3. Методика выбора способа бурения

1) Тщательно изучают условия проводки скв (геолог разрез, осложнения, тем-ра на забое скв, возможно состав ж-тей кот будут поступать из скв). В зависимости от условий можно окончательно или предварительно определить способ бурения.

2) если на 1-м этапе не ясно какой способ применить, то учитывают преимущества и недостатки способов бурения. Когда разбуриваются тв. породы, применяются специфичные пром ж-ти, при применении 1-но шарошечного долота, долота истирающе-режущего типа, отдают предпочтение турбинному, при бурении сильно искривленных участков также турбинный или двигатель типа «Д» в наст время их применяют при бурении скв в различ условиях

3) Рассчитывают частоты вращения для обеспечения необходимого времени контакта nτ, и тогда принимают решение.

4) Сравнивают КПД способа бурения и окончательно принимают решение. Для организаций необходимо опред стоим бур скв.

4. Методика проектирования режима турб бурения

По мощности расходуемой на забое скв.

1) Анализируются условия проводки скв с привлечением методов статистики обрабатываются датнные о работе заб двигателя

2) Предварительно проектируется Qтн, nτ, nτ1

3) Определяется Мс= Мд+Мп+Мкц+.. После выбираются подходящие ГЗД с выполнением след усл-вий из табл хар-к: оптим М, n и расчетные параметры Мс и nτ и приравнивают их к потимальным. Если эти услов не выполн то табличные параметры пересчитывают рпи своем проектном расходе.

4) Определяем КПД спос бур и с более высок выбираем ГЗД. После выбора нужно опред nр, Gэф (эффективная осевая нагрузка)

5. Способы бурения глубоких скв.

Способ бурения - это целесообразный, экономически обосно­ванный и освоенппый способ создания скважины с отработанной техноло­гией и техникой.

В настоящее время выделены сле­дующие вращательные способы бурения скважины:

1) Роторный способ, при котором вращение всего бурильного ин­струмента производится от ротора, расположенного на устье скважины. Гидравлическая энергия при этом необходима только для очистки скважи­ны от шлама.

2) Способы с применением забойных двигателей.

а) Турбинный способ, при котором привод долота в работу осуществ­ляется путем превращения части энергии потока промывочной жидкости во вращательную энергию вала (ротора) турбобура.

б) Бурение с винтовым забойным двигателем типа "Д". От турбинного этот способ отличается методом передачи энергии на забой, характером работы и износа долота и методами управления работой забойного двига­теля.

При турбинном бурении и с ВЗД гидравлическая энергия для приво­да долота формируется одинаково.

в) Электробурение. Здесь, в отличие от названных способов, на устье формируется гидравлическая энергия для очистки скважины и электро­энергия для привода долота; электроэнергия для приведения в действие электробура при этом способе передается по электрокабелю, смонтиро- ванному посекционно внутри специальных бурильных труб. Управление работой электробура производится по потребляемой силе тока.

При этих способах породу разрушают вращающимся долотом с созданием на него осевого усилия. Величина G формируется частью веса колонны бу­рильных труб и гидравлической нагрузкой на вал забойных двигателей, причем при роторном способе - в основном частью веса колонны.

Очистка забоя скважины для названных способов бурения осуществ­ляется в основном одинаково: промывкой или продувкой всего тракта скважины. Например, схема промывки: буровой насос подает жидкость в нагнетательную линию (манифольд, стояк, буровой шланг, вертлюг) - в бурильную колонну - забойный двигатель и в промывочный узел долота -кольцевое пространство до устья скважины - очистные сооружения - при­емную емкость до всасывающей линии бурового насоса.

В каждом способе бурения имеются недостатки и преимущества. При роторном способе вся величина G может переходить в Сд, по­этому почти все время реализуется объемное разрушение пород па забое скважины. Это дает возможность получать большие величины Н_л, чем при турбинном бурении, причем можно применять практически все утяжелен­ные буровые растворы при малой их подаче в скважину.

При электробурении легче осуществлять контроль за направлением оси скважины, особенно при проводке скважин с искривлением оси до 90° и более При турбинном бурении значительно удобней проводить направлен­но-искривленные скважины, можно поддерживать высокие Vм и Нд, при­менять менее дорогостоящий бурильный инструмент.

В процессе бурения с ВЗД получают средние величины V_M и Н_д, в сравнении с турбинным и роторным способами, соответственно.

Взаимосвязь между режимными параметрами при этих спосо­бах бурения разная. Так, при роторном бурении жесткой связи между ука­занными параметрами нет, величины G и n можно менять независимо друг от друга или от расхода Q, который необходим только для очистки сква­жины. Пределы G и n ограничены прочностью бурильного инструмента. Осевая нагрузка G формируется только за счет веса колонны. Такая взаи­мосвязь обусловила простоту теории роторного бурения. Электробурение имеет примерно такую же взаимосвязь между параметрами режима буре- ния, а мощность, передаваемая на забой скважины, определяется силой по­требляемого тока и не зависит от прочности колонны, которая не вращает­ся постоянно, как и при других забойных двигателях.

Довольно жесткая взаимосвязь между режимными и некоторыми другими технологическими параметрами имеет место при турбинном бу­рении. Изменение одного из параметров режима бурения влечет за собой или необходимость изменения других, или автоматическое их изменение. Это значит, что провести "чистый" эксперимент в скважинных условиях при турбинном бурении значительно сложнее, чем при роторном способе или электробурении. Такая связь обусловила сложность теории турбинно­го бурения и трудности при исследованиях многих процессов, связанных с углублением скважин этим способом. Так. изменение Q или G приводит к изменению n, при переходе долота из одних пород в другие меняется вра­щающий момент, необходимый дня преодоления сопротивлений долоту; изменяется частота n, что приводит к необходимости корректировать G и ее составляющие. Вслед за изменением n и G меняется мощность на валу турбобура (и Мв). В турбобурах серии "А" при изменении n меняется и перепад давления жидкости в двигателе. В процессе бурения с ВЗД можно в основном менять загрузку двига­теля осевыми усилиями и дав­ление, необходимое для обеспечения мощности ВЗД. Естественно, при этом меняется давление в жидкости и на устье скважины, что используется для контроля работы ВЗД.

6.

Осевая нагрузка G₃ для объемного разрушения породы. Выполнение поставленной задачи обеспечивается, если вели чина G₃ рассчитывается с привлечением твердости пород по штампу Рш

Gз=Рш*Fк*Кд

где F_K - площадка контакта вооружения долота с забоем в момент

приложения всей величины G₃ (опорная площадь), м²;

К_Д - коэффициент динамичности приложения Gз К_Д= 1,0-1,3;

Р_ш - в Н/м ;G₃ – в Н.

или Fк=Fк^* Кz, где Fк^* - площадь контакта с породой одного зуба,

Кz – кол-во зубцов долота одновременно контактирующих с забоем, bз –ширина зубца, li – длина зубцов по образующей