Примеры видов износа (отказов) долот PDC и кодов износа
На одном и том же элементе долота, например лопасти, могут иметь место несколько видов износа, а поэтому обозначений может быть одно или несколько. На рисунке 5.26 приведена фотография вооружения пятилопастного долота БИТ (производство «Буринтех»), отработанного до отказа. Из рисунка 5.26 видно, что 1-я и 2-я лопасти долота не имеют существенных повреждений, тогда как вооружение 3 -й и 5-й лопастей полностью вышло из строя, а вооружение 4 -й лопасти – частично. Таким образом, отказ долота является следствием износа 3-й , 4-й и 5-й лопастей. Номера лопастей условные. Характерными видами износа являются потеря зубков (LT), скол АТП (СТ) и потеря алмазного слоя зубков (BF).
Рис. 5.26. Вид вооружения отработанного долота БИТ
Другой особенностью износа долота является хорошо выраженная асимметрия. Основная причина такого износа – перекос оси вращения долота относительно оси вращения вала забойного двигателя или наддолотной части бурильного инструмента. Причин может быть несколько:
1) долото работало в составе компоновки, позволяющей управлять кривизной скважины в процессе бурения (объективная причина);
2) перекос осей вращения резьбы и головки долота, допущенный при нарезании резьбы (брак производства);
3) перекос резьб наддолотного предохранительного переводника относительно оси вращения вала забойного двигателя или наддолотной части бурильного инструмента (брак бурового предприятия).
|
|
|
Характеристики основных видов износа (рис. 5.23)и их причины: WT – Worn Teeth (износ элементов вооружения по высоте).Это нормальный абразивный износ элементов вооружения (зубков).
HC – Heat Checking (термическое растрескивание зубков в результате перегрева их рабочих поверхностей). Этот вид износа наблюдается при перегреве зубков вследствие скольжения по породе в течение многих циклов. Последующее развитие термических трещин является одной из основных причин скола и слома элементов вооружения.
Некоторые причины возникновения термических трещин:
· повышенные частота вращения долота и осевая нагрузка на долото;
· твердость горной породы не соответствует типу долота;
· низкая охлаждающая способность промывочной жидкости;
· проработка ствола скважины при высокой частоте вращения долота (характерно для износа калибрующего скважину вооружения).
СТ – Chipped Teeth (скол элементов вооружения) и BT – Broken Teeth (слом элементов вооружения). Элемент вооружения считается сколотым (в отличие от сломанного), если оставшаяся его часть выступает над телом лопасти. Если нет, то зубок считается сломанным. На рисунке 5.26 отмечен скол (СТ) части алмазного поликристаллического слоя и тела зубка.
|
|
|
Некоторые причины скола и слома зубков:
· удар о забой скважины;
· высокая динамичность работы долота;
· наличие твердых включений в горной породе;
· высокая осевая нагрузка на долото;
· несоответствие типа долота разбуриваемой горной породе.
BF – потеря алмазного слоя ( отделение от твердосплавной подложки). Отказ зубков в виде потери алмазного слоя наблюдался на долоте, показанном на рисунке 5.26 ( на 4-й и 5-й лопастях). Причины потери алмазного слоя те же, что и скола зубков, также она может быть обусловлена низким качеством изготовления зубков.
LT – Lost Teeth (потеря зубков).Потеря (выпадение)целиком зубков приводит к более серьезным повреждениям долота, чем сколы зубков. Вид лопасти с потерянными зубками показан на рисунке 5.36 (лопасть 3). Выпавшие зубки, оставаясь на забое, повреждают вооружение других лопастей, а также вооружение вновь спущенного долота, если не были приняты меры по очистке забоя.
Причины выпадения зубков:
· эрозионный износ лопастей;
· твердые включения в горной породе;
· высокая динамичность работы (вибрация) долота;
· брак производства (плохое крепление зубков).
