58.Вплив швидкості обертання долота на механічну швидкість.
Частота
обертання долота.
Початкову найбільшу швидкість проходки
Vом
можна представити як добуток поглиблення
вибою
за один оберт на частоту обертання д
(5.7)
При
збільшення швидкості обертання долота,
при незмінних осьовому навантаженню,
секундній витраті промивальної рідини,
її властивостей та інших рівнозначних
умовах, зростають кількість пошкоджень
вибою зубцями шарошок в одиницю часу,
швидкість ударів зубців об породу та
динамічна складова навантаження на
долото, внаслідок чого збільшується
механічна швидкість проходки ( рис. 5.3
). Проте, при подальшому збільшенні
швидкості обертання ( вище
)
механічна швидкість починає зменшуватись.
Основними причинами зниження механічної швидкості є:
По-перше, так як з ростом частоти обертання скорочується тривалість контакту зуба з породою, то при великих частотах тривалість контакту може бути недостатньою для реалізації підведеної енергії.
По-друге, для видалення подрібненої або сколеної породи необхідний визначений мінімум часу. Якщо частота обертання долота велика, часу з моменту дії зуба однієї шарошки до моменту дії зуба іншої шарошки з даною площадкою вибою може бути недостатньо для видалення породи, зруйнованої попереднім зубом, і наступний зуб повторно подрібнює залишений шлам.
По-третє, з ростом частоти обертання інтенсифікується знос зубців шарошок, що призводить до зменшення величини контактного тиску зубів на породу.
По-четверте, внаслідок демпферуючого ефекту раніше вибурених, але не видалених з вибою частинок породи, зменшується сила удару зубів долота в породу і коефіцієнт динамічності.
59. Вплив витрати промивальної рідини на механічну швидкість.
Витрата промивальної рідини. Безперервна циркуляція промивальної рідини при бурінні повинна забезпечувати чистоту ствола та вибою свердловини, охолодження долота, сприяти ефективному руйнуванню породи, попереджувати ускладнення. Вплив витрати промивальної рідини на механічну швидкість показано на рис. 5.4. Як видно з рис. 5.4, поки не забезпечується своєчасне і повне видалення шламу, механічна швидкість продовжує підвищуватись із збільшенням витрати промивальної рідини майже лінійно.
Після досягнення практично достатньої витрати Qд , механічна швидкість все ще може зростати, але уже дуже повільно (ділянка Qд - Qmax ) внаслідок кращого охолодження долота, кращої очистки вибою і долота, зниження концентрації шламу в розчині, зменшення густини розчину в кільцевому просторі і зменшенні тиску на вибій. Проте, при подальшому зростанні витрати почне переважати підвищення втрат тиску на подолання гідравлічних опорів у кільцевому просторі, загальний тиск на вибій почне рости, і механічна швидкість буде знижуватись. Практично ця область досягається рідко.
При бурінні свердловин гідравлічними вибійними двигунами витрата рідини визначає їх робочу характеристику, і саме це позначається на зміні механічної швидкості, особливо при витратах Q>Qд. При використанні гідромоніторних доліт у поєднанні з гідравлічними вибійними двигунами суттєве збільшення витрати при встановленій гідравлічній потужності насосів веде до зниження перепаду тиску в насадках долота і вибійному двигуні і зменшення потужності двигунів, а також швидкості витікання рідини з насадок. Тому витрата промивальної рідини повинна бути обмежена значенням Qд.