Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Основные правила подбора значений параметров режима бурения



 

Из изучения и практики знают, что во всех группах пород по буримости, в частности - в I-III группах, механическая скорость бурения повышается с ростом частоты вращения долота до 2000 мин-1 и выше при алмазном бурении и до 400-450 мин-1 при твердосплавном.

Частоту вращения нужно понижать:

Когда бурят довольно твердые породы, когда нельзя обеспечить достаточно высокие осевые нагрузки на породоразрушающий инструмент.

Когда бурят неоднородные, чередующиеся по твердости породы.

Когда бурят в условиях зашламления.

Когда бурят специальными режимами бурения.

Механическая скорость бурения повышается и с ростом осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, но только до определенных границ. Если она выше оптимальной, как правило начинается быстрое повышение затрат истирающих материалов и даже разрушение коронок; скорость в таком случае может даже вырасти, но только за счет сильного износа инструмента. Осевые нагрузки меньше оптимальных, наоборот, ведут к порче резцов, из за чего снижается механическая скорость и прекращается проходка.

Оптимальное соотношение параметров режима бурения получают для всех определенных горно-геологических и технических условий бурящийся скважины.

Способы поиска оптимальных режимов могут быть традиционными (ступенчатое изменение каждого параметра) или вероятностными (одновременное изменение двух или даже трех параметров). Второе в главной степени мало зависимо от субъективизма, чем первое.

При традиционном методе определения режима, оптимальное значение осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент получают из нескольких последовательно повышаемых нагрузок. На каждой ступени нагрузка должна вырасти на равную величину, при этом пропорциональное повышение механической скорости бурения устанавливает, что оптимальная нагрузка на коронку еще не получена.

Понижение механической скорости при переходе на следующую ступень указывает, что коронка начала работать в условиях повышенного шлакообразования. В таком случае нужно понизить осевую нагрузку на 1 ступень и вернуться на прежнюю нагрузку, которая в этих условиях будет оптимальной.

При бурении пород пластичного и не твердого пластичного разрушения по получению ступени нагрузки, при которой механическая скорость снижается, нужно повысить затраты промывочной жидкости и искать нагрузки при повышенных суммах очистного агента.

Сумма промывочной жидкости, идущей на забой скважины, обязано в главной степени обеспечивать очистку забоя от разрушенной породы. Недостаток очистного агента ведет к накапливанию на забое скважины шлама, который мешает оптимальному процессу разрушения горной породы и ведет к ненужному повышению мощности, используемой при бурении. Чрезвычайно высокие затраты промывочной жидкости дает наоборот ускоренный вынос частиц разрушенной породы с забоя, что ведет к ненужному размыву керна, эффекту гидравлического подпора и другим.

Во всех случаях, с увеличением механической скорости бурения обязаны вырасти затраты жидкости, идущей на забой скважины. С повышением твердости горных пород количество промывочной жидкости понижается.

В породах хрупких и упруго-хрупких (кристаллические, изверженные, метаморфические) бурение идет на самой высокой частоте вращения.

В породах пластичного и хрупко-пластичного разрушения (глинистые, песчано-глинистые сланцы, аргиллиты и другие породы), шлам которых обладает способностью налипать на коронку и спрессовываться, бурение нужно производить на меньших частотах вращения в зависимости от диаметра коронки.

Частота вращения понижается при повышении трещиноватости горных пород на 20-50% по сравнению с бурением в монолитных породах. Осевую нагрузку при бурении трещиноватых горных пород нужно понижать до 40-50% от основной для защиты от досрочного выхода коронки из строя.

Финальным этапом выбора технологии бурения будет ее регулярное улучшение на базе новых разработок науки и техники. Среди способов улучшения технологического процесса проведения скважин в основной степени должны быть предоставлены те, которые главным образом влияют на качество, производительность и стоимость бурения.

Режимы бурения

Следующими параметрами характеризуется режим бурения: осевой нагрузкой на долото; частотой вращения долота; расходом промывочной жидкости и ее качеством; временем пребывания долота на забое.

Режимы бурения бывают оптимальные и специальные.