ER – Erosion (эрозионный износ).Фрагмент лопасти,подверженной эрозионному износу, показан на рисунке 5.27. Из рисунка 5.27 видно, что эрозия привела к оголению зубков и уменьшению поверхности связи зубка с телом лопасти, т.е. к ослаблению крепления зубка. При передержке долота на забое возможна потеря зубков. Причинами этого вида износа могут быть:
|
|
|
· высокая абразивность горных пород;
· недостаточная промывка забоя при бурении в абразивных породах;
· плохая очистка бурового раствора и, как следствие, гидроабразивный износ.
ER
2
1 
Рис. 5.27. Эрозионный износ лопасти долота:
1 – резец; 2 – антивибрационный зубок
CR – Cored (кернование) – износ вооружения и даже частей лопастей внутреннего конуса долота. В этом случае на центральной части забоя скважины образуется выступ породы « керн», на котором зависает долото и резко снижается механическая скорость бурения. Некоторые причины этого вида износа:
· несоответствие типа долота и режима его работы разбуриваемым горным породам;
· неправильная приработка нового долота;
· металл на забое.
LN – Lost Nozzle (потеря насадки). Выпадение (потеря) одной или нескольких насадок является отказом системы промывки долота, который отражается при оценке состояния долота в колонке 9 (О) «Другие характеристики износа».
|
|
|
Потеря насадки приводит к падению давления на насосе (на стояке), что требует преждевременного подъема долота. Некоторые причины потери насадки:
· неправильная установка насадок;
· механическое повреждение насадки и (или) узла крепления насадки,
том числе в результате износа кернованием.
PN – Plugged Nozzle or Flow Passage (закупорка насадки или промывочного канала). Закупорка насадки относится к отказу системы промывки долота и требует прекращения бурения из-за повышения давления на стояке. Так же, как и потеря насадки, она отражается при оценке состояния долота в колонке 9 (О) «Другие характеристики износа».
Причины закупорки насадок:
· спуск долота в шлам на забое при отсутствии циркуляции;
· попадание твердых предметов в промывочную жидкость.
RO – Кольцевая выработка.Распределение нагрузки на вооружение долотаи его охлаждение неравномерны по радиусу. Поэтому на отдельных участках долота условия работы могут достигать предельных значе-ний и на этих участках наблюдается опережающий износ вооружения в виде кольцевой выработки. Вид долота с такой формой износа показан на рисунке 5.28. Некоторые причины этого вида износа:
· высокая абразивность горных пород;
· неправильная приработка нового долота;
· металл на забое;
· несоответствие типа долота горной породе;
· завышенная частота вращения долота.
BU – Balled Up Bit (образование сальника на долоте). Поднятый из скважины породоразрушающий инструмент весь или частично покрыт слоем налипшей горной породы (сальником). При этом могут быть закрыты одно или несколько промывочных отверстий и каналов между лопастями, в результате чего наблюдается повышение давления на стояке.
RO
Рис. 5.28. Долото PDC с кольцевой формой износа лопастей
Некоторые причины сальникообразования:
· недостаточная очистка забоя скважины;
· работа долота при отсутствии циркуляции промывочной жидкости;
· разбуривание липких горных пород.
LM – слом лопастей или их части. Поднятое из скважины долото имеетсущественные механические повреждения. Причины:
· неправильная приработка нового долота;
· несоответствие типа долота горной породе;
· завышенная нагрузка на долото;
· вибрация инструмента.
JD – Junk Damage (работа долота по металлу на забое) . Следы работыпо металлу могут быть обнаружены в виде вмятин на любой поверхности долота. Во время бурения наблюдается повышенная вибрация инструмента.
Заключение о состоянии долота. В конце описания(осмотра)поднятого из скважины долота дается заключение о его состоянии, в том числе в виде кода:
NO – No Dull Characteristic (отсутствие износа);
RR – Rerunnable (долото пригодно для повторного спуска);
NR – Not Rerunnable (не пригодно для повторного спуска).
Эти буквы кода могут быть указаны в примечании. Коды NO и RR свидетельствуют о том, что долото пригодно для дальнейшего использования.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 3444; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!