Общие вопросы технологии бескернового и колонкового бурения
Механическое вращательное бурение с циркуляцией очистного агента составляет группу видов и разновидностей бурения и является основным способом бурения геологоразведочных, эксплуатационных и большинства геотехнологических и технических скважин. В первых двух группах можно выделить два варианта бурения – бескерновое (со сплошным забоем) и колонковое - с кольцевым забоем и с отбором керна (рис. 17а). Для бурения геологоразведочных скважин преобладает колонковое бурение, а бескерновое составляет около 30%; для эксплуатационного, наоборот, основной вариант - бескерновое бурение.
Технологией любого производства и бурения в частности, в широком смысле, можно назвать « ряд последовательных выборов и решений, обеспечивающихэффективное выполнение процесса, включающих и выбор технических средств и способов выполнения процесса». В более узком смысле к технологии бурения относят выбор методов и параметров управления процессом бурения. Этому узкому смыслу близко соответствует понятие режим бурения.
Задачи технологии - обеспечение эффективного, по количественным и качественным показателям, выполнения цели - для геологоразведочного бурения, это наиболее быстрое и дешевое достижение конечной глубины скважины при обязательном получении качественной иполной геологической информации и проведении скважины по заданной траектории, т.е. достижение максимальной производительности, минимальной себестоимости, при заданном качестве.
|
|
|
Осуществление задач эффективной технологии достигается путем выбора способа и разновидности бурения, вида очистного агента, разработка рациональной конструкции скважины, подбора соответствующих технических средств и, главное, разработки и осуществления обоснованного режима бурения (при переменных геологических условиях в пределах скважины, для каждого интервала), эффективной организацией вспомогательных и сопутствующих операций в бурении.
Режим бурения– совокупность количественных значений параметров, определяющих процесс углубки скважины. Задачи режима - выбор и поддержание рационального сочетания количественныхзначений параметров процесса бурения, определяющих его протекание.
. Параметры режима бурения служат для управления процессом бурения. Основными параметрами режима являются: осевая нагрузкана породоразрушающий инструмент (ПРИ) - Fос.,или углубка за оборот –hоб. (скорость углубки), частота вращения ПРИ – n, расход очистного агента на забое скважины – Q. При бурении алмазным породоразрушающим инструментом в твердых породах, в режим бурения включается в качестве параметра управления, вместо осевой нагрузки на ПРИ, величина углубки за оборот - hоб . В зарубежной практике бурения рекомендуется управлять процессом бурения по задаваемой скорости бурении выраженной в количестве оборотов на см углубки
|
|
|
Vм об/см.
Выбор основных параметров режима бурения зависит от физико-механических свойств (буримости) горных пород на забое скважины и от вида породоразрушающего инструмента.
Условие объемного разрушения породы на забое скважины:
Fос >[σ]пор.· Sк. , где:
Fос –осевая нагрузка на ПРИ, [σ]пор - предел прочности породы, S - площадь контакта резцов с породой.
Скорость бурения (углубки) может быть принята, с определенными допущениями, пропорциональной осевой нагрузке и частоте вращения ПРИ и обратно пропорциональной прочности породы с учетом характера разрушения породы – Кпор и параметров резца - Кр, (m – число резцов).
Характер зависимости скорости бурения от параметров режима бурения
(осевая нагрузка –Fос , частота вращения – n и расход очистного агента – Q) показан на графиках. Рост скорости бурения продолжается с ростом параметра до определенной величины, после чего проявляются негативные процессы.
|
|
|
Так для зависимости Vм =ƒ(Fос)зона 1соответствует, когда Fос < (δ)пор·Sк, а зона 3 – когда происходит зашламование забоя или износ резцов (рис.21).
Рис. 21
На рис. 22 приведены зависимости скорости бурения от частоты вращения, где при превышении определенного значения n, рост скорости может снижатся из за зашламования забоя, либо за счет интенсивного износа ПРИ. При бурении твердосплавными коронками из-за низкой теплопроводности твердого сплава -могут сгорать резцы.
Рис. 22
При алмазном бурении в твердых породах в качестве параметра режима бурения может использоваться величина углубки за оборот- hоб , где скорость углубки будет Vм =hоб n. Для каждого сочетания коронка – порода существует оптимальное значение hоб , обеспечивающее максимальную производительность при нормальном износе алмазного инструмента. 
Рис. 23 Зависимость затрат мощности – N, осевой нагрузки на ПРИ – Fос и
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 604; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!