Тема 4:Конструкция скважины.

Практическое занятие№ 7.Выбор типа долота для заданного интервала

бурения

Цель работы: Предварительный выбор типа долота для интервалов бурения

согласно твердости и абразивности заданного геологического

разреза скважины.

Исходные материалы: ГТН, задание , приложение№3.

Ход выполнения работы:

1. Краткое объяснение преподавателем методики расчета задач.

2. Самостоятельное изучение теоретического материала 7.

3. Выполнение расчета по заданию.

Теоретический материал 7:

Основной объем бурения на нефть и газ ведется шарошечными долотами, которые изготавливаются 1-го класса для неабразивных горных пород типов М, МС, С, СТиТи 2-го класса для абразивных горных пород типов типов МЗ, МСЗ, СЗ, ТЗ, ТКЗ, К и ОК. При разбуривании горных пород средней абразивности долота 1-го и 2-го класса являются конкурирующими, но предпочтение отдается долотам 2-го класса. Измерение твердости горных пород может быть выполнено в МПа, а также в условных единицах - категориях. Области приме­нимости долот задаются в категориях. Переход от твердости в МПа к твердости в категориях можно сделать по формуле

Н = 0,164р_ш^0,479, (7.1)

где Н - твердость горных пород в категориях; р_ш - твердость горных пород по штампу, МПа.

Выбор типа вооружения. Факторами, определяющими выбор типа доло­та, являются средняя арифметическая величина твердости и ее наибольшее (верхнее) значение Н_в с заданной вероятностью. В бурении расчеты ведутся с вероятностью (надежностью) оценки величин равной 0,95. Тогда

H_в= +2s_Н, (7.2)

где s_h - среднее квадратическое отклонение величин Н. Поскольку заданы зна­чения р_ш, то молено рассчитать:

_; (7.3)

; (7.4)

, (7.5)

затем по формуле (7.1) рассчитать и Н_в. Эти значения твердости сопоста­вить с данными об областях применимости долот, приведенными в табл. 3.1.

Таблица 7.1

Области применимости долот по твердости горных пород

Долота 1-го класса			Долота 2-го класса
Тип		Нв	Тип		Нв
М(1-1, 1-2),	2,4	4,4	МЗ (5-1)	3,2	4,9
МС (1-3)	3,0	5,5	МСЗ (5-3)	4,5	7,7
С (2-1)	3,7	6,2	СЗ (5-4)	4,2	7,6
СТ (2-3)	4,5	7,7	ТЗ, ТКЗ (6-2, 6-3)	6,2	9,3
Т (3-1)	5,6	7,9	К (7-4)	7,3	10,2

В скобках в табл. 7.1 приведены типы долот по коду МАБП (code IADC).

Для удобства принятия решения данные таблицы представлены на рис.7.2 в виде номограмм, на которых толстыми горизонтальными отрезками изобра­жены области применимости долот. Ключи пользования номограммами приве­дены штрихпунктирными, пунктирными и тонкими линиями со стрелками. По­рядок работы:

1. На оси абсцисс отложить расчетную величину и из полученной точ­ки восстановить перпендикуляр до пересечения с наклонной прямой. Из точки пересечения провести вспомогательную горизонтальную прямую (штрихпунктирные линии).

2. На оси абсцисс отложить расчетную величину Н_в и из полученной точки восстановить перпендикуляр (штриховая линия) до пересечения с вспомогательной горизонтальной линией. Из точки пересечения провести линии со стрелками до встречи с ближайшими отрезками областей применимости долот.

3. Стрелками показаны перспективные типы долот. Например, для неабразивных горных пород при Н_в = Н_в1 перспективными являются типы С и СТ долот (см. рис.7.2, а), при Н_в = Н_в2 - только тип СТ, при Н_в = Н_в3 Н_в = Н_в1 - толь­ко тип Т, а при Н_в = Н_в4 - нет типа долота первого класса для рассматриваемой горой породы. В этом случае следует обратиться к долотам второго класса (см. рис.7.2,б). Для рассматриваемого примера перспективным будет долото ТЗ или ТКЗ. В случае абразивных горных пород выбор ведется только по номограмме на рис.7.2,б.

Рис.7.2. Номограммы для выбора типа долота

Выбор типа опоры. Шарошечные долота изготавливаются с четырьмя типами опор, предназначенными для соответствующих им частот вращения долот. Ожидаемые стойкости Т_оп опор приведены в табл. 7.3. По заданной в зада­нии частоте вращения выбрать тип опоры долота.

Выбор типа системы промывки. Долота изготавливаются с центральной (Ц) и гидромониторной (Г) системами промывки. Долота типов М, МЗ, МС, МСЗ, С и СЗ и долота всех типов с опорами АУ, Н и НУ - только с гидромони­торной системой. Долота типов СТ, Т, ТЗ, ТКЗ, К и ОК с опорами типа в изго­тавливают с центральной системой промывки долота.

Используя приведенные выше данные, принять решение о типе системы промывки выбранного долота и записать его полный шифр, например 215,9СТ-ГН.

Таблица 7.6

Области применения и ожидаемая стойкость опор.

Тип опоры	Частота вращения долота, об/мин	Топ ч, для долот типов
		М,МЗ	от МС до СЗ	от СТ до К
АУ	45-90	50-100	40-80	25-50
НУ	90-250	15-30	12-24	7-15
Н	250-450	7-12	6-10	4-6
В	450-680	4-6	3-5	2-3

Результаты расчета сводятся в таблицу.

Области применимости долот по твердости горных пород.

Долота 2-го класса
Интервал, м	Тип	Н-	НB
0-40	СЗ-ГВУ	5,3	5,3
40-180	МСЗ-ГВУ	6,7	6,5
180-651	ТЗ-ГН	6,2	6,5

Контрольные вопросы.

1. Назовите типы долот 1 класса.

2. Назовите типы долот 2 класса

3. Назовите характерное отличие долот 2 класса от 1 класса.

4. В каких единицах измеряется твердость горной породы.

5. Сколько типов опор выпускается для шарошечных долот.

6. Назовите системы промывки долота.