Установленный с учетом максимального использования имеющихся технических средств и геологического разреза для получения высоких количественных и качественных показателей при минимальной стоимости 1 м проходки режим, называется оптимальным

Специальным называют режим, установленный для забуривания второго ствола и последующего бурения в осложненных условиях, при обвалах, высоком пластовом давлении, поглощениях жидкости, изменении направления оси скважины, отборе керна и др.

Нерационально передавать за счет массы нижней секции колонны бурильных труб, осевую нагрузку на долото в этом случае секция будет подвергаться напряжениям на сжатие, изгиб и кручение. Что может привести к искривлению ствола скважины и к поломкам бурильной колонны. Поэтому утяжеленный низ устанавливают в нижней части бурильной колонны. Осевая нагрузка на долото не должна превышать 0,75 массы утяжеленного низа В процессе бурения.

Гидравлическим индикатором массы контролируется Заданная нагрузка на долото. В процессе забуривания второго ствола при скорости проходки 3-4 м/ч осевая нагрузка должна быть равномерной.

Частота вращения долота должна быть в пределах 40- 60 об/мин. Второй ствол следует забуривать не менее чем на 5-6 м на таком режиме. Бурение можно вести в оптимальном режиме если в этом интервале долото работало нормально.

Прорабатывают интервал 10-15 м от забоя после спуска очередного долота при нагрузке 15-30 кН. Для того, чтобы опоры долота приработались, в течение нескольких минут поддерживают пониженную нагрузку а затем согласно указаниям геолого-технического наряда, увеличивают ее до требуемого значения, и поддерживают постоянной.

Добиваясь наибольшей механической скорости проходки бурильщик сам должен выбирать окончательно осевую нагрузку.

Успешное бурение второго ствола до проектной глубины и последующие работы во многом зависят от количества промывочной жидкости подаваемой на забой и качества, т. е. от скорости восходящего потока в затрубном пространстве.

 

Параметры бурения

Выделяют следующие главные характеристики производительности бурения нефтяных и газовых скважин: проходка на долото, механическая и рейсовая скорости бурения.

Довольно значительный показатель проходка на долото Hд (м), определяющий потребность в них по площади,затрата долот на бурение скважины и УБР в целом,

Трудоемкость бурения, изнашивание подъемного оборудования, количество СПО, возможность некоторых осложнений. В большей мере проходка на долото находится в зависимости от стойкости долот, абразивности пород, режимов бурения, корректности их подбора, и критериев отработки долот.

Механическая скорость (Vм):

(Формула 1.1)

Vм = Hд / Тм

где Тм - длительность механического разрушения горных пород на забое или же время проходки интервалов ч; Hд - проходка на долото, м.

Таким образом, Vм - средняя скорость углубления забоя. Она может быть определена по отдельному интервалу, отдельному долоту, всей скважине Lс, по УБР и т.д.:

(Формула 1.2)

Vм = Lс / Тм

Выделяют текущую (мгновенную) механическую скорость:

(Формула 1.3)

Vм = dh / dt

Механическая скорость охарактеризовывает эффективность разрушения при известных свойствах горных пород метода бурения и режимных характеристик, правильность подбора и отработки долот,

Величину подаваемой на забой мощности и ее использование нужно совершенствовать режим в случае если в схожих породах и интервалах одной скважины скорость ниже, чем в другой.

Изменение текущей механической скорости связано с чередованием пород по твердости, изнашиванием долота, изменой режимных характеристик в процессе отработки долота, говорит о необходимости подъёма долота.

Рейсовая скорость

(Формула 1.4)

Vр = Hд / (Тм + Тсп)

где Тсп – длительность спуска и подъёма долота, наращивания инструмента, ч.

Hд - проходка на долото, м; Тм – длительность работы долота на забое, ч;

Темп углубления скважины определяет рейсовая скорость, она демонстрирует, что темп проходки ствола находится в зависимости не только от объема и скорости выполнения СПО, но и от отработки долота. Vр понижается в случае если поднимать долотозаблаговременно или же длительное время работать изношенным долотом.

Наиболее быструю проходку ствола поднятое долото гарантирует при достижении максимума рейсовой скорости.

Средняя рейсовая скорость по скважине выражается:

(Формула 1.5)

Vр = Lс / (Тм + Тсп).

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-06-09; Просмотров: 377; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.016 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь