долота

8. По результатам измерений строится график зависимости величины утечки Q у через уплотнение вала турбобура от величины перепада давлений в насадках гидромониторного долота ∆Pгмд,

В дальнейших расчетах фактический расход промывочной жидкости через насадки гидромониторного долота определяется по формуле

Q ф = Qн - Q у ,

где Qу - величина утечки через уплотнение вала турбобура при выбранном перепаде давлений в насадках гидромониторного долота

∆Pгмд

Однако, для турбобуров типа 3ТСШ1-195 или других типов турбобуров или двигателей габарита 195 мм, использующих в качестве осевой опоры пяту-сальник , комплект которой составляет 25 подпятников, с достаточной для практики точностью, можно для определения утечек пользоваться гидравлической характеристикой пяты-сальника, приведенной на рис. 1.27.

Эта характеристика пяты-сальника получена на большом экспериментальном материале и обеспечивала достаточную точность выполнения расчетов при бурении гидромониторными долотами в Западной Сибири.

1. 7. 3. Составление программы оснащения гидромониторных долот насадками.

В зависимости от глубины скважины, ее конструкции, геологических условий бурения, характеристик наземного оборудования могут встретиться различные случаи организации промывки скважин. Все многообразие вариантов организации промывки скважин сводится к двум основным:

-количество промывочной жидкости, подаваемой в скважину, остается постоянным в течение всего времени бурения до проектной глубины;

-скважина по глубине разбита на несколько интервалов, в пределах которых количество промывочной жидкости, подаваемой в скважину, остается постоянным, но в каждом из последующих по глубине интервалов это количество меньше, чем в предыдущем.

Изменение давления на буровых насосах для этих случаев схематично представлено соответственно на рис. 1.24 и 1.25.

На рис. 1.24 и 1.25 приведены также линии давления, определяемые паспортными характеристиками буровых насосов и наземного оборудования, а также линии изменения фактических рабочих давлений по глубине скважины при снижении производительности буровых насосов и линии допускаемого давления на насосах и наземном оборудовании при снижении производительности.

Величина резерва давления, которая может быть реализована в

насадках гидромониторных долот по всей скважине или ее интервалам, наглядно видна из рис. 1.24 и 1.25.

Эта величина определяет максимальный перепад давлений, который может быть реализован в насадках гидромониторного долота. При составлении программы оснащения гидромониторных долот насадками фактический перепад давлений на них должен быть выбран, исходя из конкретных геолого-технических и технико-экономических условий бурения.

Поскольку нет принципиальной разницы между составлением программы оснащения гидромонитрных долот насадками для бурения интервала скважины и для скважины в целом, составление такой программы рассмотрим на примере некоторого произвольно выбранного интервала бурения.

В этом случае для рассматриваемого интервала бурения имеем (см. рис.1.26) линию фактического давления нa буровых насосах, увеличивающегося до мере углубления скважины, и линию максимально допустимого рабочего давления на них. Весь интервал разбивается последовательно на части соответственно ожидаемым величинам проходок на долото при бурении этого интервала. Величина резерва давления для реализации в насадках гидромониторного долота берется по предполагаемой нижней границе рейса долота (для наглядности рассмотрен случай полного использования резерва давления).

Так же определяется резерв давления для любого из гидромониторных доли, используемых при бурении скважины. Найденная величина резерва давления может быть реализована при соответствующем подборе насадок с учетом утечек через уллотнение вала турбобуpа.

Для всех гидромониторных долот, планируемых к использованию при проходке этого интервала, составляется таблица, в которую сводятся по ожидаемым величинам проходок на долоте основные параметры, характеризующие оснащение гидромониторных долот насадками и режимы истечения промывочной жидкости. Эта таблица, представляющая собой программу сснащения гидромониторных долот насадками может иметь вид

Составление программы оснащения гидромониторных долот сменными насадками проводится следующим образом.

1. Устанавливается заданная производительность буровых насосов Q н и рабочее давление (в конце рейса долота) Pн .

2.Рассматриваемый интервал бурения разбивается на части соответственно ожидаемым величинам проходок на долото.

3.Для каждого долота определяется перепад давлений на насадках

Pгмд = Pр + Pдол ,

где Pр = Pн - Pф

4.По найденному значению Pгмд определяется величина фактического расхода промывочной жидкости через долото Qф = Qн - Qу

5.По найденному значению Qф и Pгмд с помощью таблицы 1 отыскивается суммарная площадь насадок F .

6.По таблицам 2 (или 3) подбирается комбинация насадок с внутреннми диаметрами, обеспечивающими диаметрами , обеспечивающими получение найденной суммарной площади.

1. 7. 4. Описание таблиц.

В таблице 1.14. приведена суммарная площадь насадок в зависимости от перепада давлений на долоте и расхода промывочной жидкости

удедьнога веса γв = 1,0 гс/см3. Для определения суммарной площади насадок берется перепад давлений на долоте при течении воды и величина фактического расхода через долото, равная производительности насосов за вычетом утечек через уплотнение вала турбобура. При использовании этих таблиц в случае течения бурового

раствора с удельным весом γ , отличным от единицы, для отыскания суммарной площади необходимо брать величину перепада давлений,

умноженным на величину γв / γ .

В таблице 1.15 приведены различные сочетания диаметров насадок в зависимости от суммарной площади проходного сечения. Следует отметить, что для облегчения расчетов, учитывая фактические отклонения размеров насадок от номинальных, в таблице 1.15 шаг изменения диаметра насадок принят равным 0,5 мм.

Втаблице 1.16 приведены значения диаметров насадок в зависимости от суммарной площади проходного сечения и их количества в долоте (для случая установки в долоте насадок равного диаметра). Таблица 1.16 является дополнительной и служит для выбора в случае установки в долоте одной насадки, например у долот с центральной промывкой.

Втаблице 1.17 приведены скорости истечения промывочной жидкости через насадки долота в зависимости от перепада давлений на долоте

при коэффициенте расхода равном = 0,92 и удельном весе равном единице.

В случае истечения промывочной жидкости с удельным весом,

отличным от единицы, скорость истечения, найденная по таблице 1.17, должна быть умножена на соответствующий поправочный коэффициент, значения которого приведены в таблице 1.18.

В таблице 1.18. приведены значения поправочного коэффициента для определения скорости истечения бурового раствора с удельным весом отличным от единицы.

1. 7. 5. Заключение

При составлении программы оснащения гидромониторных долот насадками необходимо учитывать вопрос о запуске турбобура при повышенном перепаде давлений на долоте и вопрос о верхнем пределе перепада давлений , срабатываемого в насадках.

Турбобуры с гидромониторными долотами следует обязательно

проверить на запуск путем прокачки на поверхности. Правильно собранные турбобуры запускаются даже при срабатывании в насадках долота перепадов давлений порядка 120-130 кгс/см2.

Верхний предел перепада давлений, срабатываемый в насадках долот, определяется также и прочностью самого долота. По нашему

мнению, в настоящее время этот предел может быть принят равным

120-130 кгс/см2.

Таблица 1.1. Типы, область применения и исполнение шарошек шарошечных долот по ГОСТ 20692-75.

Продолжение таблицы 1.2. Основные размеры шарошечных долот по ГОСТ 20692-75

Продолжение таблицы 1.3. Типы и размеры шарошечных долот производства АО "Волгабурмаш"

Продолжение

Продолжение таблицы 1.3. Типы и размеры шарошечных долот производства АО "Волгабурмаш"

Продолжение