11-01-2016_19-30-26 / All_TBNGS

27. Особенности промывки горизонтальных стволов.

Очистка забоя от шлама имеет решающее значение при определении необходимой интенсивности промывки скв. В гор-ных стволах возможно скопление шлама в нижних частях ствола и на забое под действием гравитационных сил. Поэтому необходимо учитывать что призабойная зона должна быть max охвачена циркулирующими потоками.

Выбуренная порода в ГС выносится на поверхность вдоль нижней лежащей части ствола скв. со скоростью меньшей средней скорости циркуляции ПЖ. В верхней висячей части ствола поднимается чистая ПЖ. Скорость ее подъема выше средней скорости циркуляции р-ра. И поэтому надо подавать р-р с большей скоростью чем в верт-х скв. Для умен-я взаимоизнашивания бурильных и ОК в ГС, повышения подачи долота и снижения липкости гл.корки в ПЖ добавляют смазкм

Минимальный необходимый расход: Q=1,15*Uoc*Sкп Uoc- скорость оседания

При бурении ГС возможны 2 способа транспортировки шлама:

1)при высокой скорости потока турбул.режим подхватывает частицы шлама и переносит их, и тем самым происходит движение шлама

2)транспортирование волочением по дну

Требования к БПР для ГС:

1)обеспечение min отклонений фактических плотностей от проектной

2)min затраты энергии на трение

3)min ПФ

4)требуемые реологические показатели

Виды:

-растворы на УВ основе

-нефти

-конденсаты

-пластовые воды

-ингибирующие растворы

28.Требования к БПР для горизонтальных стволов.

Очистка забоя от шлама имеет решающее значение при определении необходимой интенсивности промывки скв. В гор-ных стволах возможно скопление шлама в нижних частях ствола и на забое под действием гравитационных сил. Поэтому необходимо учитывать что призабойная зона должна быть max охвачена циркулирующими потоками.

Выбуренная порода в ГС выносится на поверхность вдоль нижней лежащей части ствола скв. со скоростью меньшей средней скорости циркуляции ПЖ. В верхней висячей части ствола поднимается чистая ПЖ. Скорость ее подъема выше средней скорости циркуляции р-ра. И поэтому надо подавать р-р с большей скоростью чем в верт-х скв. Для умен-я взаимоизнашивания бурильных и ОК в ГС, повышения подачи долота и снижения липкости гл.корки в ПЖ добавляют смазкм

Минимальный необходимый расход: Q=1,15*Uoc*Sкп Uoc- скорость оседания

При бурении ГС возможны 2 способа транспортировки шлама:

1)при высокой скорости потока турбул.режим подхватывает частицы шлама

ипереносит их, и тем самым происходит движение шлама

2)транспортирование волочением по дну

Требования к БПР для ГС:

5)обеспечение min отклонений фактических плотностей от проектной

6)min затраты энергии на трение

7)min ПФ

8)требуемые реологические показатели

Виды:

-растворы на УВ основе

-нефти

-конденсаты

-пластовые воды

-ингибирующие растворы

29. Из каких условий и как определяется расход промывочной жидкости

Критерии оптимизации определяется функциями ПЖ: очистка забоя, транспартировка шлама (вынос), подвод энергии к ГЗД, разрушение гп струей. На расход накладываются ограничения: не вызвать поглощение ПЖ, содержание выбуренной породы не более 3-5% из-за усиления налипания частиц шлама, обеспечить min дифференциальное давление.

1)очистка забоя Q>=q*F3 ; q=0,3-0,7 м3/с*м2

2)вынос наиболее крупных частиц шлама Q> Uoc*F; Qmin=1,15*Uoc*F ламинарный режим-

турбулентный режим-

3) расход при кот-м содержание шлама в ПЖ не превышает критического

v- max мех.скорость проходки

4)для обеспечения работы турбобура необходим расход

5)при бурении с использованием винтового ЗД

к3- коэф. Учитывающий потери момента в опоре ЗД

6) расход обеспечивающий min дифференциального давления: строится график строится зависимости P3=f(Q)

31.Влияние подводимой к долту мощности на процесс и показатели бурения

Объем разрушенной гп в единице времени непосредственно связан с мощностью подводимой к забою скв.: V=N/AV

АV- энергоемкость разрушения гп Применительно к скв. можно записать: V=VM*F F- площадь забоя

Из 2-х уравнений: VM=N/(AV*F)

Обозначим N/F=Nуд и назовем удельной забойной мощностью, тогда: VM=Nуд/AV, т.е. мех.скорость бурения прямо пропорциональна уд.забойной мощности и обратно пропорциональна энергоемкости разрушения гп.

