Дать характеристику скоростей бурения, отражающих темпы строительства скважины.
Рассмотрим основные показатели бурения и строительства скважин в целом.
Механическая скорость Vм:
V =h/t,
где h - проходка, м; t - продолжительность механического разрушения горных пород на забое или время проходки интервалов, ч.
Таким образом, Vм - средняя скорость углубления забоя. Она может рассчитываться по отдельному долоту, отдельному интервалу, всей скважине и т.д.
Рейсовая скорость Vр:
Vр=hд/(tб+tспо),
где hд - проходка на долото, м; tб- продолжительность работы долота на забое, ч; tспо-продолжительность спуска и подъема долота, наращивания инструмента, ч.
Проходка на долото - очень важный показатель, определяющий расход долот на бурение скважины, потребность в них по площади УБР.
Техническая скорость Vт (м/ст.-мес.) отражает технические и технологические возможности буровых установок, способов, режимов бурения буровой бригады:
Vт =L/Tпр,
где L - глубина скважины, м; Тпр - производительное время работы буровой бригады (мес), оно включает все время механического бурения, спуско-подъемных операций, крепления, нормативное время на ремонт, вспомогательные работы и т.д.
Коммерческая (общая) скорость Vк (м/ст.-мес):
Vк=L/Тк,
где Тк - календарное время от начала подготовительных работ к бурению до сдачи скважины в эксплуатацию (или бригадам по испытанию скважин), мес.
Коммерческая скорость определяет, сколько скважин, тысяч метров пробурено буровой бригадой за месяц, квартал, год, сколько бригад надо иметь, чтобы выполнить план и т.д.
Цикловая скорость Vц (м/ст.-мес):
Vц=L/Tц,
где Тц - календарное время от начала строительно-монтажных работ до окончания демонтажа буровой установки, мес.
Цикловая скорость характеризует использование буровых установок, являющихся основными фондами. Она позволяет определить, сколько буровых установок необходимо иметь для выполнения планового объема работ.
Общий уровень организации буровых, строительно-монтажных работ четко проясняется при сравнении цикловой, коммерческой и технической скоростей бурения. Чем лучше организация строительно-монтажньк работ, тем ближе Vц и Vк; чем совершеннее технология бурения, меньше аварий, тем Vк ближе к Vт..
Назначение талевой системы, основные узлы ее. Талевые канаты, материал , используемый для изготовления канатов, материал смазки.
Талевая система предназначена для подъема и поддержания на весу тяжелого бурового инструмента. Она представляет собой (рис. 4.18) полиспастный механизм, который состоит из:
кронблока l, установленного на вышке или мачте
талевого блока 2
талевого каната 3, являющегося гибкой связью между буровой лебедкой 4 и подъемным крюком, подвешенным к талевому блоку.
Под оснасткой талевой системы понимается навеска каната на шкивы кронблока и талевого блока в определенной последовательности, которая исключала бы перекрещивание каната и трение его ветвей друг о друга.
При небольших нагрузках на крюк спуско-подъемные операции выполняют на прямом канате (рис. 4.18, а). В разведочномбурении применяют талевые системы трех типов: с креплением свободного конца каната к основанию буровой установки или якорю (талевая система с неподвижным концом каната, (см. рис. 4.18, б, в), к кронблоку мачты или вышки (см. рис. 4.18, г), к талевому блоку (см. рис. 4.18, д).
Рис. 4.18. Схема талевых систем
Талевая система с неподвижным концом каната (симметричная талевая система) обеспечивает более равномерное распределение нагрузки на опоры вышки или мачты, а также позволяет устанавливать на неподвижной ветви талевого каната указатель веса инструмента и нагрузки на породоразрушающий инструмент.
При неподвижном крюке ветви талевого каната равномерно нагружены силой
P=Q/U т.с. (4.38)
где Q — нагрузка на крюке (весом талевого блока можно пренебречь, так как при геологоразведочном бурении он незначителен); U т.с— число струн I талевой системы, т.е. число подвижных ветвей каната за исключением ветви, наматываемой на барабан лебёдки Рл.
В процессе движения вследствие трения в шкивах и изгиба каната усилия в ветвях полиспаста Р1, Р2, ... Рн распределяются неравномерно. Поэтому нагрузка на крюке будет равна
Q=Pлη (1-ηU т.с.) / (1-η). (4.39)
Натяжение ведущей ветви находят из выражения
Рл=Q (1-η) / η(1-ηU т.с.) (4.40)
Усилие в неподвижной ветви каната —из выражения
Pн=Q [ηU т.с.(1-η)] / (1-ηU т.с.) (4.41)
В выражениях (4.41), (4.42) и (4.43.) п — это КПД одного шкива; для шкивов на подшипниках качения η = 0,98. КПД талевой системы составляет:
<bηc=η (1-ηU т.с.) / U т.с.(1-η) </bη(4.42)
При определении числа струн талевой оснастки исходят из наибольшей нагрузки на крюк Q, которую определяют при подъеме наиболее тяжелого бурильного инструмента или наиболее тяжелой колонны обсадных труб.
U т.с.=Q / Pл.н. λ1ηс (4.43)
где Pл.н. — натяжение ведущей ветви каната, соответствующее номинальной грузоподъемности лебедки; λ1 — коэффициент длительной перегрузки двигателя (для электродвигателей λ1= 1,3, для двигателей внутреннего сгорания λ1 = 1,10:1,15).
В геологоразведочном бурении применяются в основном следующие оснастки талевой системы: 0x1; 1x2 и 2x3 (см. рис. 4.18, а — в).
Стальные канаты талевых систем, являясь частью талевой системы буровой установки, осуществляют гибкую связь между буровой лебедкой и подъемным крюком. Они должны быть достаточно гибкими и иметь высокую механическую прочность. По конструктивному признаку различают канаты одинарной, двойной и тройной свивки. На буровых работах применяют канаты двойной свивки, состоящие из шести прядей, свитых вокруг органического или металлического сердечника.