Охлаждение - долото
Cтраница 3
 |
Центробежная тепловая труба с радиальным переносом тепла. 1 - приток тепла. 2 - отток тепла. 3-теплоноситель. 4 - пар. 5 - капли конденсата. [31] |
Тепловые трубы принципиально применимы для охлаждения бурового наконечника на забое скважины в процессе бурения. Охлаждение долота снижает тепловое воздействие как на мерзлые стенки скважины, так и на столбик керна горных пород. Работа таких труб, вращающихся вместе с долотом, может быть основана на использовании центробежных сил. [32]
 |
Принципиальная схема устройства электробура с маслонаполненным шпинделем. [33] |
Как и в обычном вращательном роторном бурении, разрушение породы на забое производится долотом, приводимым во вращение электродвигателем, опущенным в забой на колонне бурильных труб. Охлаждение долота и вынос на поверхность земли разбуренной породы осуществляется при помощи жидкости, прокачиваемой грязевыми насосами внутри колонны бурильных труб через гибкий резиновый шланг и вертлюг. [34]
Дисперсные системы обладают способностью получать и отдавать тепло. Эта способность используется для охлаждения долота и забойных двигателей, а также для нагревания или охлаждения призабойной зоны и стенок ствола скважины. По мере того, как в системе увеличивается жидкостная фаза, теплоемкость возрастает. Невысокая теплоемкость газообразных агентов по сравнению с теплоемкостью буровых растворов позволяет использовать воздух, туман и пену в зонах многолетнемерзлых пород. Однако воздух ( газ) не обеспечивает необходимого отвода тепла от долота и электробура. [35]
Износ матрицы должен соответствовать износу долота еще и в связи с необходимостью сохранения в процессе бурения зазоров между матрицей и породой и между режущими элементами. Эти зазоры необходимы для смачивания и охлаждения долота ( и особенно его алмазов) промывочной жидкостью. Поэтому необходимо, чтобы на рабочей матричной поверхности долота были выполнены специальные шламовые и промывочные канавки, соединенные с более широкими пазами ( называемыми также каналами) для свободного прохода потоков промывочной жидкости, выходящих из внутренней полости долота. Вся система описанных зазоров, канавок и пазов должна обеспечить тщательную очистку забоя и долота от выбуренной породы и достаточно интенсивное охлаждение алмазов. Этим требованием руководствуются и при выборе той или иной формы выполнения рабочей части алмазного долота и его рабочих органов, расположенных между пазами для прохода промывочной жидкости. [36]
Применение химически аэрированных растворов осложняет снижение подачи насосов, вынужденных работать на сжимаемой жидкости. В сочетании с лучшей очисткой забоя и охлаждением долота это обеспечивает при турбинном способе бурения увеличение механической скорости бурения и проходки на долото. Важно, чтобы процесс аэрации протекал бесперебойно, так как от этого зависит эффективная очистка забоя. [37]
Наряду с выполнением общих функций очистки забоя и охлаждения долота промывочные жидкости в процессе бурения скважин различного целевого назначения выполняют другие функции: предохраняют ствол скважины от обвалов, сужений и осыпаний горных пород, составляющих геологический разрез; образуют на стенках скважины плотную корку, ограничивая проникание фильтрата в пласты; сохраняют природные свойства коллектора при его вскрытии; предотвращают поступление пластовых вод, нефти, газа в скважину и открытое фонтанирование при бурении; удерживают в стволе скважины частицы выбуренной породы во взвешенном состоянии, предотвращая оседание шлама на забой при перерывах в промывке. [38]
Недостаточный расход промывочной жидкости ведет также к возникновению больших контактных температур во вставках и, как следствие, к их преждевременному растрескиванию и выкрашиванию. Обычно расход промывочной жидкости, применяемый при нормальной работе турбобура, является достаточным для охлаждения долота и очистки забоя. Однако на практике встречаются случаи резкого ухудшения промывки забоя вследствие размыва бурильных труб или чрезмерной утечки жидкости через ниппель турбобура, что приводит к прихвату или преждевременному выходу инструмента из строя. [39]
Первоначально назначение промывки ограничивалось очисткой забоя от частичек выбуренной породы и их выносом из скважины, а также охлаждением долота. [40]
В настоящее время не представляется возможным дать полное решение комплексной проблемы рациональной промывки скважин, поскольку для этого еще не накоплен необходимый материал. Нами рассматриваются некоторые наиболее важные и недостаточно изученные вопросы очистки забоя скважины от выбуренной породы, разрабатываются вопросы смазки и охлаждения долота в целях более рационального использования подводимой к долоту энергии, повышения стойкости вооружения и опор и улучшения технико-экономических показателей бурения. [41]
Алмазным инструментом необходимо бурить при строго оптимальных осевых нагрузках. Бурение при заниженных осевых нагрузках может привести к повреждению инструмента из-за колебаний низа бурильной колонны, а при завышенных - кцо-ломке инструмента в результате резкого увеличения крутящего момента, ухудшения очистки и охлаждения долота. [42]
Однако насколько оправдано стремление к высокому М, настолько же целесообразно стремление к низкому Q. Естественно есть разумные пределы в установлении величины Q, но они должны определяться не ГЗД, которому для создания необходимых М и п как раз требуются высокие Q, а только условиями промывки забоя, выноса выбуренной породы на поверхность и охлаждения долота. [43]
При бурении частицы разрушенной породы должны полностью выноситься из-под долота, чтобы долото не затрачивало излишнюю энергию на размельчение уже выбуренной породы и меньше изнашивалось. Само долото при этом должно непрерывно охлаждаться. Вынос частиц с забоя и охлаждение долота производятся непрерывно струей глинистого раствора, накачиваемою в скважину насосом. [44]
Применение химически аэрированных растворов осложняет снижение подачи насосов, вынужденных работать на сжимаемой жидкости. Аэрация ( любая) позволяет в широких пределах регулировать плотность жидкостей ( от 0 1 до 1 0 г / см3) и тем самым снижать или увеличивать гидростатическое давление на забой. В сочетании с лучшей очисткой забоя и охлаждением долота это обеспечивает при турбинном способе бурения увеличение механических скоростей бурения и проходки на долото. Важно, чтобы процесс аэрации протекал бесперебойно, так как от этого зависит эффективная очистка забоя. [45]
Страницы: 1 2 3 4