Понятие о режимах бурения и параметрах режима бурения

Лекция 6. Технология бурения твердосплавными коронками

Эффективность бурения скважин зависит от целого ряда факторов, таких как физико-механические свойства горных пород, устойчивость ствола скважины, осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент, частота вращения инструмента, расход и вид промывочного агента и т.д. Из вышеназванных факторов одни нерегулируемы (физико-механические свойства пород: трещиноватость, твердость, абразивность) или их измене­ние возможно не в процессе углубки скважины, а на предварительной ста­дии до спуска инструмента в скважину (тип породоразрушающего инстру­мента, параметры промывочной жидкости и т.п.), а другие факторы, такие как осевая нагрузка, частота вращения и расход промывочной жидкости, можно изменять с пульта бурильщика в процессе работы бурового снаряда на забое скважины. Определенное сочетание управляемых факторов назы­вается режимом бурения, а управляемые факторы - параметрами режима бурения.

Различают оптимальные, рациональные и специальные режимы бурения.

Режим бурения, при котором достигается получение наилучших тех­нико-экономических показателей (например, максимальной механической скорости бурения), называется оптимальным.

Если достижение наилучших показателей бурения не всегда возможно из-за каких-либо объективных причин (возможности бурового станка, прочностные характеристики бурового инструмента и т.п.), то используют рациональный режим.

Иногда в процессе бурения приходится решать и специальные зада­чи - обеспечение минимального искривления скважин, повышение выхода керна, бурение в осложненных условиях, то в этом случае режим бурения будет называться специальным.

Каждый параметр режима бурения (осевая нагрузка, частота вращения инструмента, расход жидкости) влияет на эффективность разрушения гор­ных пород, и их определение является одной из основных задач при разра­ботке технологии бурения на твердые полезные ископаемые различными способами.

При разработке режимов бурения необходимо учитывать следующее:

- для каждого типа породоразрушающего инструмента характерны свои оптимальные параметры;

- основное влияние на рациональное сочетание параметров оказыва­ют твердость и трещиноватость пород, а также состояние скважины;

- искривлению скважин способствуют такие свойства пород, как ани­зотропия, косослоистость, сланцеватость, перемещаемость по твердости, поэтому бурить породы с такими свойствами необходимо на специальных режимах.

Кроме того, при определении параметров режима бурения необходи­мо иметь в виду, что механическая скорость бурения возрастает с увеличе­нием осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, но только до определенных пределов. Если же она выше оптимальной, резко увеличива­ется скорость бурения, но лишь за счет интенсивного износа инструмента, что ведет к расходу истирающих материалов или разрушению породоразшающего инструмента. При нагрузках ниже оптимальных, когда имеет место усталостное или поверхностное разрушение пород, происходит сни­жение скорости бурения за счет затупления или зашлифования резцов. В гам случае нагрузку увеличивают с одновременным снижением частоты вращения снаряда.

Известно, что во всех группах пород по буримости механическая ско­рость бурения растет с увеличением частоты вращения до 2000-2500 мин^-1 при алмазном бурении и 400-450 мин^-1 при твердосплавном.

Высокие частоты вращения рекомендуется принимать при бурении алмазными импрегнированными коронками, которые менее восприимчи­вые к ударным нагрузкам, а также коронками малых диаметров. Частоту вращения нужно снижать:

- при бурении очень твердых пород, когда невозможно обеспечить достаточно высокие осевые нагрузки на породоразрушающий инструмент;

- при бурении неоднородных, чередующихся по твердости пород;

- при бурении в условиях зашламования;

- при специальных режимах бурения.

Вид и количество промывочного агента выбирается в зависимости от геологического разреза, трещиноватости горных пород, типа породоразрушающего инструмента и т.п.

Дата добавления: 2015-07-13