25. Вплив витрати промивальної на механічну швидкість буріння

Витрата промивальної рідини. Безперервна циркуляція промивальної рідини повинна забезпечувати чистоту ствола та вибою свердловини, охолодження долота, сприяти ефективному руйнуванню породи, запобігати ускладненню. Вплив витрати промивальної рідини на механічну швидкість показано на рисунку 4.3. Як видно з рисунку 4.3, поки не забезпечується своєчасне і повне видалення шламу, механічна швидкість продовжує підвищуватись із збільшенням витрати промивальної рідини майже лінійно.

Рисунок 4.3 – Вплив витрати промивальної рідини на механічну швидкість проходки

Після досягнення практично достатньої витрати Q_д , механічна швидкість все ще може зростати, але уже дуже повільно (ділянка Q_д - Q_max) 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.

Параметри промивальної рідини. На механічну швидкість проходки суттєво впливає густина бурового розчину.Вплив густини рідини на механічну швидкість пояснюється в основному підвищенням гідростатичного тиску на вибій і ростом перепаду тиску між свердловиною та розбурюваним пластом.

26. Принципи вибору параметрів режиму буріння

Осьове навантаження на долото при бурінні шарошковими долотами здійснюється, виходячи з умови об’ємного руйнування гірської породи

(6.1)

де Р_об - осьове навантаження об’ємного руйнування породи, Н;

k_з - коефіцієнт, який враховує зміни умов руйнування породи на вибої, k_з = 0,4-0,7;

р_ш - твердість породи за штампом, Н/м²;

F_к - площа контактної поверхні породоруйнуючих елементів долота з вибоєм, м².

Враховуючи (4.1) осьове навантаження на долото беруть з умови

(4.2)

де G_доп - допустиме навантаження на долото, обумовлене його міцністю, Н.

Частота обертання шарошкового долота визначається, виходячи з умови забезпечення мінімально необхідного часу контакту зубця долота з породою

(4.3)

де d_ш , D_д - відповідно діаметр шарошки та долота, м;

Z_max - максимальна кількість зубців на периферійному вінці шарошки;

_min - мінімально необхідний час контакту зубця долота з вибоєм, с (_min = (37)·10^-3 c).

Витрату промивальної рідини визначають із умов ефективної очистки вибою і забезпечення виносу вибуреної породи по затрубному кільцевому просторі.

(4.4)

(4.5)

де q₀ - питомі витрати промивальної рідини, м³/с/м²: q₀ = (0,35-0,5) м³/с/м² - при роторному способі і електробурінні і q₀=(0,5-0,7) м³/с/м² при бурінні з гідравлічними вибійними двигунами;

F_в - площа вибою свердловини, м²;

V_min - мінімальна швидкість руху промивальної рідини в кільцевому просторі, що забезпечує виніс породи, м/с: V_min=(0,4- 0,6) м/с і залежить від діаметра долота і твердості породи;

F_кп - площа кільцевого простору, м².

За характеристику насосної установки беруть найближче більше значення Q, якому відповідає значення допустимого тиску для даних циліндрових втулок.