2.2.Перенос энергии от насосов к забойным двигателям – турбобурам

При прокачке промывочной жидкости буровыми насосами затрачивается определенная энергия — электрическая или тепло­вая — в зависимости от рода двигателя, вращающего насосы. Эта энергия в основном превращается в кинетическую энергию потока промывочной жидкости, поступающего в скважину. Часть этой энергии затрачивается на вращение лопаток турбобура, в свою очередь вращающего породоразрушающий инструмент. Целью указанной функции является интенсификация процесса бурения.

При прочих равных условиях (глубине скважины, конструк­ции турбобура и т. д.) мощность турбобура, обеспечивающая разрушение породы и определяющая скорость бурения скважи­ны, возрастает с увеличением расхода промывочной жидкости. Однако увеличение расхода, как указывалось выше, ограничено величиной давления, создаваемого при прокачивании и определяе­мого сопротивлением, которое испытывает промывочная жид­кость на пути от насосов до выхода на дневную поверхность. Величина этого гидравлического сопротивления тем больше, чем глубже скважина и меньше диаметр бурильных труб, по кото­рым жидкость поступает к турбобуру, и чем меньше площадь сечения затрубного пространства, по которому жидкость воз­вращается на дневную поверхность. Дополнительное сопротив­ление потоку промывочной жидкости оказывают замки буриль­ных труб.

Обеспечение наименьших потерь напора жидкости поэтому достигается выбором соответствующей конструкции скважины, в которой предусматриваются и необходимые диаметры буриль­ных труб, и диаметр затрубного пространства. Однако это не всегда осуществимо, так как на выбор конструкции скважины влияют такие факторы, как глубина скважины, характер прохо­димых пород, условия залегания пластовых вод, нефти и газа и многие другие. Кроме того, уменьшение гидравлических сопро­тивлений связано со снижением вязкости промывочной жидкости. Среди промывочных жидкостей наименьшей вязкостью обладает вода, которая при использовании в турбинном бурении обеспечи­вает достижение наиболее высоких технико-экономических пока­зателей. Однако вода как промывочная жидкость может исполь­зоваться только в определенных условиях. Поэтому важнейшим условием осуществления рассматриваемой функции является уменьшение вязкости промывочных жидкостей, которые приме­няются для бурения скважин.

2.3.Размыв породы на забое скважины (гидромониторный эффект)

Прочность разбуриваемых пород меняется в очень широких пределах. Существуют и очень твердые, и очень мягкие породы. Некоторые из них, например глины, не только обладают неболь­шой прочностью, но еще более теряют ее под действием промы­вочной жидкости. Это свойство используют, применяя специаль­ные «гидромониторные» долота, снабженные насадками, с по­мощью которых создается мощная струя промывочной жидкости, ударяющая непосредственно в забой скважины. Удар струи вызывает дополнительное разрушение породы, увеличивая ско­рость бурения скважины. Последнее и является целью осуществ­ления рассматриваемой функции. Гидромониторный эффект воз­растает с увеличением расхода промывочной жидкости. Причи­ны, ограничивающие расход, рассматривались выше.