16. Понятие о режиме бурения, его параметрах. Влияние параметров режима бурения на механическую скорость проходки нового долота.

Режим бурения – это совокупность тех факторов, которые влияют на эффективность разрушения породы, определяют интенсивность износа долота и которыми можно управлять в процессе работы долота на забое.

 

Оптимальный режим бурения – обеспечивает наилучшие показатели работы долота и углубления скважины (интервала).

 

Специальный режим бурения – обеспечивает выполнение специальных операций (набор или стабилизация угла наклона ствола скважины; предотвращение искривления ствола скважины; отбор керна; вскрытие продуктивного пласта; аварийные работы в скважине и др.).

Факторы, определяющие режим бурения, называются параметрами режима бурения. Основные параметры режима бурения:

n Расход бурового раствора  Q, м3/с (л/с) - - обеспечивает полную и своевременную очистку забоя и скважины от шлама, а также работу ГЗД.

n Осевая нагрузка на долото  G, кН (тс) - создает необходимое усилие для разрушения горной породы на забое.

n Частота вращения долота  n, с-1 (об/мин) - - оказывает влияние на скорость углубления забоя.

n Плотность  ρ, кг/м3 (г/см3) - масса единицы объема жидкости,  кг/м3 (г/см3), характеризует гидростатическое давление столба жидкости в скважине и определяет гидравлические потери при циркуляции.

 

Показатели работы долота(показатели бурения скважины):

 

v Проходка на долото, h (м) – количество метров, пробуренных данным долотом от начала разрушения породы на забое до момента окончания его работы по углублению скважины;

v Механическая скорость проходки, Vм = h / t (м/ч) – количество метров, пройденных данным долотом за единицу времени механического бурения. Мехскорость проходки характеризует интенсивность разрушения породы на забое. Изменение текущей механической скорости связано с изнашиванием долота, чередованием пород по твердости, изменением режимных параметров в процессе отработки долота. Снижение механической скорости проходки свидетельствует о необходимости подъема долота;

17. Принцип выбора типа долота с использованием механических и абразивных свойств горных пород.

Долото предназначено для разрушения горной породы при бурении скважины цилиндрической формы. Существует большое количество долот различных типов, выбор которых определяется механическими и абразивными свойствами разбуриваемых пород.

По характеру разрушения породы все буровые долота классифицируются следующим образом.

1. Долота режуще-скалывающего типа, разрушающие породу лопастями, наклоненными в сторону вращения долота. Предназначены они для разбуривания мягких пород.

2. Долота дробяще-скалывающего типа, разрушающие породу клиновидными зубьями или штырями с клиновидной или сферической породоразрушающей поверхностью расположенными на конических или цилиндрических шарошках, которые вращаются вокруг своей оси и вокруг оси долота. Предназначены они для разбуривания неабразивных и абразивных средней твердости, твердых, крепких и очень крепких пород.

3. Долота режуще-истирающего типа, разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, располагающимися в торцовой части долота или в кромках вертикально расположенных по отношению к забою скважины лопастей долота, и твердосплавными штырями, размещенными на сферической шарошке одношарошечного долота. Долота с алмазными зернами и твердосплавными штырями в торцовой части применяются для бурения неабразивных пород средней твердости и твердых; долота с вертикальным расположением лопастей — для разбуривания перемежающихся по твердости абразивных и неабразивных пород;

одношарошечные долота — для разбуривания неабразивных пород средней твердости, залегающих на больших глубинах.

По назначению все буровые долота классифицируются по трем группам:

— для сплошного бурения, разрушающие породу в одной плоскости или ступенчато;

— для колонкового бурения, разрушающие породу по периферии забоя;

— специального назначения.

По назначению буровые долота разделяют на долота для проходки ствола скважины сплошным забоем и долота для проходки ствола скважины кольцевым забоем (так называемые колонковые долота или бурильные головки).

Колонковые долота выполняют дополнительную функцию - обеспечивают отбор глубинных образцов разбуриваемых пород (кернов)

Основной объем бурения современных глубоких скважин осуществляют шарошечными долотами, так как они наиболее универсальны и могут использоваться в разнообразных геологических условиях.

Для проходки стволов скважин в породах с различными физико-механическими свойствами промышленность выпускает шарошечные долота различных типов, основные из которых:

«М» для разрушения мягких, несцементированных пород (глины, мягкие известняки, пески);

«МС» для разрушения мягких и средних по твердости неабразивных пород (мел, каменная соль, глинистые сланцы);

«С» для разрушения пластичных и хрупкопластичных неабразивных пород средней твердости (плотные глины, глинистые сланцы, известняки);

«СТ» для разрушения хрупкопластичных пород средней твердости с пропластками твердых пород (песчаники, ангидриды, гипс);

«Т» для разрушения твердых пород (доломиты, твердые известняки);

«ТК» для разрушения твердых пород с крепкими пропластками (мелкокристаллические известняки и доломиты);

«К» для разрушения крепких пород (мелкокристаллические известняки, доломиты, кварциты).

По материалу вооружения шарошечные долота делятся на два класса:

1 класс – долота с фрезерованным стальным вооружением для бурения малоабразивных пород (М, МС, С, СТ, Т, ТК );

2 класс – долота со вставным твердосплавным вооружением для бурения абразивных пород ( МЗ, МСЗ, СЗ, ТЗ, ТКЗ, К, ОК)

В настоящее время долота типа СТ и ТК не выпускаются.

18. Функции и свойства промывочных жидкостей. Принципы регулирования свойств промывочных жидкостей.

Функции промывочной жидкости

· полностью очищать забой скважины от частиц разбуриваемых пород и выносить их на поверхность;

· создавать противодавление на стенку скважины для предотвращения притока пластовых жидкостей и газов;

· удерживать частицы разрушенных пород во взвешенном состоянии при прекращении промывки скважины;

· препятствовать проявлениям неустойчивости пород, слагающих стенку скважины;

· охлаждать и смазывать трущиеся поверхности долот, забойных двигателей, бурильной колонны и др. узлов оборудования;

· передавать энергию от источника на поверхности к забою;

· способствовать сохранению естественных коллекторских свойств продуктивных пластов.