружения (вышка, основания, сборно-расборные каркасно-панельные укрытия. приемные мостки и стеллажи);

-оборудование для механизации трудоемких работ (регулятор подачи долота, механизмы для автоматизации спуско-подъемных операций, пневматический клиновой захват для труб, автоматический буровой ключ, вспомогательная лебедка, пневмораскрепитель, краны для ремонтных работ, пульт контроля процессов бурения, посты управления);

-оборудование для приготовления, очистки и регенерации бурового раствора (блок приготовления, вибросита, песко- и илоотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и бурового раствора);

-манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные

устройства, буровой рукав);

-устройства для обогрева блоков буровой установки( телогенераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для развода теплоносителя).