2.Поняття про режими роторного буріння.

Під технологічним режимом буріння розуміють сукупність параметрів, що характеризують роботу породоруйнівного інструмента, тобто швидкісні і якісні показники буріння, пов'язані з руйнуванням гірських порід на вибої свердловини (термінологічний словник до теми № 7).

Режим буріння вибирають залежно від:

• геологічних умов і фізико-механічних властивостей порід, що бурять;

• від типу й діаметра породоруйнівного інструмента;

• від якості й стану встаткування й інструмента;

• від глибини свердловини ;

• мети буріння.

Розрізняють:

• оптимальний режим буріння;

• раціональний режим буріння;

• спеціальний режим буріння.

Оптимальний режим буріння - це технологічний режим буріння, що забезпечує одержання найкращих техніко-економічних показників буріння (термінологічний словник до теми № 7).

Раціональний режим буріння встановлюють із урахуванням технічних можливостей бурового встаткування й инструмента (термінологічний словник до теми № 7).

Спеціальний режим буріння застосовують для одержання заданих якісних показників буріння або для рішення спеціальних завдань (буріння в зонах геологічних ускладнень, на контактах твердих і м'яких порід у водоносних горизонтах, намічених для подальшої експлуатації) ( термінологічний словник до теми № 7).

ПРИМІТКА: При спеціальному режимі буріння, як правило, швидкість буріння знижують, але свердловина споруджується високої якості. Для цього буровий майстер повинен підтримувати режим буріння, що був установлений на підставі проектного геологічного розрізу даної свердловини, що забезпечить не тільки найкращі техніко-економічні показники буріння , але й високу якість.

До параметрів технологічного режиму роторного буріння слід відносити:

• Осьове навантаження на долото - це сила яка створюється масою бурового снаряду і прикладена по його осі до долота (термінологічний словник до теми № 7).

• Питоме навантаження на породоруйнівний інструмент (долото) - це осьове навантаження, яке припадає на 1см діаметра долота;

• Частота обертання бурового снаряду - число обертів бурового снаряду за секунду ( термінологічний словник до теми № 7).

• Витрати промивної рідини - це кількість промивної рідини, л/с, яка подається на забій свердловини (термінологічний словник до теми № 7).

При бурінні роторним способом осьове навантаження створюється за рахунок маси бурового снаряду, або частини його маси (при бурінні з розвантаженням).

Розвантаження ваги від бурового снаряда відбувається в результаті натягу робочого каната бурової лебідки, при якому бурильні труби працюють на розтягування, при цьому навантаження на долото створює лише маса обважених труб.

ПРИМІТКА: Підвищення осьового навантаження на долото, як правило, сприяє збільшенню механічної швидкості буріння.

Осьове навантаження в процесі буріння свердловини вимірюють за допомогою гідравлічних індикаторів ваги.

При бурінні пересувними й самохідними установками застосовують індикатори ваги ГИВД-1 (Рис.4) при глибині свердловин до 400 м и ГИВ-2 при більшій глибині.

Рис.4 Схема гидравлического индикатора веса:

1 - трансформатор тиску; 2-мідні трубки; 3 - манометр що показує; 4 - дросель; 5 - насос; 6 - резервуар для рідини; 7 - манометр що реєструє; 8 - картограмма; 9 - шафа; 10 - канат.

Буріння виконується при двох різних режимах подачі долота:

• осьове навантаження постійне ( ), питомий тиск не постійний _{( )};

• питомий тиск постійний _{( )} а осьовий тиск не постійний ( ).

Осьове навантаження на долото можливо створювати за рахунок обваженого низу, підбираючи його висоту , м із розрахунку: _{, (1)}

де - діаметр шарошечного долота мм;

_- необхідний тиск на 1см діаметра в кг;

- маса одного метра обваженого низу, кг;

- коефіцієнт, який враховує втрати маси труби в розчині;

- коефіцієнт, який враховує додаткову масу труби за рахунок робочих труб.

Витрати промивної рідини для виносу розбуреної породи і очистки забою свердловини при бурінні, залежать від гідравлічної крупності частинок шламу.

Нормальна продуктивність насоса, яка забезпечує прийняту швидкість висхідного потоку в затрубному просторі ( ,м/с, ), може бути підрахована за формулою:

, (2)

Де - діаметр свердловини, м;

- зовнішній діаметр бурильних труб, м;

- необхідна швидкість висхідного потоку, м/с.

Таблиця 2

Застосування режимів буріння у різних гідро-геологічних умовах

№ п\п	Гідро-геологічні умови	Показники режиму буріння
		Осьове навантаження, кг/см		Частота обертання снаряду, , об/хв			Швидкість промивки , , м/с
		Шаро- шечне долото	Дво-лопатеве долото	Шаро- шечне долото		Дво-лопатеве долото
1	в зв'язаних та напівзв'язаних (глини, суглинки, мергелі, крейда) породах	150…2000	40…50	130…175			<1,0
2	в сипких породах (пісок, гравій, галечник)	70…150	50…75	150…200	100…150		0,4…0,6
3	скельні (піщаники, вапняки, доломіти, сланці):
	-монолітні , тріщинуваті	250…400		150…200			0,6…0,8 (для води) 0,4…0,6 (глинистий розчин)
	-міцні, абразивні	300…400		65…90
	-міцні, неабразивні	250…300		100…150

Таблиця 3

Основні виробничі показники буріння свердловин

Найменування показника	Визначення
Механічна швидкість (бури­мість гірських порід), м/год	Величина заглиблення породоруйнівного інструмента (долота) за 1 годину чистого буріння при певному технологічному режимі. Характеризує інтенсивність руйнування гірських порід. Використовується для оцінки ефективності застосування різних типів доліт і режимів буріння (Див. термінологічний словник до теми № 7).
Рейсова швидкість, м/год	Величина заглиблення свердловини за одну годину буріння з врахуванням спуско-підйомних операцій. Характеризує ефективність буріння свердловин (Див. термінологічний словник до теми № 7).
Технічна швидкість, м/місяць	Кількість метрів свердловини пробурених на протязі місяця однією установкою з врахуванням всіх робіт, пов'язаних з спорудженням свердловини (кріплення, каротаж та ін.). Характеризує ефективність роботи бурової бригади по спорудженню свердловин. (Див. термінологічний словник до теми № 7).
Комерційна видкість, м/місяць	Кількість метрів, які пробурені на протязі місяця однією установкою з врахуванням виробничих і невиробничих витрат часу на спорудження свердловини (Див. термінологічний словник до теми № 7).
Заглиблення за рейс, м	Величина заглиблення свердловини в процесі буріння від моменту встановлення долота на забій до його підйому із свердловини (Див. термінологічний словник до теми № 7).