РАЦИОНАЛЬНАЯ  ОТРАБОТКА  ДОЛОТ

2010-10-04 /  РЕЖИМЫ БУРЕНИЯ / 0 комментарии

Стaтья двухслойные гофрированные трубы. . Новое жилье в екатеринбурге продажа новых квартир в екатеринбурге. .

Долота рационально отрабатывают (по B.C. Фе­дорову) в том случае, если бурят при оптимальном сочетании параметров режима бурения; подача равномерная, т.е.  бурят при минимальных значениях      продолжительность работы долот выбирают из расчета получе-

ния максимальной рейсовой скорости проходки или макси­мальной стойкости опор долота. Если хотя бы одно из этих условий не соблюдают, то нельзя считать, что долота отраба­тывают рационально.

Опытами установлено, что если увеличивается какой-нибудь параметр режима бурения, а другие остаются посто­янными или изменяются, не обеспечивая оптимального соче­тания между параметрами, то при этом чаще всего темп уг­лубления скважины снижается. А если и происходит некото­рое увеличение показателей бурения, то сравнительно не­большое. При таких условиях отработка долот не может быть рациональной.

Так как параметры режима бурения п, Рд и Q оказывают различное влияние на механическую скорость проходки и износостойкость долота, следовательно, оптимальное соот­ношение между ними отвечает наиболее высокой рейсовой скорости проходки, т.е. наивыгоднейшие значения п, Рд
и Q определяются из системы уравнений

dvp/dn = 0; dvp/dPA = 0; dvp/dQ = 0,                                     (8.37)

если при этом будут выполнены соответствующие требования ко вторым производным.

В турбинном бурении часто рациональное соотношение между Рд, п и Q не соответствует оптимальному режиму ра­боты турбобура. Нередко наиболее высокие показатели эф­фективности отработки долот получают при работе турбобу­ра в области тормозных режимов.

Если в процессе бурения контролировать только осевую нагрузку, то частота вращения долота колеблется до ±300 об/мин. Такие колебания п объясняются рядом причин, но главнейшая из них — неравномерность подачи долота (бурильной колонны).

Так как в турбинном бурении Q = const, частота враще­ния долота п = ф(Рд), естественно, что при всяком изменении Рд обязательно будет изменяться и п, причем абсолютная ве­личина колебания будет зависеть от коэффициента К (сброса на 0,01 МН нагрузки).

Опыты показали, что во всех случаях, когда долото пода­ется неравномерно, происходят колебания п, в результате чего эффективность работы долота снижается на 15 — 25 % и более.

Ориентируясь на рациональную отработку долот, нужно добиваться равномерной подачи бурильной колонны, чтобы колебания п не превосходили 50 — 80 об/мин.

Чтобы достичь равномерной подачи, следует применять регуляторы подачи долота. Но вследствие неровностей на за­бое скважин и некоторого скольжения шарошек сопротив­ления, встречаемые долотом, постоянно изменяются, а при этом изменяется и п. Турбинное бурение всегда ведется с не­которым колебанием п, если даже при бурении Рд = const и Q = const.

Рациональная отработка долот невозможна, если нет кри­териев для определения времени, когда необходимо сменить долото.

Многолетний производственный опыт показывает, что у шарошечных долот наиболее изнашиваются два узла: опоры и рабочая поверхность. Применяемые долота делят на две группы: у одних Tf « Tz, у других Tf » Tz, где Tf и Tz -износостойкость соответственно опор и рабочей поверхнос­ти долот. Очевидно, в зависимости от соотношения между Tt и Tz метод определения продолжительности эффективной ра­боты долота на забое должен быть различный.

Если Tf « Tz, то в процессе бурения еще задолго до на­ступления износа рабочей поверхности при высокой механи­ческой скорости проходки начинается расстройство опор долота: нарушается плавное качение роликов в большом подшипнике, наблюдается заклинивание роликов, прекраща­ется качение шарошек, создаются значительные сопротивле­ния вращению долота.

В роторном бурении периодически (в момент заклинива­ния шарошки) резко увеличивается мощность, требуемая на бурение.

В турбинном бурении при нарушении качения роликов в подшипнике долота приемистость турбобура относительно осевой нагрузки уменьшается. Турбобур начинает останавли­ваться при осевой нагрузке РА меньшей, иногда значительно меньшей, первоначальной Рднач. Если бурят при параметрах, соответствующих области тормозных режимов работы тур­бобура, то указанное явление может быть выражено более резко.

