2. Особенности режима бурения роторным способом

При роторном бурении отсутствует ярко выраженная взаимосвязь параметров режима бурения и, следовательно, влияние их друг на друга.

Поэтому оптимальный режим роторного бурения включает в себя сочетание наивыгоднейших значений каждого параметра в отдельности.

При выборе режима бурения долотами серий ГНУ и ГАУ следует учитывать следующее: верхнему уровню величин осевых нагрузок на долота соответствует нижний уровень частот вращения и наоборот; в пластичных, вязких глинистых, а также слабо сцементированных малоабразивных песчано-глинистых и песчаных породах целесообразно бурить при близких к максимальным частотам вращения и пониженных величинах осевой нагрузки на долото; в песчаных и других абразивных породах, а также трещиноватых и обломочных целесообразно снижать частоту вращения ротора во избежание повышенного износа и разрушения вооружения, герметизирующих элементов опор шарошек, козырьков и спинок лап.

Режим бурения, особенно долотами с твердосплавным вооружением и герметизированными опорами, должен выбираться таким, чтобы не допускалось вибраций бурильной колонны.25 % против величины, создаваемой при низкооборотном режиме в тех же условиях.

Переход на высокооборотный режим вращения бурильной колонны может сопровождаться в отдельных породах обвалами стенок скважины и увеличением момента вращения бурильного инструмента.

Следует отметить некоторые особенности режима бурения с очисткой забоя воздухом или газом, одной из которых является бурение на сравнительно невысоких скоростях вращения ротора.

Количество шламовой пыли должно быть минимальным, так как обильное выделение ее указывает на процесс разрушения истиранием, и для перехода на объемный режим разрушения следует увеличить нагрузку на долото и уменьшить скорость вращения ротора, если она была завышена.

3. Особенности режима бурения турбинным способом.

Перепад давления на турбине должен быть в пределах, допускаемых насосными установками, применяемыми при бурении глубоких скважин, и для избежания толчков давления в системе не должен существенно изменяться при изменении режима работы турбины.

Основная задача проектирования режима турбинного бурения как раз и заключается в установлении режима работы буровых насосов, подборе типов турбобуров и осевой нагрузки на долото для различных участков ствола скважины таким образом, чтобы получить наиболее высокие качественные и количественные показатели бурения.

При режиме работы турбобура, характеризуемым точкой В, частота вращения вала составляет 800 об/мин, а развиваемый им крутящий момент 1 Н • м.

При тормозном режиме, т.

С увеличением частоты вращения КПД возрастает, затем, достигнув своего максимального значения, с дальнейшим увеличением частоты вращения начинает уменьшаться и при режиме холостого хода вновь становится равным нулю.

Режим работы турбобура, при котором его КПД достигает своего максимального значения, называется оптимальным.

Частота вращения вала на оптимальном режиме примерно в два раза меньше скорости вращения вала турбины на холостом ходу, а крутящий момент в два раза меньше тормозного момента.

При переходе от режима холостого хода к тормозному перепад давления на турбине несколько увеличивается.

Рабочая характеристика турбобура позволяет правильно подобрать режим его работы при данной подаче буровых насосов.

Применение в турбобурах опор качения и турбин, перепад давления на которых при постоянном расходе жидкости уменьшается от холостого к тормозному режиму, дает возможность работать на низких оборотах, улучшает запуск турбобура на высокоабразивных и утяжеленных глинистых растворах, обеспечивает способность турбобура работать на повышенных нагрузках на долото.

Для этого турбобур соединяют с ведущей трубой и проверяют плавность его запуска при производительности насосов, соответствующей нормальному режиму его работы.

При постоянной производительности насосов перепад давления в турбобуре с изменением режима его работы почти не меняется.

4. Особенности режима бурения винтовыми (объемными) забойными двигателями

При выборе рациональных параметров режима бурения винтовым забойным двигателем необходимо учитывать особенности его характеристик: пропорциональность частоты вращения расходу бурового раствора; сравнительно «жесткую» скоростную характеристику под нагрузкой (в зоне устойчивой работы двигателя от режима холостого хода до режима максимальной мощности частота вращения уменьшается на 15.

5. Особенности режима бурения электробурами.

Для этого закачивают газ (воздух) в повышенные части пласта при газонапорном и газовом режимах залежи или воду в законтурные зоны при водонапорном режиме.

Особенности режима бурения алмазными долотами

Оптимальный режим бурения устанавливается после получения максимальной механической скорости проходки при минимальном крутящем моменте.

