Лабораторная работа № 2

Е — долото для бурения мягких пород с фрезерованным вооружением (12), герметизированной опорой на подшипниках качения (4) с удлиненными насадками (Е).

437Х — долото для бурения мягких пород с твердосплавным вооружением (43), герметизированной опорой на подшипниках скольжения с твердосплавными вставками на калибрующих поверхностях шарошек (7), с зубками клиновидной формы (X).

Кроме трехшарошечных выпускаются двух- и одношарошечные долота. По основным конструктивным признакам двухшарошечные долота мало отличаются от трехшарошечных. Изготавливаются они в основном малого диаметра и применяются ограничено.

Одношарошечные долота также имеют ограничительное применение и используются при бурении скважин в мягких пластичных породах. Конструкция одношарошечного долота представлена на рисунке 8.

1 – корпус; 2 – резьбовая головка; 3 – лапа; 4 – спинка лапы; 5 - подшипник скольжения; 6 – шариковый замковый подшипник; 7 – подшипник скольжения; 8 – продольные промывочные канавки; 9 – шариковый подшипник; 10 – концевой упорных подшипник; 11 – твердосплавные зубки; 12 – хвостовик твердосплавного зубка; 13 – головка твердосплавного зубка; 14 – цапфа; 15 - шарошка

Рисунок 8 – Конструкция одношарошечного долота

Тема: Изучение и кодирование износа отработанных долот.

Цель работы: Изучение износа и кодирование шарошечных долот.

Для этого необходимо провести замеры износа вооружения и опоры отработанного долота, сделать запись износа долота с помощью кода. Изучить рекомендации по использованию информации о характере и уровнях износа долот с целью выбора рационального типа долота. Выполнить анализ износа отработанного долота, позволяющий выявить особенности износа долот в каждом интервале бурения и провести подбор типа долота для бурения в соответствии с разбуриваемыми породами на основе выявленных особенностей износа долот в различных геолого–технических условиях.

Износ шарошечных долот методика ВНИИБТ (РД 39-2-51-78)

Кодирование износа шарошечного долота. Описание износа дается по следующим элементам:

1 – вооружение, 2 – опора, 3 – аварийный износ долота, 4 – повреждения гидромониторных узлов и системы герметизации, 5 – уменьшение диаметра долот.

1 Износ вооружения определяется величиной сработки зубьев (штырей) по высоте (хотя бы на одном венце): ВО – износа нет, В1 – уменьшение износа зубьев на 1/4, В2 - уменьшение износа зубьев на 1/2, В3 - уменьшение износа зубьев на 3/4 (предельное состояние), В4 - уменьшение износа зубьев на 4/4 (полный износ хотя бы одного венца).

При наличии скола зубьев, скола и выпадении твердосплавных зубков добавляется индекс “C”. Общее количество (в %) разрушенных зубьев, сколотых и выпавших штырей записывается в скобках, например, В2С (20). Закругление калибрующих кромок зубьев периферийных венцов требует добавки индекса “P”, например, В2С (20) Р.

При зацеплении зубьев периферийных венцов добавляется индекс “Ц”, например, В2С (20) РЦ.

2 Износ опоры (хотя бы одной шарошки) оценивается по величине люфта шарошек: ПО – отсутствие износа, П1 – износ небольшой “качка” торца шарошки относительно оси невелика (например, для долот диаметром 190,5 мм и 215,9 мм – до 2 мм, диаметром 244,5 мм и 295,3 мм – до 3 мм). Тела качения не обнажены, козырьки лап не изношены. П2 – уровень износа средний, “качка” торца шарошки большая (для долот диаметром 190,5 мм и 215,9 мм – до 4 мм, диаметром 244,5 мм и 295,3 мм – до 5 мм). Тела качения не обнажены, козырьки лап не изношены. П3 – уровень износа большой, “качка” торца шарошки значительная (для долот диаметром 190,5 мм и 215,9 мм больше 5 мм, диаметром 244,5 мм и 295,3 мм – больше 6 мм). Имеется опасность выпадения тел качения “заедание” шарошки при вращении рукой, козырьки лап разрушены. П4 – разрушение опор. Разрушение и поворот роликов, разрушение шариков, лап и тыльной части шарошек с выпадением тел качения, наличие трещин и лысок на шарошках.

При заклинивании шарошек к обозначению износа добавляется индекс “К”. Количество заклиненных шарошек указываются в скобках, например, ПЗК(2).

3 Аварийный износ долота:

А_в – поломка и оставление в скважине вершины шарошки,

А_ш - поломка и оставление в скважине шарошки,

А_с - поломка и оставление в скважине на забое цапфы лапы с шарошкой.

Количество оставленных на забое лап, шарошек и их вершин, обозначенных условными номерами шарошек, указывается в скобках римскими цифрами, например, А_в(I). Это означает, что оставлена вершина первой шарошки.