Если начинает нарушаться плавность качения опорных элементов долота, заклиниваться шарошки, то может про­изойти авария с долотом. Заметив это, бурильщик должен прекратить бурение и поднять долото для его смены.

Если для разбуривания нефтяного или газового месторож­дения длительное время применяют долота одного типа, то на основании статистических материалов для них можно уста­новить время Т, в течение которого  наступает расстройство

опор; это будет рациональное время эффективной работы долота на забое Гр. После того как долото проработало на забое время Гр = Т, если необходимо поднять, если даже при этом наблюдается еще сравнительно высокая механичес­кая скорость проходки.

Итак, если Tt « Tz, то Гр = Tt.

Если рабочая поверхность изнашивается быстрее опор (Tz < Tf или Tz — Tf), то время эффективной работы долота на забое следует определять из условия износа его рабочей по­верхности. Многочисленные исследования показали, что при этом наиболее правильно Гр определять из условия максиму­ма рейсовой скорости проходки vp.

Для рейсовой скорости проходки можно применять при­ближенное выражение

Исследуя функцию на максимум, получаем при dVp/dt6 = = 0

Следовательно, с технической точки зрения долото на за­бое следует использовать до тех пор, пока механическая скорость проходки, уменьшаясь, не станет равной рейсовой скорости проходки. Это и будет рациональное время эффек­тивной работы долота на забое Гр.

В этом случае при определении времени подъема долота можно руководствоваться механической скоростью проход­ки. Долото нужно поднимать после того, как механическая скорость проходки, уменьшаясь с течением времени, достиг­нет значения

м                0   M.cpi

где vMcp  —   средняя механическая скорость  проходки,   м/ч; к0
коэффициент, определяемый опытным путем.

Значение к0 зависит от соотношения между i6
и icn
+ tu и удовлетворяет условию 0 < к0 < 1.


После полного износа долота (или по иным причинам) ко­лонну бурильных труб приподнимают на несколько метров и промывают скважину до тех пор, пока плотности бурового раствора, закачиваемого в скважину и выходящего из нее, не сравняются. В это время подготавливают для спуска в сква­жину новое долото и проверяют состояние оборудования и спускоподъемного инструмента. Затем поднимают инстру­мент из скважины.

Для ускорения работ по установке свечей на подсвечник после их отвинчивания применяют автоматическую установку свечей АУС-3. В этом случае обычный подсвечник заменяют металлическим 1 (рис. 8.9) с распределителем свечей в виде перегородок, выполненных из швеллеров и делящих подсвеч­ник на 10 ячеек. В ячейке между швеллерами уложены дере­вянные брусья, на которые устанавливают свечи.

Каждую ячейку, кроме крайних, закрывают створкой. При нагрузке очередной ячейки трубами створка ее открыта и фиксируется в этом положении направляющей трубой 3, ко­торую одним концом устанавливают на палец откидного упо­ра 2. Подсвечник имеет центральный коридор, по которому свеча движется к откидному упору 2. Для направления свечи в соответствующую ячейку устанавливают отклоняющую трубу 4, один конец которой надевают на стойку центрального ко­ридора, а второй помещают в паз откидного упора 2.

После отвинчивания свечи на ее нижний конец надевают крюк-сбрасыватель 5. При опускании свеча, опирающаяся на крюк-сбрасыватель, отклоняется в сторону по дуге, радиус которой равен расстоянию от точки подвески до крюка, и проходит по коридору подсвечника. При ударе крюка кур­ком об упор 2 свеча освобождается и, оттолкнувшись о него, направляется трубой 4 вдоль трубы 3 в открытую секцию подсвечника.

Работы по спуску и подъему колонны бурильных труб об­легчаются и ускоряются при использовании пневматических ключей и клиньев, а также комплекса механизмов АСП.

Для раскрепления, развинчивания и свинчивания буриль­ных и обсадных труб применяют автоматический буровой ключ АКБ, устанавливаемый между лебедкой и ротором со стороны его приводного вала. Механизацию и частично ав­томатизацию спуска и подъема бурильной колонны со значи­тельным совмещением операций без привлечения к работе наверху второго помощника бурильщика проводят с помо­щью комплекса механизмов АСП (рис. 8.10).

В случае использования элеваторов  для  наращивания  колонны бурильных труб время может быть существенно уменьшено, если вместо двух элеваторов применять три. Время на наращивание может быть сокращено на 30 %.

Спуск колонны   обсадных   труб   в  скважину  аналогичен описанному выше спуску колонны бурильных труб (свечей).

читайте далее