Максимальный расход промывочной жидкости

Минимальный расход промывочной жидкости

Принципы оптимизации

Гидравлика долот

Традиционный способ оптимизации гидравлики – максимизация гидравлической мощности на долоте или гидромониторного эффекта. Для этого нам нужно определить оптимальный расход промывочной жидкости и размер насадок. Для достижения оптимального расхода Q_опт, мы должны определить минимальный Q_мин и максимальный расход Q_макс. Как нам это сделать?

Минимальный расход ограничивается необходимой очисткой скважины, охлаждением долота и его очисткой. С этой точки зрения существует разница при использовании шарошечных долот и долот PDC. В принципе, практически любых значений расхода достаточно для охлаждения шарошечного долота. Самая лучшая очистка долота достигается при максимальной гидравлической мощности или гидромониторного эффекта, которые в свою очередь получаются при оптимальном расходе. При использовании долот с фиксированными резцами из-за возможности деградации алмазов при высокой температуре от трения с породой обычно требуется использование более высоких значений расхода. Кроме того, при использовании долот с фиксироваными резцами вероятность образования сальника выше, чем при использовании шарошечных долот, так как в них вооружение очищает само себя.

Достигнуть лучших результатов можно внимательно наблюдая, что происходит при отработке. Существует несколько показателей недостаточной очистки скважины: плохой вынос шлама на вибросита, оседание шлама на замках бурильных труб, ухудшение свойств бурового раствора. При их отсутствии мы можем воспользоваться правилом большого пальца, также полученном имперически. Например, поддерживать скорость восходящего потока не меньше 100 футов/мин (31 м/мин), или качать х л/с на каждый мм диаметра скважины. С другой стороны, зная размеры скважины и бурового инструмента, свойств раствора и шлама, можно рассчитать скорость кольцевого пространства необходимую для подъема шлама. Затем минимальную скорость восходящего потока можно принять в два раза больше, и рассчитать необходимый для этого расход.

Производители долот с фиксированными резцами дают рекомендации по минимальному расходу для каждого типа своих долот, которые заметно одинаковые по характеру. Существуют случаи, когда требуется более высокие значения расхода. В основном, использование более низкого расхода ухудшает показатели отработки.

Максимальный расход определяется, опять же, по воздествию в кольцевом прострастве и физическими характеристиками насосов.

При достижении расходом определенных значений (в зависимости от свойств бурового раствора и размеров затрубного простраства) режим течения жидкости меняется с ламинарного на переходной и турбулентный. Несмотря на то, что последние более эффективны для удаления шлама, при таких режимах размыв стенок скважины значительно сильнее. При разработке гидравлической программы можно выбрать турбулентный поток по всей длине скважины, либо только вокруг КНБК.

Увеличение расхода увеличивает потери давления в затрубном пространстве и влияет на ЭПР (эквивалентная плотность бурового раствора). В некоторых случаях это грозит потерей циркуляции от потерь в трещины и каверны породы или из-за гидроразрыва породы. Увеличение плотности раствора ведет к снижению МСП.

Q_макс определяется минимальными значениями, при которых начинается размыв стенок скважины, влиянием на ЭПР и возможностями насосов.

Размыв стенок скважины, как правило, происходит при турбулентном течении жидкости, чем при ламинарном. Любые гидравлические расчеты включают определение режима течения в затрубном пространстве для каждой секции. В некоторых случаях, особенно при бурении твердых пород, предпочтителен турбулентный режим вокруг КНБК.

ЭПР также легко рассчитать. Расход должен не превышать уровня, при котором ЭПР будет ниже минимального градиента гидроразрыва пород.

Воздействие ЭПР на МСП через увеличения дифференциального даления только повышает внимание, которое следует уделять вышеперечисленным факторам.

Возможности насосов можно определить из технических паспорта. Следует помнить о возможности изменять его сменой втулок.

Дата добавления: 2015-05-26