56. Перевірка можливості реалізації параметрів режиму буріння при бурінні електробуром.

Визначають момент необхідний для реалізації вибраних параметрів ре­жиму буріння.

Момент, що витрачається при бурінні електробуром, знаходять за форму­лою:

, (3.112)

де - момент на тертя в шпинделі електробура

, (3.113)

де – момент, який не залежить від навантаження, ;

– питомий момент на одиницю навантаження, м;

– абсолютне навантаження на опору, Н.

20–30 .

, (3.114)

де – діаметр опори, м;

(3.115)

– діаметр електробура, м

(3.116)

де – вага обертових деталей електробура, Н.

(3.117)

де – вага електробура, Н;

– гідравлічне навантаження на шпиндель електробура, Н.

Гідравлічне навантаження на шпиндель електробура виникає внаслідок перепаду тиску на долоті.

(3.118)

де – середній діаметр опори шпинделя, м

Порівнюють одержану величину фактичного моменту з номінальним моментом, який може бути створений електробуром (береться з характерис­тики).

Якщо:

а)

У даному випадку розраховані параметри режиму буріння залишаються без змін.

б)

У даному випадку електробур недовантажений, а тому можна збільшити навантаження на долото, яке знаходять за формулою:

(3.120)

Правило знаків таке ж, як і у формулі 3.65. При цьому розрахункову вели­чину порівнюють з допустимим навантаженням на долото [ ].

в) .

У даному випадку електробур буде працювати з перевантаженням. Якщо перевантаження незначне (2-3 %) то параметри режиму буріння можна залишати без змін. Якщо ж ця величина більша, то за формулою 3.120 визначають допусти­му величину осьового навантаження на долото.

4. Для перевірки реалізації витрати промивальної рідини визначають гідра­влічні витрати тиску в елементах циркуляційної системи. Визначають можливість використання гідромоніторного долота.

Витрату промивальної рідини розраховують із двох умов:

а) Із умови очищення вибою свердловини від вибуреної породи

,

б) Із умови транспортування шламу в кільцевому просторі

З розрахованих значень вибирають найбільше, яке узгоджують з техніч­ною характеристикою бурового насоса даної бурової установки.

За фактичну витрату приймають найближче більше значення витрати і відповідне їй значення тиску .

Вибирають тип електробура. Узгоджують витрату промивальної рідини з необхідною і технічною ха­рактеристикою бурового насоса даної установки.

Зробити перерахунок параметрів турбобура за формулами:

w=w_табл*Q/Q_табл

М=М_таблр_пр/р_табл(Q/Q_табл)²

Р=Р_табл* р_пр/р_табл*(Q/Q_табл)²

N=N_табл* р_пр/р_табл*(Q/Q_табл)³

57.Вплив осьового навантаження на долото, на механічну швидкість.

Осьове навантаження на долото. Руйнування гірської породи на вибої механічним способом неможливе без створення осьового навантаження на долото. На рис. 5.1 показана залежність механічної швидкості буріння від осьового навантаження на трьохшарошкове долото при проходці м’яких (крива 1), середньої твердості (крива 2), твердих (крива 3) і міцних (крива 4) порід при постійній низькій (до 2 с^-1) частоті обертання та достатній секундній витраті промивальної рідини.

1-м’які породи; 2-середньої твер-дості; 3-тверді; 4-міцні.

Рисунок 5.1—Вплив осьового навантаження на тришарошкове долото на механічну швидкість проходки.

Як видно з рис. механічна швидкість буріння зростає із збільшенням осьового навантаження, але темп її росту для м’яких порід вищий, так як величина заглиблення зубців при однаковому навантаженні в таких породах більша.

Рисунок 5.2— Вплив навантаження на долото на механічну швидкість проходки.

Теоретична залежність механічної швидкості проходки від осьового навантаження при розбурюванні гірських порід шарошковими долотами показана на рис. 5.2. На кривій V_м = f (Р_д) можна виділити чотири області. Область I( ділянка ОА) характеризується тим, що швидкість збільшується пропорціонально збільшенню осьового навантаження. В цій області питоме навантаження (контактний тиск) менше, ніж границя втоми гірської породи, тому процес руйнування носить поверхневий характер (стирання, абразивний знос, мікроско-лювання, зім’яття і зсув окремих нерівностей). При цьому утворюється дрібний шлам розміром частинок від порохоподібних до міліметрів. Ця область називається областю поверхневого руйнування.

В області II (ділянка АВ ) механічна швидкість збільшується з ростом осьового навантаження, але в даному випадку механічна швидкість росте швидше, ніж збільшується створюване осьове навантаження. Питоме навантаження при цьому менше, ніж твердість породи і недостатнє для її виколювання при однократному ударі. При багатократних ударах зростає крихкість породи, виникають втомлюючі мікро-тріщини, які розвиваються при кожному новому ударі і призводять до руйнування породи. Таким чином, руйнування породи носить об’ємний характер і відбувається внаслідок втомлюючих явищ. Шлам за розмірами більший, ніж при поверхневому руйнуванні. Область II умовно називають областю втомлюючого руйнування.

В області III ( ділянка ВС ) відбувається об’ємне руйнування породи, тому вона руйнується при кожному ударі зуба долота в породу. Шлам, що утворюється при цьому, більший, розмір його частинок залежить від властивостей породи і від того, який стрибок руйнування переважно досягається. При другому і третьому стрибках розміри уламків шламу, в основному, майже дорівнюють лінійним розмірам площадки контакту окремого зуба. В цій області на кривій може бути декілька максимумів, що належать до відповідних стрибків крихкого руйнування (перший - першому, другий - другому і т.д.). Питомі енергозатрати на руйнування одиниці об’єму породи суттєво нижчі, ніж у перших двох областях. Ця область носить назву області об’ємного руйнування.

Характер залежності між механічною швидкістю буріння і навантаженням суттєво зміниться, якщо очищення вибою стає недостатнім і на ньому ( вибої ) накопичуються раніше зруйновані частинки, які не встигли переміститись в наддолотну зону ( область IV, ділянка СД ). Це призводить до повторного подрібнення вже зруйнованої породи, до запресовки западин між зубами долота дрібними уламками, до поломки зубів, тощо . Все це спочатку сповільнює ріст швидкості буріння, а потім може і знизити її . Цю зону називають зоною недостатнього очищення вибою.