Подводимая к забою мощность ограничена прочностью бур-го инстр-та. Наиболее эффективно эта мощность будет реализована таким ПИ и при таком режиме его работы, кот- е обеспечат min величину AV. При рассмотрении разрушения гп динамическим вдавливанием штампа было показано, что AV тем меньше, чем больше номер достигнутого скачка разрушения.

Также мощность обеспечивающая работу долота на забое, складывается из мощности на вращение долота Nд и гидравлической мощности NГ , расходуемый в системе промывки долота. NД=2*3,14*M*n

M- вращающий момент на долото n- частота вращения долота

Вращающий момент зависит от осевой нагрузки, св-в разбуриваемых пород и типа долота.

M=Mуд*G

Муд- удельный момент на долоте

32.Влияние осевой нагрузки на дол на проц и показат бурения

Увел осевой нагр – сокращает долговечность и время пробывания дол на забое

С увел осев нагр повышается Vm, но ускоряется изнашивание опор и вооруж долота. Совокупность этих действий может быть представлена в виде графика H=f(G).

При повышении осев нагр увел проходка на долото

осевая нагрузка а=Const, зависит от св-в г.п. и величина табулированная, в=коэф зависящий от вида нагружения в данном случае применим для сферич нагружения рисунок есть

32.Влияние расхода бур.р-ра на процесс и показатели бурения

Для долот с центральной промывкой Имеет место 2 противоположных эффекта: улучшение очистки забояспособствующая росту мех.скорости; увел-е угнетательного Р за счет роста гидрав-х сопрот-й в КПснижение мех.скорости.

На процесс очистки забоя также влияет осевая нагрузка на долото, следовательно qуд будет зависеть от G.

1- кривая при qУД1

2- кривая при qУД2 qУД1> qУД2> qУД3 3- кривая при qУД3

Для долот с гидромониторным эффектом Гидромониторный эффект зависит от скорости истечения бур.-р-ров ч/з насадки долота. Для мягких и средней твердости гп Vи=45-60м/с.Для твердых и крепких гп Vи>100м/с.При турбинном бурении малоэффективны

т.к. необходимо создать ^РД=10МПа и при высокой частоте вращения время воздействия струи на определенный участок очень мало т.е. незначителен гидромониторный эффект.

Мех.скорость также зависит от режима течения у поверхности забоя:

-при Re=103-106 мех.скорость растет

-при Re>106 мех.скорость const

34.Влияние диф. и угнетающего давления на процесс и показатели бурения

Диф.давлениеосновной фактор определяющий показатели работ долот. Интенсивное снижение мех.скорости проходки происходит в начальный момент роста диф.давления до 1,4-5,6 МПа. Дальнейшее повышение диф.давление сопровождается стабилизацией мех.скорости. С увел-ем отрицательного диф.давления мех.скорость возрастает. С ростом осевой нагрузки на долото повышается чувствительность мех.скорости к изменению диф.давления.

Таким образом считается что при существующих режимах бурения диф.давления, как правило яв-ся основным фактором определяющим ТЭП бурения. При увел-нии диф.давления до 1,4-7 МПа в зависимости от условий бурения мех.скорость может уменьшиться в 2-5 раз.

Влияние диф.давления на мех.скорость заключается в ухудшении буримости гп вследствии роста их прочности на сжатие и возникновения усилий, принимающих частицы породы (шлам) к забою. Прижимающие силы имеют статическую идинамическую природу, и их значение представляет собой сложную функцию почти всех известных показателей, характеризующих процесс бурения.

Статическое давление обуславливает наличие стат-х сил кот-е удерживают шлам на забое, независимо от фильтрационных св-в разрушаемых пород, принимаем равным разности м/у гидростатическим Р на забое скв. и поровым (пластовым) Р.

