Коды видов износа шарошечных долот. Причины износа
Ниже рассмотрено кодирование по системе МАБП конкретных видов износа, их расшифровка на английском и русском языках и примеры (фотографии) соответственно изношенных элементов долота. На одном и том же элементе, например шарошке, могут иметь место несколько видов износа, а поэтому обозначений может быть одно или несколько.
BC – Broken Cone (слом части шарошки). Случай,при котором одна шарошка или более расколоты на две или больше частей, но при этом большая часть сломанной шарошки остается на цапфе лапы. На рисунке 5.66 показана шарошка со сломанной вершиной.
Некоторые причины поломки шарошек:
· зацепление шарошек вследствие износа (разрушения) опоры;
· удары об уступы скважины при спуске или наращивании колонны;
· удар о забой скважины;
· сероводородное охрупчивание металла.
Рис. 5.66. Шарошка долота типа СЗ со сломом (BC) ее части (вершины) и со следами зацепления (СI)
CR – Cored (кернование – износ вершин шарошек долота). В случае слома или износа вершин всех шарошек на забое скважины образуется керн, на котором зависает долото и резко снижается механическая скорость бурения.
Некоторые причины этого вида износа:
· абразивность породы превышает износостойкость вершинных венцов шарошек;
· неправильная приработка нового долота;
· металл на забое.
CC – Cracked Cone (образование трещины на шарошке). Трещиныв шарошке являются началом процесса, ведущего к поломке и даже к потере шарошки, и могут возникать по многим причинам. На рисунке 5.67 показана поперечная трещина (СС) в шарошке.
|
|
|
Некоторые причины образования трещин: металл на забое скважины; удары долота о выступ или забой скважины; сероводородное охрупчивание; перегрев долота; уменьшение толщины стенок шарошки из-за эрозионного износа и зацепления шарошек.
Рис. 5.67. Шарошка долота типа МЗ с трещиной (СС) на межвенцовой поверхности
LC – Lost Cone (потеря шарошки). У отработанного долота отсутствует одна шарошка или более, которые остались в скважине. Причины могут быть те же, что описаны выше, а также повреждение опоры, приводящее к разрушению замкового устройства.
BT – Broken Teeth (слом элементов вооружения). При разбуриваниитвердых и крепких пород поломка элементов вооружения является нормальным видом износа и не обязательно указывает на неправильный выбор долота или режима бурения. На рисунке 5.68 показан фрагмент шарошки долота типа ТЗ со сломанным и сколотым зубками.
Некоторые причины поломки элементов вооружения:
· металл на забое скважины;
· удары долота о выступы или о забой скважины;
· избыточная нагрузка на долото. Обычно в этом случае поломке подвержены зубья внутренних (вершинных) и средних венцов;
|
|
|
· избыточная частота вращения. Обычно в этом случае поломке подвержены зубья внешних (периферийных) венцов;
· неправильная приработка долота;
· слишком твердые породы для данного долота.
СТ – Chipped Teeth (скол элементов вооружения). Элемент вооружения считается сколотым (в отличие от сломанного), если значительная его часть (не менее ¼ высоты элемента вооружения) остается выступающей над телом шарошки. Вид сколотых твердосплавных зубков показан на рисунке 5.68. На рисунке 5.69 показан вид сколотых зубьев долота типа Т (со стальным вооружением).
Рисунок 5.68 – Слом (ВТ) и скол (СТ) зубков на шарошке долота типа ТЗ
Рис. 5.69. Скол (СТ) зубьев на шарошке долота типа Т. Несколотые зубья изношены со скруглением (WT)
Некоторые причины скола зубков:
· ударные нагрузки, вызванные тяжелым режимом бурения;
· небольшое зацепление шарошек.
WT – Worn Teeth (износ элементов вооружения по высоте). Этонормальный абразивный износ как твердосплавных зубков, так и фрезеро-ванных зубьев. Вид элементов вооружения с таким износом показан на ри-сунке 5.67 (долото типа МСЗ) и на рисунке 5.69 (долото типа Т).
|
|
|
Для долот с фрезерованным вооружением обычно фиксируются
и особенности износа: со скруглением вершин (WT), с увеличением при-тупления (FC) и с самозатачиванием (SS). На рисунке 5.70 показан износ вида FC.
