27. Особенности режима бурения при бурении скважин электробуром.

Частота вращения электробура устанавливается еще на стадии проектирования режима бурения подбором типа элект­робура и числа редукторов. Опыт бурения подтвердил целесообразность использования одной-двух редукторных вставок, снижающих частоту вращения в 2—4 раза. Даже при бурении пород средней твердости (известняков и доломитов) на глубине 1000—2500 м оказалось полезным четырехкратное снижение частоты вращения электробура. При этом осевая на­грузка была увеличена на 20—30%, проходка на долото повы­силась в 1,5 раза, а механическая скорость снизилась лишь на 10—30%.

При наличии на буровой преобразователя частоты тока, до­пускающего ее изменение от 35 до 50 Гц, частота вращения мо­жет изменяться пропорционально изменению частоты тока. По­скольку при снижении последней уменьшается и мощность дви­гателя, а крутящий момент на валу остается почти неизменным, нельзя существенно изменить осевую нагрузку на долото.

Осевая нагрузка, как и крутящий момент, повышается су­щественно лишь кратковременно и в пределах, допускаемых пе­регрузочной способностью электродвигателя, его тепловой ха­рактеристикой.

Осевая нагрузка, как и крутящий момент, повышается су­дить о состоянии долота, знать, что больше износилось — опо­ра (момент и сила тока возрастают) или зубья (момент и сила тока снижаются при постоянной осевой нагрузке). Это дает возможность лучше отрабатывать долота и своевременно их поднимать.

Расход бурового раствора может устанавливаться независи­мо от других режимных параметров. Как и при роторном способе, при бурении электробуром избыточное давление насосов может быть использовано в насадках гидромониторных долот.

Использование телеметрической системы измерения поло­жения ствола скважины и контроля положения бурильной ко­лонны и отклонителя позволяет успешно применять электробур при проводке наклонных скважин и борьбе с произвольным искривлением их при частом чередовании по твердости наклон­но залегающих пород.

28. Проектирование режимов бурения.

При разработке режима бурения необходимо учитывать следующие факторы:

-для каждого типоразмера породоразрушающего инструмента характерны свои оптимальные параметры режима бурения

-основное влияние на рациональное сочетание параметров режима оказывают твердость и трещиноватость горных пород: при выборе параметров режима бурения необходимо учитывать состояние скважины

-существенное влияние на выбор режима бурения имеют такие свойства горных пород, как анизотропия, косослоистость, сланцеватость, перемежаемость по твердости, способствующие искривлению скважины

-бурить породы с такими свойствами необходимо на специальных режимах.

Механическая скорость бурения возрастает и с увеличением осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, но только до определенных пределов. Если она выше оптимальной, как правило, происходит резкое увеличение расхода истирающих материалов и даже разрушение коронок; скорость в данном случае может даже расти, но лишь за счет интенсивного износа инструмента. Осевые нагрузки ниже оптимальных, наоборот, приводят к зашлифовыванию резцов, что проявляется в быстром снижении механической скорости и прекращении проходки. Оптимальное соотношение параметров режима бурения определяется для каждых конкретных горно-геологических и технических условий бурящейся скважины. Методы поиска оптимальных сочетаний могут быть традиционными (ступенчатое изменение каждого параметра) или вероятностными (одновременное изменение двух или даже трех параметров).

При традиционной методике разработки режима оптимальное значение осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент выбирают из нескольких последовательно увеличиваемых нагрузок. На каждой ступени нагрузка должна увеличиваться на одинаковую величину, при этом пропорциональное увеличение механической скорости бурения показывает, что оптимальная нагрузка на коронку еще не достигнута.

Снижение механической скорости при переходе на следующую ступень показывает, что коронка начала работать в условиях чрезмерного шламообразования. В этом случае необходимо уменьшить осевую нагрузку на 1 ступень и перейти на предыдущую нагрузку, которая в данных условиях будет оптимальной.

Количество промывочной жидкости, подаваемой на забой скважины, должно в первую очередь обеспечивать очистку забоя от разрушенной породы. Недостаток очистного агента приводит к скоплению на забое скважины шлама, который препятствует нормальному процессу разрушения горной породы и приводит к неоправданному росту мощности, затрачиваемой на бурение. Чрезвычайно большой расход промывочной жидкости вызывает наоборот быстрый вынос частиц разрушенной породы с забоя, что приводит к нежелательным явлениям размыва керна, эффекту гидравлического подпора и другим.

Во всех случаях, с повышением механической скорости бурения должен увеличиваться расход жидкости, подаваемой на забой скважины. С увеличением твердости горных пород объем промывочной жидкости уменьшается.

Для первых скважин режим проектируют по результатам бурения на соседних площадях со сходными геологическими условиями, затем его уточняют по результатам бурения разведочных и опорно-технологических скважин. На разведанных месторождениях после бурения достаточного числа скважин, режим уточняется по промысловым статистически данным. Статистические методы обработки промысловых данных позволяют выявить процесс влияния различных факторов на бурение и получить аналитические выражения, связывающие эти факторы с основными показателями процесса бурения. В результате обработке промысловых данных получают зависимость выходного параметра (скорости мех, прох, рейс.) от входного (нагрузки, скорости вращения). Исследуя эти выражения можно определить степень и направление влияния каждого входного параметра и выбрать наиболее оптимальные сочетания параметров режима бурения.