20. Параметры режима бурения. Зависимость механической скорости бурения от частоты вращения долота.

С изменением частоты вращения долота меняется число поражений забоя зубками шарошечного долота.

При малой частоте вращения долота промежуток времени, в течение которого остаётся раскрытой трещина в породе, образующаяся при вдавливании зубка, достаточен для того, чтобы в эту трещину проник фильтрат бурового раствора (или сам раствор). Давления на частицу сверху и снизу практически сравниваются и трещина не может сомкнуться после отрыва зубка от породы. В этом случае отрыв сколотой частицы от забоя и её удаление облегчаются.

При увеличении же частоты вращения уменьшается промежуток времени, в течение которого трещина раскрыта, и фильтрат может заполнять её.

Е сли же этот промежуток станет весьма малым, фильтрат в трещину не успеет проникнуть, трещина после отрыва зубка шарошки от породы сомкнётся, а прижимающая сила и фильтрационная корка будут удерживать частицу, препятствовать её удалению с забоя. Поэтому на забое сохраниться слой сколотых, но не удалённых частиц, которые будут повторно размалываться зубцами долота.

Поскольку из-за неполноты очистки забоя величина углубления за один оборот долота _у с увеличением частоты вращения (угловой скорости ) уменьшается, то механическая скорость V_ом будет возрастать пропорционально частоте вращения долота в степени меньшей единицы.

21. Параметры режима бурения. Зависимость механической скорости бурения от расхода промывочной жидкости.

Непрерывная циркуляция бурового раствора при бурении должна обеспечивать чистоту ствола скважины и забоя, охлаждение долота, способствовать эффективному разрушению породы, предупреждать осложнения. Влияние расхода раствора на механическую скорость бурения показано на рис. Как видно из рисунка, при неизменной осевой нагрузке и частоте вращения долота с увеличением секундного расхода бурового раствора улучшается очистка забоя и возрастает механическая скорость проходки. Однако увеличение секундного раствора эффективно лишь пока он не достигнет некоторой величины Q_д, при Q_мах механическая скорость проходки стабилизируется. Величина Q_д зависит от конструкции долота, схемы очистки забоя, удельной осевой нагрузки, частоты вращения, твёрдости породы и свойств бурового раствора.

П ри дальнейшем возрастании расхода начнёт преобладать повышение потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений в кольцевом пространстве, общее давление на забой начнёт расти и механическая скорость будет снижаться.

22. Влияние параметров, т.Е. Качества бурового раствора на механическую скорость бурения.

На механическую скорость бурения влияют плотность, вязкость, фильтрация, содержание песка и ряд других параметров бурового раствора.

На механическую скорость бурения существенно влияет плотность бурового раствора. Это объясняется повышением гидростатического давления на забой и соответственно ростом перепада давления между скважиной и разбуриваемым пластом, в результате чего ухудшаются условия образования трещин, а выкалываемые частицы прижимаются к забою.

Зависимость V_м от свойств бурового раствора при Р_гр> Р_пл :

С понижением плотности в большей мере проявляется эффект неравномерного всестороннего сжатия, обеспечивающего разрушение породы.

Растворы с вязко-упругими свойствами относительно лучше выносят шлам с забоя при низких расходах и низких частотах вращения, однако механическая скорость с повышением вязкости снижается.

Поверхностно-активные свойства фильтрата, т.е. с увеличением водоотдачи облегчают развитие трещин и поэтому ускоряется проходка.

При увеличении концентрации твердых частиц, т.е. песка в растворе снижается механическая скорость бурения и лишь иногда может увеличиться эрозионного воздействия струй на забой и повысится скорость проходки.