Рис. 5.70. Фрагмент шарошки долота типа С (вид с вершины шарошки), у которой износ зубьев по высоте сопровождался
увеличением притупления (FC)
SS – Seft-Sharpening (эффект самозатачивания зубьев). Самозата-
чивание зубьев обусловлено, как правило, работой элементов вооружения шарошек след в след, в результате чего на забое образуется рейка в виде устойчивых выступов и впадин. Вид зубьев, изношенных с самозатачива-нием при работе по рейке, показан на рисунке 5.46. Из рисунка видно, что имел место износ набегающих и сбегающих граней зубьев, а также износ тела шарошки между зубьями. Для предупреждения рейкообразования на современных долотах используют групповое размещение элементов воо-ружения в венцах, а также по возможности снижают гидростатическое давление промывочной жидкости на забой скважины.
TR – Tracking (трекинг). В этом случае на теле шарошки видны сле-ды рейкообразования на забое в виде выработки от взаимодействия с вы-ступами рейки (рис. 5.71). Наибольшую опасность трекинг представляет для долот второго класса, отрабатываемых в абразивных горных породах. Трекинг (TR) в сочетании с эрозией (ER) обусловливает износ венцовых выступов шарошек вокруг зубков. При этом уменьшается глубина запрес-совки зубков и увеличивается вероятность их выпадения (LT).
|
|
|
ER – Erosion (эрозионный износ). Гидроабразивная эрозия приводитк уменьшению толщины тела шарошек. В долотах с твердосплавным вооружением это ведет к выпадению зубков и даже к разрушению шарошки (рис. 5.71).
TR
Рис. 5.71. Износ стальных поверхностей долота типа МЗ под действием трекинга и эрозии
Причинами этого вида износа могут быть:
· контакт абразивных пород с телом шарошки, вызванный рейкообразо-
ванием на забое скважины, эксцентричным вращением долота и избыточной нагрузкой на долото;
· износ тела шарошек абразивными частицами породы вследствие не-достаточной промывки забоя;
· избыточная скорость потока промывочной жидкости;
· высокое содержание песка в промывочной жидкости.
В современных долотах для разбуривания высокоабразивных горных пород предусматривается наплавка поверхностей шарошек твердым сплавом.
RG – Rounded Gauge (сглаживание, скругление обратных конусов шарошек) характеризуется скруглением обратных конусов шарошек до-лота без существенного уменьшения его диаметра (рис. 5.62). У шарошки, показанной на рисунке 5.62, скруглен обратный конус и сломаны все зубки периферийного ряда, а также некоторые зубки предпериферийного ряда.
Причины, вызывающие скругление:
· бурение в абразивных породах при высокой частоте вращения;
· проработка ствола скважины.
HC – Heat Checking (термическое растрескивание зубков в ре-зультате перегрева их рабочих поверхностей) наблюдается при пере-
греве зубков вследствие скольжения по породе и затем охлаждения их промывочной жидкостью в течение многих циклов (рис. 5.72) . После-дующее развитие трещин является одной из основных причин скола и слома элементов вооружения.
Некоторые причины возникновения температурных трещин:
· избыточное проскальзывание шарошек;
· проработка ствола скважины при высокой частоте вращения долота.
Рис. 5.72. Термические трещины на периферийных зубках
JD – Junk Damage (работа долота по металлу на забое). Следы ра-
боты по металлу проявляются в виде вмятин на любой поверхности долота (рис. 5.73). Работа по металлу приводит к поломке элементов вооружения, повреждению козырьков лап и может являться причиной отказа долота. В этих случаях необходимо очистить забой скважины от металла перед спуском нового долота. Частыми причинами наличия металла на забое скважины и, как следствие, повреждения долота являются:
· металл с поверхности на забое скважины;
· металл от предыдущего долота (сломанные зубки, тела качения под-шипников и т.д.);
· металл от работающего долота (сломанные зубки и т.д.).
OC – Off-Center Wear (эксцентричный износ) имеет место,когдагеометрическая ось вращения долота и геометрическая продольная ось скважины не совпадают. В результате получается скважина увеличенного диаметра.
