Влияние параметров режима бурения на количественные и качественные показатели бурения

Понятие о режиме бурения и его параметрах

ТЕМА 8 Режим бурения скважин

Студент должен

знать:

· параметры режима бурения, их влияние на показатели работы долот; взаимосвязь между параметрами режима бурения при различных способах проводки скважин; особенности роторного режима бурения и бурения забойными двигателями, режима бурения при отборе керна, при бурении алмазными долотами; условия рационального применения различных способов бурения; контрольно-измерительные приборы для текущего контроля параметров режима бурения; цели бурения опорно-технологических скважин; сущность ручной и механической подачи долота.

Уметь:

· определять необходимое количество бурового раствора по интервалам бурения скважины, определять подачу буровых насосов по интервалам скважины, определять потери давления при промывке ствола скважины глинистым буровым раствором, подбирать рациональную гамму долот и забойных двигателей по интервалам.

Режим бурения – это сочетание параметров, влияющих на показатели бурения. К параметрам режима бурения относится:

1. осевая нагрузка на долото – Р_Д (Мн, т);

2. частота вращения долота – n (об/мин);

3. количество подаваемого бурового раствора – Q (л/с);

4. качество бурового раствора: плотность, вязкость, водоотдача, СНС.

Сочетание этих параметров, позволяющие получить максимальные показатели бурения (проходка на долото, механическая скорость), называется оптимальным или рациональным режимом бурения. Если в процессе бурения накладываются ограничения на какие-то параметры, то такой режим бурения будет называться специальным (отбор керна, ликвидация аварии, осложнения).

Критерием оценки эффективности параметров режима бурения, служит максимальная рейсовая скорость и минимальная стоимость 1 м проходки.

Влияние частоты вращения долота. При увеличении частоты вращения долота механическая скорость увеличивается до максимального значения, а затем снижается. Для каждого класса пород (пластичные, пластично-хрупкие, хрупкие) соответствуют свои частоты вращения долота, при превышении которых снижается механическая скорость бурения. При превышении частоты вращения шарошечных долот снижается их долговечность из-за интенсивного износа опор, следовательно, снижается проходка на долото (увеличивается расход долот на скважину).

Влияние осевой нагрузки. При увеличении нагрузки на долото механическая скорость возрастает до максимального значения, а затем снижается. Эту зависимость можно разделить на три области (рисунок 40).

Область I называется областью поверхностного разрушения. Механическая скорость увеличивается пропорционально увеличению нагрузки на долото. Нагрузка на долото меньше прочности разрушаемой породы, поэтому разрушение поверхностное.

Рисунок 40. Зависимость механической скорости

от осевой нагрузки на долото

Область II называется областью усталостного разрушения. Механическая скорость также увеличивается с ростом нагрузки на долото. При этом нагрузка на долото меньше твердости разрушаемой породы, но уже близкой к ней.

Область III называется областью нормального или объемного разрушения. На границе II и III областей нагрузка на долото будет соответствовать твердости разрушаемой породы.

Графики показывают, что при вращательном способе бурения изменение нагрузки на долото приводит к изменению механической скорости и проходки на долото. Нагрузка на долото должна выбираться в соответствии с твердостью и прочностью породы, т.е. в мягких породах – минимальной, а в твердых породах – максимальной.

При бурении гидравлическими забойными двигателями основным параметром режима бурения считается количество прокачиваемого бурового раствора, т.е.

n= f(Q, P_Д) (24)

При бурении электробуром скорость вращения долота не меняется (только при замене электробура, имеющего другую частоту вращения). Это позволяет создавать оптимальные нагрузки на долото и определять степень износа долота.

При выборе способа бурения сравнивают проходку на долото, рейсовую и коммерческую скорости в конкретных геологических условиях.

В России в настоящее время скважины бурят несколькими способами:

· турбобурами - 80-85%;

· винтовыми забойными двигателями – 6%;

· ротором - 7-12%;

· электробурами - 2%.

Дата добавления: 2014-01-05