4 При повреждении гидромониторного узла (размыв гнезда, выпадение насадок) к характеристике состояния добавляется индекс “Г”. Число поврежденных узлов указывается в скобках, например, Г(3).

При повреждении системы герметизации маслонаполненной опоры (выход из строя уплотнения или его износ и разрушение) к характеристике износа долот добавляется индекс “У”. Число поврежденных узлов указывается в скобках, например, У(2).

5 Уменьшения диаметра долота обозначается индексом “Д” и выражается в мм. Цифра показывает величину сработки долота по диаметру в мм, например, Д4.

Примеры применения кода для оценки износа долот

Вооружение сработано на 10 %, опоры имеют средний износ, “заклинены” 2 шарошки, диаметр долота сохранился – В1П2К(2)Д.

Вооружение изношено на 3/4 (по высоте), 50 зубьев имеют сколы, калибрующие кромки зубьев периферийных венцов закруглены, опоры имеют большой износ, “качка” торца шарошки 10 мм, диаметр долота уменьшился на 7 мм. – ВЗС(50) РПЗД 7.

Вооружение “сработано” полностью, опора вышла из строя, часть тел качения выпала, на шарошках возникли трещины, первая шарошка оставлена на забое – В4П4А_ш(I).

В скважине оставлены все шарошки – А_ш(I, II, III).

Методика IADC

Кодирование износа шарошечных долот по системе кодов IADS отличается от методики ВНИИБТ. Более подробным описанием элементов долота и включает 8 позиций (по методики ВНИИБТ - 6), хотя по объему информативности они стоят почти на одном уровне. Кроме того, в системе предусмотрено описание износа по типам долот. Все данные должны записываться в карточку согласно приведенной ниже расшифровке кодов (таблица 4).

Таблица 4 – Карточка

Вооружение	Опора (подшипник уплотнение)	Внешний диаметр	Второстепенный износ	Причина подъема
I	O	D	L	В	G	D	R

1(1)- ВНУТРЕННИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВООРУЖЕНИЯ (все внутренние ряды)

0(2) - ВНЕШНИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВООРУЖЕНИЯ (все внешние ряды)

В колонках 1 и 2 для описания состояния вооружения используется линейная шкала от 0 до 8 в соответствии со следующим:

Фрезерованное вооружение:

0 - отсутствие потери высоты зуба

8 - полная потеря высоты зуба

Со вставными твердосплавными зубками:

0 - отсутствие износа вооружения

8 - полная потеря вооружения

С фиксированными резцами:

0 - отсутствие износа вооружения (алмазные и т. д.)

8 - полная потеря вооружения

D (3) - ОПИСАНИЕ ИЗНОСА ВООРУЖЕНИЯ (используются только коды относящиеся к вооружению)

* - показать № шарошки или № в разделе 4

Коды описания износа вооружения представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Коды описания износа вооружения

Код, описание износа	Код, описание износа
*ВС - Слом шарошки	LN - Потеря насадки
BF - Слом алмазной пластины по шву	LT - Потеря зубков или резцов
ВТ - Слом зубьев или резцов BU - Салникообразование на долоте	ОС - Эксцентричный износ РВ - Повреждение при СПО (сжатое долото)
*СС - Трещина в шарошке	PN - Закупорка насадки
*CD - Истирание шарошки, потеря вращения шарошки	RG - Износ по внешнему диаметру, скругление внешних резцов
С1 - Перекрытие шарошек (задевание одной шарошки за другую)	R0 - Кольцевой износ
CR - Кернение долота или разрушение центра шарошки	SD - Повреждение козырька лапы долота
СТ - Скол зубков	SS - Износ самозатачивающихся зубков
ER - Эрозия	TR - Образование гребней на забое
FC - Стачивание верхушек зубьев	W0 - Промыв инструмента, размытое долото
НС - Термическое растрескивание	WT - Износ зубков или резцов
JD - Износ от посторонних предметов на забое	N0 - Отсутствие износа
*LC -Потеря шарошки

L (4) – МЕСТОНАХОЖДЕНИЕ (таблица 6).

Таблица 6 - Местонахождение

Для шарошки	Шарошка №:	Для долота
N - Носовой ряд М - Средний ряд G - Внешний ряд А - Все ряды		С - Шарошка N - Вершина Т - Конус S - Заплечник G - Шаблон А - Все зоны

В (5) - УПЛОТНЕНИЕ ПОДШИПНИКА

С открытой опорой (не герметизированные), (герметизированные).