В процессе развития магистральной трещины нач-ное Р в ее полости практически равен 0. Т.к гидрост-е Р > порового Р то над частицей по длине возникает динамический перепад Р, кот-й прижимает частицу к массиву породы, т.е. угнетает ееугнетающее Р. В общем случае под угнетающем Р в отличии от представлений о динам-ком перепаде Р понимают разность м/у суммарным Р на забой и Р в трещине. Угнетающее Р в зависимости от условий разрушения проницаемых пород может изменяться в диапозоне значений от диф.давления до Р на забое скв.

При разрушении непроницаемых пород диапозон изменения угнет-го Р несколько меньше

35. Особенности технологии бурения и нагрузки, действующие на бурильную колонну при роторном способе.

При роторном бурении вращение долоту передается от вращающего его механизма — ротора, устанавливаемого на устье, через колонну бурильных труб, выполняющих функцию полого вала.

Ротор используется и для удержания на весу колонны бурильных и обсадных труб при их спуске, подвеске, отвинчивании. Привод ротора осуществляется от лебедки через карданный вал либо цепную передачу или от индивидуального привода (ПИР).

Для конкретных условий бурения ротор выбирают по допустимой нагрузке, передаваемой мощности, диаметру проходного отверстия для пропуска долота. Особенность роторного бурения : наличие двух каналов передачи энергии на забой — механической от привода ротора и гидравлической (воздушный поток) от насосов (компрессоров). Это обусловливает возможность подачи на долото относительно большой механической энергии (мощности Nд =Mn) при благоприятных сочетаниях частоты вращения n и крутящего момента М, а также гидравлической энергии (мощности Nдг= pдQ) при благоприятных сочетаниях расхода Q и перепада давления на долоте Δрд.

При роторном способе частота вращения долота четко устанавливается бурильщиком с пульта управления. Крутящий момент на долоте не зависит непосредственно от частоты вращения, а зависит от изменения осевой нагрузки, свойств пород, изнашивания зубьев и опор шарошек. Он изм-ся от миним-го M1, определяемого трением долота о ст-ки ствола, трением в опорах, до макс-го, ограничиваемого подвед-ой на забой мощностью Mmax = Na/n. Мощность привода буровых насосов современных установок глубокого бурения (около 600 кВт и более) NH кратно превышает мощность ПИР, больше мощности привода лебедки Nл и мощности, необходимой для очистки забоя и промывки ствола при нормальных условиях бурения.

NH = NТН + NГН,

где NТН — мощность, затрач-ая на преодоление мех-х и гидр-х сопр-ий в трансмиссии, приводной и гидр-й частях нас-, NГН = pHQ — гидр-ая мощн. нас.

На долото перед-ся NГН за вычетом мощности на потери в цирк-ой сис-е:

NГД = NГН — NГП, NГП = (α1 + α2L)Q3ρG,

где α1 — коэф. гидр-х сопр-ий в маниф-де, не зав-ий от глубины скважины; α2— коэф. гидр. сопр-ий в БТ, КП, зав-ий от длины колонны L

Гидр-ая мощ.,подвод-ая к насадкам дол-а: ΔРГД=ΔрДQ=рНQ-(α1+α2L)Q3ρG. Для ↑ NГД необх-мо ↑ коэф. передачи мощн. на забой:

Мощность привода ротора:Np=NT+Nx.вp+NД

где NT—мощн., затрач-ая на преод-е сопр-ий в трансмиссии, Nx.вр- мощн. на холостое вр-е БК в р-ре с тр-ем о стенки ствола скв-ы; Nд-мощн. на вр-е долота (разруш-е породы, трение о стенки и в опорах шарошек).

При прим-ии ПИР NT может оцениваться по ф-ле Б.М.Плюща:NT = AN1,5

(а = 0,003 кВт/(об/мин); n- частота вращения ротора, об/мин). По формуле В. С. Федорова опр-ся Nх.вр.: Nх.вр=α·ρ·g·L·d2н·n1,7

где а — коэф(1,9·10-2 -4,7-10-2 при α 0-25°, L и dН — дл. и нар.диам. БТ, м.

NД=Nр-Nт-Nх.вр.