6 . Особенности режима бурения алмазными долотами.

7. Упругие свойства горных пород.

8. Пластические свойства горных пород (пластичность)

9. Твердость горных пород.

10. Абразивность горных пород.

11. Сплошность горных пород.

12. буровые растворы на водной основе: малоглинистые (для бурения верхней толщи выветрелых и трещиноватых горных пород), соленасыщенные (при бурении в мощных толщах соленосных пород), ингибированные (обработанные химреагентами для предупреждения набухания разбуриваемых пород и чрезмерного обогащения раствора твердой фазой) и т.д.

13. Технико-экономические показатели при бурении скважин с использованием воды в качестве промывочной жидкости улучшаются за счет следующих основных преимуществ, которые вода имеет по сравнению с глинистым раствором: при бурении с промывкой забоя водой создается возможность увеличить мошносгь на долоте. Переход с глинистого раствора на воду позволяет увеличить производительность насосов в результа-

те уменьшения плотности и вязкости прокачиваемой жидкости при неизменной величине допустимого рабочего давления на выкиде

насосов;

улучшается работа буровых насосов и гидравлических забой ных двигателей, а также уменьшается расход запасных частей к ним. Вода содержит меньше шлама и песка по сравнению с глинис- тым раствором, так как при прохождении через очистную систе му частицы выбуренной породы почти полностью выпадают из воды.Существенным недостатком воды является непригодность ее для вскрытия и бурения продуктивных нефтяных и газовых горизон тов, особенно с пониженным давлением. Проникая в нефтяные и газовые пласты, вода сильно затрудняет и усложняет их освое ние, является причиной уменьшения возможного дебита нефти и газа. Вскрываемые водой пласты небольшой продуктивности и низкого давления в ряде случаев освоить вообще не удается.

14. БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ НА НЕФТЯНОЙ ОСНОВЕ

В качестве базовых компонентов таких растворов обычно применяют сырую нефть, нефтепродукты и другие углеводороды (дизельное топливо, парафины, минеральные масла и др.).| Наборы компонентов, их концентрации и соотношения могут существенно меняться в зависимости от характера и условий буровых работ, однако в большинстве случаев речь идет о водоэмульсионных системах с соотношением воды и нефти около 1:6, хотя это соотношение может меняться в пределах от 1:1 до 0:1. Главное технологическое преимущество буровых растворов на нефтяной основе заключается в их высоких антифрикционных свойствах, что облегчает проходку наклонных и горизонтальных буровых стволов в твердых горных породах. Как правило, эти растворы подвергаются регенерации и повторному использованию, и потому их применение сопряжено с меньшим количеством отходов по сравнению с растворами на водной основе.

15. Под режимом бурения понимается сочетание регулируемых па­раметров, влияющих на качество бурения, к числу которых отно­сятся: осевая нагрузка (давление) на долото Р_д; частота вращения долота я; количество прокачиваемого бурового раствора Q_p; пока­затели бурового раствора (плотность, вязкость, показатель филь­трации, статическое напряжение сдвига). Сочетание этих парамет­ров, позволяющее получать наиболее высокие качественные и ко­личественные показатели бурения, называется рациональным {или оптимальным) режимом бурения.

В процессе бурения часто приходится отбирать керн, бурить сква­жину в неблагоприятных геологических условиях (зонах, склон­ных к поглощениям, осложнениям, связанным с нарушением це­лостности ствола скважины и т.п.), забуривать в сторону от ранее пробуренного ствола и т.д. Режимы бурения, применяемые в таких случаях, указываются специальными режимами.

Оптимальный режим бурения обеспечивает получение наилучших технико-экономических показателей бурения.

Рациональный режим бурения устанавливается с учетом технических возможностей бурового оборудования и инструмента. Например, известно, что в монолитных крепких породах бурение импрегнированными алмазными коронками необходимо осуществлять на высоких частотах вращения (>700 - 1000 об/мин), но применяемый буровой станок не имеет этих скоростей или бурильная колонна может обрываться, следовательно, приходиться это учитывать и устанавливать рациональную частоту вращения ниже возможностей коронки.

Специальный режим бурения применяется для получения заданных качественных показателей бурения или решения специальных задач. Значения параметров при этом режиме отличаются от значений оптимального режима. Например, специальный режим устанавливается при бурении по полезному ископаемому, которое подвержено разрушению от механических воздействий и потока промывочной жидкости. При этом уменьшается частота вращения снаряда и расход промывочной жидкости.