Понятие о режиме бурения.

Режим бурения – сочетание факторов, определяющих скорость и стоимость проходки конкретной пачки г.п.

Пачка – это непрерывный интервал бурения, в котором геолого-технические условия бурения принимаются постоянными и не зависящими от глубины. Их называют пачки одинаковой буримости.

Основные факторы режима бурения:

• тип и класс породоразрушающего инструмента;

• режим работы породоразрушающего инструмента;

• способ вращения.

Режим работы долота.

Основные параметры:

1. осевая нагрузка на долото, кН;

2. частота вращения долота, об/мин;

3. количество промывочной жидкости или воздуха, подаваемого на забой для выноса шлама, м³/с.

1 - Осевая нагрузка – G=q_i·D, q_i – интенсивность осевой нагрузки, кН/мм, D – диаметр долота.

Предельное значение q_i 0,5-1,5 кН/мм (0,5 – для маленьких долот, 1,5 – для больших долот).

2 – Частота вращения n, об/мин.

а) низкооборотное бурение n<90 об/мин

б) среднеоборотное бурение 90<n<250 об/мин

в) высокочастотное бурение n>250 об/мин

Промывка или продувка скважины должна своевременно обеспечивать удаление шлама, смазывать трущиеся поверхности, отводить температуру и обеспечивать нормальную работу забойных двигателей.

Расход бурового раствора определяется:

1) условия очистки забоя

Q₁=q_уд·F_з – площадь забоя.

F_з=πD²/4=0,785D²

q_уд – удельный расход бурового раствора, q_уд = 0,75-0,65 м/с.

2) условия подъема шлама

Q₂=U·F_к

F_к – площадь кольцевого пространства, F_к=0,785(D²-d²)

U – скорость вращения

Бурение под колонну	Способ бурения	U, м/с
		вода	глин. раствор
кондуктор	ротор двигатель	­-- --	0,2-0,3 0,3-0,4
технич. и эксплуатац. колоны	ротор двигатель	0,5-0,6 0,6-0,7	0,4-0,5 0,5-0,6

3) из условия обеспечения работы гидравлического двигателя

, M_D – момент, который необходимо сообщить двигателю, K_D – параметр забойного двигателя, определяется по таблицам.

Анализируются все три условия, выбирается наибольший.

Выбор типа долота

Долото для режимной пачки должно удовлетворять следующим требованиям:

1. соответствовать твердости разбуриваемых горных пород

2. обеспечивать высокую скорость разрушения

3. вооружение должно обеспечивать высокую стойкость опоры

Решается в 2 этапа:

1. отбираются статистические данные по соседним площадям и различным скважинам данной площади

2. выполняются гистограммы – обычные графики зависимости твердости от типа долота. На следующем этапе производится оптимальный подбор типоразмера долота и определение его потребного количества.

Основные показатели работы долота

1) H – проходка на долото, м.

Определяется производительностью долота, т.е. длиной ствола скважины, пробуренного данным долотом до износа.

2) T – стойкость – время в часах, которое проработало долото.

3) V_м=H/T – механическая скорость проходки, м/ч.

4) Интенсивность разрушения горной породы (проходка за один оборот долота) H₀=V_м/n_g

5) Рейсовая скорость , Т – собственно время бурения, Т_сп – время спускоподъемных операций, Т_в – вспомогательное время.

Функциональная система и классификация породоразрушающего инструмента

Требования к долотам:

1. высокая разрушающая способность

2. высокая износостойкость

3. низкая энергоемкость к разрушению горных пород

Функциональная система:

1. инденторы или резцы

2. система очистки и промывки забоя и вооружения

3. корпус и присоединительная резьба

4. в случае шарошечных инструментов опоры шарошек и система смазки их подшипников.

Вооружение непосредственно действует на разбуриваемую породу и является основной и самой дорогостоящей частью долота. Используются материалы:

1. Твердые металло-керамические сплавы. Твердые сплавы состоят из компонентов: карбид вольфрама + метал. кобальт, титан, тантал. WC – твердый, очень хрупкий, выдерживает большие температуры, высокие скорости, но легко ломается от ударов. Кобальт служит связкой для удерживания WC, Ti, Ta.

2. Литые наплавочные твердые сплавы (релит З).

3. Алмазное вооружение – технические алмазы – фиониты. Искусственные алмазы имеют однотипную кристаллическую решетку – плотноупакованный октаэдр. Имеют высокую твердость, жесткость, высокую теплопроводность, высокую хрупкость. Используются: фианит; борт – серые, коричневые неограненные, неправильной формы; баллос – серые, шаровидные, карбонадо – черные, серо-черные, плотные, мелкие; славутич – сверхтвердый композиционный материал, состоит из WC и равномерно внедренных в него синтетических алмазов.

Классификация породоразрушающего инструмента по вооружению

I. По общему назначению:

• Сплошным забоем

• С отбором керна

• Специального назначения

II. По воздействию на забой:

а) режуще-скалывающего действия – вооружение в виде лопастей, которое постоянно находится в контакте с забоем (РС).

б) истирающе-режущего действия – вооружение размещено на лопастях сектора шарошек и находится в регулярном контакте (ИТ).

в) дробяще-скалывающего действия (шарошки) – вооружение в виде зубчиков инденторов. В контакте всегда 3 зуба, контакт кратковременный, периодичный.

г) дробящего действия – ударное бурение.