Мощность NД может быть оценена по известному из опытов и анализа промыслового материала значению удельного момента, приходящегося на единицу осевой нагрузки, по

формуле: NД = (MХ.ВР.+MУДG)N,

NД,NХ.ВP опр-ся экспер-но по измер-ям МКР с помощью моментомеров. Из фор-л и факт-е данные измер-ий показ-т сильное отриц-е влияние n, dтр, Lк на коэф. передачи мощн. на забой и на мощн-ть на долото:kM=1-(NT+NХ.ВР)/NР

37. Особенности технологии бурения винтовыми ЗД

1)при выборе породоразрушающего инструмента целесообразно использовать долото типа ДАУ, РДС, ГНУ (моментоёмкость двигателя большая, что позволяет бурить при более интенсивной нагрузке);

2)ВЗД имеют жёсткие хар-ки М-n (приёмистость двигателя большая, что позволяет бурить при более интенсивной нагрузке); Как подобрать хар-ку двигателя? Скажи, что есть рисунок!!!!!!!!!

Падение частоты вращения в диапозоне от 0 до max должно быть

15-20 %.

Нужно выбирать более крутую хар-ку. Пульсация давления. При износе некоторых типов долот начинается пульсация давления (хар-на для типов

PDC).

3)в компоновку включается сифонный клапан

-если бурят на воде клапан устанавл на 2-3 свечи выше ЗД

-если структурированная система – на 1 свечу выше ЗД.

При начале работы ЗД вначале проверяют запуск двигателя и работу сифонных клапанов.

4) порядок запуска ВЗД на забое:

-нагружение инструмента плавное;

-не доходя до забоя 10-15м запускают двигатель; Остановка ЗД осуществляется сл образом:

-перед завершением бурения 10 минут промывают без нагрузки;

- поднимают на 10-15м и только потом выключают;

5)по мере работы двигателя увеличивается коэффициент утечек, отсюда уменьшается работа ЗД (можно увеличить расход на 20%).

6)подача инструмента плавная;

7)если перегрузим ЗД возможно изменение Мреакт, может произойти отворот инструмента;

8)при использовании ВЗД обязательно вращают колонну (методика западных компаний);

9)возможность использования бур р-ров различных типов (в основном используют РУО).

40. Техника и технология бурения с отбором керна.

Как и при работе буровых долот, параметры режима работы бур головки на вынос керна влияют неоднозначно. С увеличением осевой нагрузки на бурильную головку и расхода бур р-ра вынос керна вначале растёт, а затем монотонно снижается. С увеличением названных параметров вначале растёт мех скорость, что сокращает время воздействия негативных факторов на керн. Но при повышении осевой нагрузки увеличивается вероятность потери устойчивости колонкового долота и появление поперечных и продольных колебаний, способствующих разрушению керна. Наибольшее влияние из показателей бур раствора оказывает ПФ, с увеличением которого снижается вынос керна. В устойчивых г.п. с увеличением частоты вращения вынос керна улучшается, а в слабоустойчивых – снижается, при всех способах бурения.

Отбор керна – весьма ответственная и опасная с точки зрения аварийности операция. При подходе к интервалу бурения с отбором керна принимают меры по удалению металла с забоя. Для этого последние 2-3 предшествующие долота отрабатывают с установкой над ними металлошламоуловителей. На последнее долото ограничивают проходку и перед его подъёмом выравнивают и промывают забой, работая с «навеса» (при пониженной осевой нагрузке).

Для предупреждения засорения колонковой трубы осадком в скв и глинистой коркой колонковое долото спускают без клапана, промывают скв (до 15 мин) и после сбрасывают шар клапана в бурильный инструмент. В случае съёмной колонковой трубы она также не устанавливается в колонковое долото перед спуском. Как и клапан, её сбрасывают только после подхода к забою и промывки.

При бурении необходимо обеспечить плавность подачи инструмента, а также по возможности, бурение без отрыва долота от забоя (без наращивания инстр). Интервал отбора керна в течение одного рейса не должен превышать длины внутренней полости колонковой трубы. При возникновении вибраций инстр. Её устраняют изменением осевой нагрузки или частоты вращения. Если вибрация не прекращается, то инструмент следует поднять и выявить причину.

Перед подъём инструмента прекращают его подачу и «вырабатывают» осевую нагрузку, т.е. не выключают вращение колонкового долота до тех пор, пока осевая нагрузка на бур головку не снизится практически до нуля. Отрыв керна осуществляется плавным подъёмом инструмента с минимальной скоростью, не выключая промывку.