4. Способы бурения скважины, их преимущества и недостатки. Коэффициент передачи мощности на забой скважины и кпд способа бурения.

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

Способ углубления скважины включает следующее существенные признаки.

1. способ (метод) разрушения горных пород. В основном применяется механическое разрушение горных пород с вращением долота на забое скважины с созданием осевых усилий на долото;

2. вид привода для работы долота по разрушению забоя (здесь включаются методы формирования энергии на устье скважины и методы передачи этой энергии на забой скважины)

3. методы формирования усилий, передаваемых через бурильный инструмент от долота на забой или породы

4. характер работы долота и его износа (в первую очередь вооружения)

5. методы управления работы всего бурильного инструмента

Способ бурения как способ строительства скважины, может включать и другие признаки: способ очистки скважины от выбуренной породы; характер расположения устьев скв и их оси в пространстве способ строительства конструкции скважины.

Применительно к этим признакам в настоящее время выделены следующее вращательные способы бурения скв.

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.

Турбинный способ, при котором привод долота в работу осуществляется путём превращения части энергии потока промывочной жидкости во вращательную энергию вала турбобура.

Бурение с ВЗД типа Д. От турбинного этот способ отличается методом передачи энергии на забой, характером работы и износа долота и методами управления работой ВЗД.

Электробурение. Здесь, в отличии от названных способов на устье формируется гидравлическая энергия для очистки скв и электроэнергия для привода долота.

Энергия для приведения в действие электробура при этом способе передаётся по кабелю, смонтированному посекционно внутри бурильных труб.

Отметим основные преимущества способов:

1.При роторном способе вся величина G переходит в G_Д., поэтому почти всё время реализуется объемное разрушение пород на забое скв. Это даёт возможность получать большие величины Н_Д, чем при турбинном бурении, причём можно применять практически все утяжелённые растворы при малой их подаче в скважину.

2.При электробурении легче осуществлять контроль за направлением оси скважины особенно при проводке скв с искривлением оси 90 и более градусов.

При турбинном бурении значительно удобнее проводить направленно-искривленные скважины можно поддерживать высокие V_m и Н_д, 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.

Коэффициенты передачи мощности на забой.

Коэффициент передачи мощности на забой скв характеризует эффективность затрат N её составляющих в процессе углубления скв. В общем виде запишем:

K_m=N_ДП + N_ДР + N_ОЧ /N_ОБ

_ГДЕ N_ОБ – общие затраты мощности ; для роторного бурения.

N= ,

где - коэффициенты, учитывающие затраты N в приводе к буровому насосу и к ротору.

С увеличением глубины СКВ N_дп и N_др ,N_оч – снижаются. А N_об обычно повышается, поэтому при всех способах бурения с увеличением L_C величена коэффициента К_м снижается.

Для бурения с ГЗД.

К_м3=

откуда с учётом формулы следует: при меньших глубинах СКВ и бурении с ГЗД имеются возможности обеспечить К_М3 выше, чем при роторном бурении, к тому же при повышенных V_М затраты V_др и V_оч выше. Но с увеличением глубин СКВ соотношение К_М3 для этих способов может меняться, тем более что поддержание определённого уровня расхода Q для обеспечения необходимой мощности турбобура связано с большими затратами на N_ГС.

Бурение твердых и крепких пород происходит с малыми затратами на N_оч и N_др, и в этих случаях для бурения с ГЗД можно принять нулю

К_М3= _сп = где N_г1 = N_др + N_оч.