Для описания использованного ресурса применяется линейная шкала от 0 до 8:

0 - ресурс не использован;

8 - ресурс использован полностью (алмазных)

С закрытой опорой

Е - уплотнения эффективны;

F - уплотнения вышли из строя;

N - не возможно определить;

X - для долот без уплотнений

G (6) - ВНЕШНИЙ ДИАМЕТР

1 - износа по диаметру нет

1/16 - износа по диаметру 1/16 дюйма

1/8 - износа по диаметру 1/8 дюйма

1/4 - износа по диаметру 1/4 дюйма

D (7) - ВТОРОСТЕПЕННЫЙ ИЗНОС (использовать коды из колонки № 3)

R(8) - ПРИЧИНА ПОДЬЕМА ИЛИ ПРЕКРАЩЕНИЯ РАБОТЫ

Коды причин подъема долота представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Коды причин подъема долота

ВНА - Смена КНБК	HR - Подъем по времени
СМ - Обработка бур. раствора	LIH - Потеря инструмента на забое
СР - отбор керна	LOG –ГИС
DMF - Отказ турбобура	РР - Рост или падение давления на стояке
DP - Разбуривание цемента	PR - Падение скорости бурения
DSF - Авария с бур. колонной	RIG - Ремонт оборудования
DST - Пластовые испытания	TD - Проектный забой
DTF - Отказ забойного инструмента	TQ - Рост крутящего момента
FM - Смена геологической обстановки	TW - Отворот инструмента
HP - Авария	WC - Погодные условия

Некоторые причины износа долот представлены в таблице 8.

Таблица 8 – Причины износа долот

Состояние долота	Возможные причины износа
Большое число сломанных и потерянных зубков	Неправильный выбор долота Неправильная приработка долота Чрезмерно высокая частота вращения Чрезмерно большая нагрузка Работа по металлу Чрезмерно большая интенсивность промывки. Слишком продолжительное время механического бурения
Значительный износ по диаметру	Чрезмерно высокая частота вращения. Слишком продолжительное время механического бурения Спуск и работа долота в стволе уменьшенного диаметра
Эрозия тела шарошки	Чрезмерно большая интенсивность промывки Большое содержание твердой фазы в буровом растворе Чрезмерно большая нагрузка Долото предназначено для менее твердых пород
Чрезмерный износ опор долота	Чрезмерно высокая частота вращения Чрезмерно большая нагрузка. Слишком продолжительное время механического бурения Большое содержание твердой фазы в буровом растворе

Расшифровать код износа долот	Найти ошибку в коде износа
В1ПЗД4	ВОП4Аш(3)
В2С(20)П1К(2)ДО	ВЗК(1)П4Аш(3)ДЗ
В4П4Аш(1)Д7	ВОП2Д4
В2С(15)ЦПЗДЗ	ВОС(50)П3ДО
В3С(40)РП2Д5	В4С(20)УПОД6
В4С(60)ПЗК(1)Ав(1)Д6
В2С(5)ПЗДЗ
В1С(5)П0Д0
В1П1К(2) Д3
В1П1Д1
В3С(30)ПЗК(3)Д6

Задание

Порядок выполнения работы

Долото установить на торец резьбы. Замерить высоту зубьев долота. Установить количество (в %) сколотых зубьев или твердосплавных зубков. Выяснить, не имеют ли зубья периферийных венцов закругления, не цепляются ли зубья одних шарошек за другие при повороте от руки.

Определить “качку” торца шарошки относительно оси цапфы. Изучить состояние подшипников опор. Описать имеющиеся поломки и “оставление” на забое вершин шарошек, шарошек и лап с шарошкой. Замерить диаметр долота.

Рекомендации по использованию информации о характере и уровнях износа для выбора типа долот. Если долота с фрезерованными зубьями шарошек вышли из строя из-за износа опор шарошек (П3 или П4), а износ фрезерованных зубьев (включая и на периферийных венцах) относительно не велик (В1 или В2) и долото при этом не “потеряло” диаметр, то применение штыревых долот в этих условиях нецелесообразно.

Если при небольшом (В1 или В2) износе фрезерованных зубьев. Опоры шарошек остаются работоспособными (П1 или П2), но вершины зубьев периферийных венцов имеют значительное “скругление” со стороны стенки скважины, изношены тыльные поверхности шарошек, козырьки и спинки лап и долото “потеряло” диаметр свыше 5 мм, следует провести опытную обработку либо штыревых долот, (например, типа ТК), либо долот с фрезерованными зубьями на всех венцах шарошек, но с запрессованными в тыльные конуса шарошек, но с запрессованными в тыльные конуса шарошек и спинки лап твердосплавными зубками.

Усталостный износ фрезерованных зубьев свидетельствует о целесообразности применения в этих условиях долот, предназначенных для бурения твердых породах.

Деформация (изгиб) и поломки лап и цапф свидетельствует о том, что в этих условиях величина осевой нагрузки на долото превышала допустимую.

Обработка результатов

На основе анализа данных об износе долота и рекомендаций по использованию информации о характере и уровнях износа породоразрушающего инструмента делается вывод о выборе рационального типа долот в данном интервале.

Дата добавления: 2015-03-29