книги из ГПНТБ / Царицын В.В. Бурение шарошечными долотами

Из формулы (58) следует, что расход бурового ин­

В данном случае угол а, входящий в формулу, равен углу при вершине зубьев, т. е. а = а2.

Основываясь на анализе большого количества от­ работанных долот по площади Битков, изготовленных из стали 20ХНЗА и армированных твердым сплавом типа ликар (ТЗС), ориентировочно можно принять величину М ^: 1,0 • 10е.

Пример. Определить удельный расход долот и проходку на

Следует учитывать, что ввиду более ранней сработ­ ки опор долот они поднимаются для замены со сра­ боткой рабочей поверхности зубьев в среднем на 60— 70%. Поэтому в формулы для определения удельного

85

при малых глубинах, когда времени на смену долота мало, может в значительной степени снизить эффект, полученный от доработки его при низкой механической скорости.

Основным показателем эффективности работы долота (5, 10, 13, 19, 26, 27, 30) является рейсовая скорость, характеризующая темп углубления скважины, т. е. учитывающая, кроме времени механического бурения Тб, также время на спускоподъемные и другие работы, связанные с заменой долота Тс.п.

Рейсовая скорость, как известно, определяется по формуле

где LT— текущее значение механической скорости бу­ рения.

Таким образом, исходя из максимума рейсовой ско­ рости, долото на забое следует держать до тех пор, пока механическая скорость бурения, уменьшаясь, не станет равной рейсовой скорости.

86

Пример. Определить Lr, если за 2 ч бурения h — 34 м, за последующие 0,5 ч (Гб = 2,5 ч) долото прошло 6 м, Гс п = 3,5ч.

Определяем скорости і рейс и Lr:

іт = 05= 12 МІ4'

Так как LT > Lpejic, поднимать долото рано.

За следующий час долото прошло 6,7 м, тогда

забое примерно равно 3,5 ч.

Указанное положение ясно характеризуется (рис. 38, 39) изменением механической и рейсовой скоростей во времени при долблении на одной из площадей треста Львовгазнефтеразведка. Подъем долот был произведен при примерно одинаковых значениях рейсовой и меха­ нической скоростей.

В настоящее время производственниками выработаны местные критерии отработки долот. Так, на ряде про­ мыслов Украины, Татарии, Башкирии и других долото поднимают для замены в тот момент, когда механи­ ческая скорость Lr, уменьшаясь, станет равной 30—40% от начального (после приработки) ее значения, на про­ мыслах Грознефти поднимают при£т:=:2 м/ч, на Бакин­ ских промыслах — при Lr ~ 4 м/ч и т. д. Сработка зубьев шарошек при этом составляет, как правило, 60—80% а осевой люфт шарошек на цапфах лап долота 2,5 — 4 мм.

37

Окончание процесса бурения шарошечными долота­ ми при L ~ (0,3 ч- 0,4) Lu объясняется, как уже ука­ зывалось, тем, что дальнейший процесс разрушения горной породы происходит (ср > 1) в основном за счет

повышенного развития в ней трещин, микротрещин и истирания, т. е, без скалывания элементов горной по­ роды.

Таким образом, средняя эффективная механическая скорость бурения

Учитывая, что 80—90% долот имеют долговечность опор ниже долговечности рабочей поверхности, подъем

88

долота следует производить при достижении механи­ ческой скоростью 30—40% от первоначального ее значения. Указанная недоработка рабочей поверхности (зубьев) в некоторой степени компенсирует разницу в долговечности рабочих и опорных элементов долота и способствует снижению аварийности.

Кроме указанных методов, работоспособность долот определяют по максимуму произведения Lh, где h— проходка долотом с начала долбления.

Указанный метод удобен тем, что позволяет в про­ изводственных условиях (без особых вычислений) оп­ ределять максимум произведения Lh и тем самым на­ ходить рациональное время пребывания долота на забое, которое, как правило, совпадает с временем, опреде­ ленным по максимуму рейсовой скорости.

При определении путей повышения эффективности работы шарошечных долот в последние годы уделяется больше внимания увеличению механической скорости бурения. Что же касается проходки на долото, то она, в частности по Долинскому нефтяному месторож­ дению, даже уменьшилась. Это объясняется прежде всего увеличением глубины скважин, применением в ряде случаев долот с несоответствующим буримой по­ роде профилем зубьев, а также стремлением совершен­ ствовать буровые долота в направлении получения вы­ соких механических скоростей бурения.

Таким образом, увеличение только механической скорости не может служить обобщенным критерием эффективности работы долот. Только при определен­ ном сочетании механической скорости и проходки на долото возможно решение поставленной задачи. Это подтверждает практика применения алмазных долот 14], когда получают значительный выигрыш в эффек­ тивности их применения за счет увеличения проходки

89

92

Анализ промысловых материалов по проводке 52 скважин на Долинской площади (1960 и 1961 гг.) позволяет определить влияние гидростатического дав­ ления и вязкости промывочной жидкости на механи­ ческую скорость бурения и проходку на долото при бурении в различных породах.

Рис. 41. Изменение проходки (а) и механической скорости (б) за долбление в зависимости от удельного веса глинистого раство­ ра при бурении роторным способом (п^ = 120 об/мин) верхнеме-

нилитовых отложений:

І — вязкость глинистого раствора Т =60 -г 80 сек', 2 — вязкость глинистого раствора Г > 120 сек.

Зависимость проходки на долото и механической скорости бурения за долбление от удельного веса глинистого раствора при бурении роторным способом верхнеменилитовой свиты (в интервале 2400—2700 м) долотом 2В-8С при осевой нагрузке 10—12 т , расходе промывочной жидкости 22—25 л/сек и водоотдаче 10—12 см3/30 мин (рис. 41) показывает, что:

а) с увеличением удельного веса глинистого рас­ твора проходка на долото и механическая скорость бурения значительно уменьшаются, причем в области более высоких удельных весов интенсивность умень-

93