32

Тема 12.А спуско-подъемные операции

Продолжительность и число циклов нагружения подъемного меха низма буровой установки зависят от объема спуско-подъемных операций, который определяется суммарной длиной труб, спускаемых в скважину и поднимаемых из нее за все рейсы, выполняемые в процессе бурения до конечной глубины:

где S_СП0 — объем спуско-подъемных операций, м; S_СП и S_П — длина труб, спускаемых и поднимаемых за все рейсы.

В каждом рейсе, связанном со сменой долота, из скважины поднимают и спускают в нее одинаковое количество труб длиной, равной текущей глубине забоя скважины. Длина труб, спускаемых или поднимаемых за все рейсы

где L₁, L₂, . . . , L_z — текущие глубины забоя скважины по порядковым номерам рейсов; L_K — конечная глубина скважины; z_K — номер конечного рейса.

Т екущие глубины скважины зависят от проходки на долото:

h_z⁼L_z—L_z-1,

где h_z — проходка на долото в 2-м рейсе; L_z-₁ L_z — глубины скважины при (z—1)-м и z-м рейсах.

Проходка на долото и число рейсов, определяющие объем спуско-подъемных операций, зависят от глубины скважины и физико-механических свойств разбуриваемых пород, стойкости используемых долот, эффективности режимов бурения и других факторов, обусловленных технологией и техникой бурения. На рис. 13.1 приведен график, на оси абсцисс которого откладываются порядковые номера рейсов, а на оси ординат — глубина забоя скважины. Линия, соединяющая координаты полученных точек, называется кривой проходки. Фактическая кривая проходки 1, построенная по промысловым данным, представляет собой ломаную линию и указывает на отсутствие точной функциональной зависимости глубины забоя скважины от числа рейсов.

Это обусловлено многообразием факторов, влияющих на проходку долот по мере углубления забоя. Поэтому в теоретических расчетах пользуются корреляционными зависимостями, полученными путем подбора эмпирических формул. В результате рассмотрения статистических данных, полученных при бурении глубоких скважин в различных геологических районах, установлено, что кривые проходки с достаточной точностью описываются формулой

где Аиm — опытные коэффициенты.

Значения опытных коэффициентов выбирают из условия равенства сумм глубин забоя скважины за все рейсы по фактической 1 и теоретической 2 кривым проходки (рис. 13.1). Для этого интегрированием принятой функции находим сумму глубин забоя скважины:

Полученная величина равна площади на графике проходки, ограниченной кривой 2 проходки, осью абсцисс и ординатой конечного рейса.

Подставляя значение A = L_K/z_K^m, получаем

Исходя из принятого условия, составляем равенство

из которого находим коэффициент

Коэффициенты А и m имеют значения: A> 1; 0< m <1. Согласно формулам, при m = 1 кривая проходки выражается линейной зависимостью, а объем спуско-подъемных операций минимален. Уменьшение коэффициента m указывает на возрастание объема спуско-подъемных операций.

Пользуясь соответствующей формулой и опытными значениями коэффициентов А и m, можно определить:

- ожидаемый объем спуско-подъемных операций при бурении скважины заданной глубины

- проходку на долото за z-й рейс

- число рейсов за период бурения скважины до конечной глубины

- среднюю проходку на долото

Опыт бурения скважин в Среднем Поволжье и Азербайджане свидетельствует о значительных объемах спуско-подъемных операций, достигающих 800—1 800 тыс. м при бурении скважины глубиной 3 000—4 800 м.