Розділ 4 породоруйнівний інструмент

4.1 Загальні відомості

При бурінні нафтових і газових свердловин використовуються такі види породоруйнівного інструменту:

бурові долота для буріння свердловин суцільним вибоєм;

бурильні головки для буріння свердловин кільцевим вибоєм;

розширювачі стовбура свердловини;

калібратори, стабілізатори, центратори для вирівнювання стінок свердловини і центрування бурильної колони.

За характером руйнівної дії на породу бурові долота і бурильні головки поділяються на дробильно-сколюючі (шарошкові), різально-сколюючі (лопастні) стирально-ріжучі (алмазні і типу ІСМ).

Стійкість долота визначається часом, протягом якого долото зношується до граничного стану, коли його подальше застосування недопустиме або недоцільне. Стійкість долота вимірюється в годинах і залежить від таких самих факторів, як зношення. На зношення і, відповідно, на стійкість долота найбільше впливають частота обертання долота, осьове навантаження, подача і якість промивного розчину, які визначають режим буріння в заданих геолого-технічних умовах.

Стійкість долота також значно залежить від фізико-ме-ханічних властивостей і якості матеріалів, що використову-ється, спорядження і промивних пристроїв долота, точності виготовлення і інших конструктивних і технологічних факторів. По рівню циклічних навантажень, поєднанню різних видів зношення (абразивного, ударно-абразивного, корозійного, втомного) бурові долота перебувають в найбільш несприятливих умовах у порівнянні з іншим обладнанням, яке застосовується в бурінні. Разом з тим ніяке інше обладнання в бурінні так суттєво не впливає на термін і собівартість будівництва свердловин, як долота.

Важливі показники роботи долота — проходження на долото і механічна швидкість буріння.

Проходження вимірюється в метрах стовбура свердловини, пробурених долотом від його спуску до підйому внаслідок зношення, поломок і інших відмов.

Механічна швидкість буріння

де h — проходження на долото, м;

t — тривалість роботи долота на вибої, год.

Одночасне збільшення проходження на долото і механічної швидкості сприяє підвищенню темпів поглиблення свердловини, які характеризуються рейсовою швидкістю буріння:

де — тривалість спуско-підіймальних операцій, які виконуються при заміні долота і нарощуванні бурильної колони, год.

Важливо відмітити вплив проходження і механічної швидкості долота на роботу наземного бурового обладнання. Збільшення проходження на долото сприяє зменшенню об'єму спуско-підіймальних операцій за період буріння свердловини. При підвищенні механічної швидкості буріння скорочується зайнятість бурових насосів, вертлюга і ротора в будівництві свердловини. В результаті цього знижуються енергетичні затрати і витрата швидкозношуваних вузлів і деталей піднімального механізму і обладнання циркуляційної системи бурових комплексів.

Незалежно від призначення, конструкції і типу діаметри бурових доліт повинні бути узгоджені з діаметрами бурильних і обсадних труб, а також вибійних двигунів. В таблиці 4.1 приведені стандартні діаметри та деякі інші параметри вітчизняних бурових доліт [11].