7. Параметры режима бурения и показатели работы долота. Критерии оптимизации режима бурения.

Режим бурения – это совокупность тех факторов, которые влияют на эффективность разрушения породы, определяют интенсивность износа долота и которыми можно управлять в процессе работы долота на забое.

Факторы, определяющие режим бурения, называются параметрами режима бурения.

Основные параметры режима бурения:

• Расход бурового раствора Q, м³/с (л/с);

• Осевая нагрузка на долото G, кН (тс);

• Частота вращения долота n, с^-1 (об/мин).

• Плотность ρ, кг/м³ (г/см³) и другие свойства бурового раствора.

Показатели работы долота (показатели бурения скважины).

• Проходка на долото, h (м);

• Время механического бурения, t (ч);

• Механическая скорость проходки, Vм = h / t (м/ч);

• Рейсовая скорость бурения, Vр = h / t+tсп (м/ч);

• Эксплуатационные затраты на 1 м проходки (стоимость 1 м проходки), руб/м.

где, tсп – время на спуско – подъемные операции.

Стоимость одного прохода: См = (Сд + Сч (t + tсп))/h, где Сд – стоимость долота, Сч – расходы, необходимые для углубления скважин, выражаются в величине стоимости 1 часа работы буровой установки по затратам, зависящим от времени.

• Расход бурового раствора Q – обеспечивает полную и своевременную очистку забоя и скважины от шлама, а также работу ГЗД;

- условие очистки забоя: Q₁ – q_удF₃ (q_уд = 0, 57 – 0, 65 м/с)

- условие выноса шлама: Q₂ = VF_к (V = 0, 4 – 0, 6 м/с)

- условие работы ГЗД.

• Осевая нагрузка на долото G – создает необходимое усилие для разрушения горной породы на забое.

G = gD (g = 1, 5 – 15 кН/см.)

• Частота вращения долота n – оказывает влияние на скорость углубления забоя.

- низкооборотный режим n<150 об./мин.

- среднеоборотный режим n = от 150 до 450 об./мин.

- высокооборотный режим n = от 450 до 750 об./мин.

• Проходка на долото (h) – количество метров, пробуренных данным долотом от начала разрушения породы на забое до момента окончания его работы по углублению скважины;

• Проходка за рейс долота (h_р) – количество метров, пробуренных данным долотом от начала разрушения породы на забое до момента окончания его работы по углублению скважины и подъема долота на поверхность, с целью его повторного использования для бурения.

Обычно для шарошечных долот: h = h_р.

Для алмазных долот: h = сумме h_р.

• Время механического бурения (tм) - количество часов работы долота при разрушении породы на забое.

• Механическая скорость проходки – количество метров, пройденных данным долотом, за единицу времени механического бурения.

Механическая скорость проходки характеризует интенсивность разрушения породы на забое. Изменение текущей механической скорости связано с изнашиванием долота, чередованием пород по твердости, изменением режимных параметров в процессе отработки долота. Снижение механической скорости проходки свидетельствует о необходимости подъема долота.

• Рейсовая скорость бурения – количество метров, пройденных данным долотом за единицу суммарного времени механического бурения, спуско-подъема долота и вспомогательных работ. Рейсовая скорость определяет темп углубления скважины. Долото, поднятое при достижении максимума рейсовой скорости, обеспечивает наиболее быструю проходку ствола скважины.

• Эксплуатационные затраты на 1 м. проходки (стоимость одного метра проходки) равняются сумме стоимости долота, а также всех расходов, необходимых для углубления скважины в данном интервале бурения, отнесенных к длине этого интервала.

1. Стоимость проходки.

2. Рейсовая скорость проходки.

3. Частота вращения.

Критерии: hmax, Vmmax, Vрmax, Смmax.