Эксцентричный износ может быть распознан по наличию характерно-го износа тела шарошек между зубками (зубьями) межвенцовых проме-жутков. На рисунке 5.74 показана шарошка с характерным износом тела шарошки. Венцы зубков сформировали на забое колеи, работая по забою каждый не по своему кольцевому участку, а друг за другом. Между колея-ми на забое остались не поражаемые вооружением кольцевые выступы, на которых зависло долото, скорость бурения резко упала. Т.е. имелись все признаки выхода долота из строя в результате износа вооружения , хотя из-нос зубков незначительный. Основной причиной такого износа является недостаточная стабилизация долота в скважине.
Рис. 5.73. Фрагмент шарошки долота типа СЗ, работавшей по металлу на забое (JD), в результате чего имел место слом зубков (ВТ)
Рис. 5.76. Эксцентричный износ шарошки
PB – Pinched Bit (деформация долота при СПО). Этот вид повреж-
дения долота характеризуется деформацией его лап, в результате чего диаметр долота становится меньше первоначального.
Возможные причины деформации долота:
· спуск долота в скважину уменьшенного диаметра;
· спуск шарошечного долота после режуще-истирающего долота (из-за разницы в допусках на диаметры долот);
· спуск долота в обсадной колонне при недостаточном зазоре между на-груженным диаметром долота и внутренним диаметром колонны;
· деформация долота в доске отворота;
· спуск долота через превентор несоответствующего (меньшего) диа-метра.
SD – Shirttail Damage (повреждение козырька лапы). Повреждениеи износ козырька лапы обычно приводит к повреждению уплотнения, раз-герметизации шарошки и отказу опоры.
Возможные причины повреждения козырька:
· металл на забое;
· проработка ствола скважины в трещиноватых породах;
· большой износ калибрующего вооружения шарошек;
· плохая промывка;
· большой угол наклона скважины.
CD – Cone Dragged (подклинка или заклинивание шарошки). Отказ опор долота из-за того, что одна шарошка и более в процессе работы застопорены и не вращаются . На это указывают плоские лыски на поверх-ности одной или нескольких шарошек (рис. 5.75).
CD
Рис. 5.75. Шарошка долота типа С с износом (CD) в результате заклинивания опоры. Возможные причины подклинки: отказ опоры одной или нескольких шарошек; попадание металла между шарошками; заклинка шарошек вследствие зацепления; сальникообразование; недостаточная приработка долота.
BU – Balled Up Bit (образование сальника на долоте). Поднятое изскважины долото все или частично покрыто слоем налипшей горной поро-ды (сальником). Горная порода, запрессовавшаяся между шарошками , стопорит их, как и в случае отказа опоры. Поэтому износ очищенного от сальника долота выглядит, как в случае отказа опор, хотя на самом деле опоры не повреждены.
Некоторые причины сальникообразования:
· недостаточная очистка забоя скважины;
· работа долота при отсутствии циркуляции промывочной жидкости;
· разбуривание липких горных пород.
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 характе-ристики 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.
PN – Plugged Nozzle/Flow Passage (закупорка насадки или про-
мывочного канала) относится к отказу системы промывки долота и тре-бует прекращения бурения из-за повышения давления на стояке. Так же, как и потеря насадки, она отражается при оценке состояния долота в ко-лонке 9 (О) «Другие характеристики износа».
Причины закупорки насадок:
· спуск долота в шлам на забое при отсутствии циркуляции;
· попадание твердых предметов в промывочную жидкость.
WO – Washed Out Bit ( промыв корпуса долота ). Этот вид износахарактерен для гидромониторных долот и приурочен к сварным швам и подводящим каналам системы промывки долота. На рисунке 5.76 показан промыв корпуса долота из подводящего канала системы промывки.
Если сварные швы имеют поры или непровары, то промыв их на-чинается с началом циркуляции промывочной жидкости. Трещины сварных швах могут возникнуть при ударах долота об уступы или забой скважины. При наличии дефекта сварного шва или появлении трещины промывочная жидкость движется через них и расширяет их, создавая промыв. Промыв прогрессирует чрезвычайно быстро, при этом снижается
давление на стояке, которое бурильщик фиксирует как отказ в системе промывки.
Сварной шов
WO
ГМУ
Рис. 5.76. Промыв (WO) корпуса долота в районе гидромониторного узла (ГМУ)
Заключение о состоянии долота. В конце описания(осмотра)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 использо-вания.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 2473; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!