Охлаждение - породоразрушающий инструмент
Cтраница 1
Охлаждение породоразрушающего инструмента и бурильных труб В процессе бурения происходит нагрев породоразрушающего инструмента за счет совершаемой на забое механической работы. Буровой раствор, омывая породоразрушающий инструмент, в результате конвекционного обмена отводит тепло. Эффективность охлаждения зависит от расхода бурового раствора, его теплофизических свойств и начальной температуры, а также от размеров и конструктивных особенностей породоразрушающего инструмента. [1]
 |
Схема обия. жи оборудования при разведочном бурении с продувкой воздухом. [2] |
Охлаждение породоразрушающего инструмента происходит главным образом за счет теплообмена с потоком сжатого воздуха. Чем выше температура сжатого воздуха, тем хуже охлаждается инструмент. Отрицательно влияет повышенная температура и на стойкость резиновых шлангов. Так как температура воздуха при сжатии повышается и существенно зависит от наружной температуры, нередко возникает необходимость в охлаждении сжатого воздуха перед его использованием в качестве промывочного агента. Особенно это актуально при бурении в районах с жарким климатом и в многолетнемерзлых породах. Необходимое качество сжатого воздуха достигается соответствующим подбором оборудования в циркуляционной системе. [3]
Для очистки скважины от шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента в процессе бурения в скважину закачивают с помощью насоса промывочную жидкость ( очистной агент), которая, доходя до забоя и затем изливаясь через устье скважины, охлаждает буровую коронку и выносит на поверхность частицы выбуренной горной породы. Кроме того, промывочная жидкость в скважине создает гидростатическое давление на ее стенки, способствуя повышению устойчивости пород, а при промывке глинистым раствором путем образования глинистой корки на стенках скважины. [4]
В настоящее время доказано [32], что условия охлаждения породоразрушающего инструмента при углублении ствола с использованием воздуха в сравнении с буровыми растворами резко ухудшаются. В процессе углубления ствола наиболее высокие температуры возникают в породообразующем инструменте. [5]
Промывочная жидкость должна обеспечивать не только вынос разрушенной породы и охлаждение породоразрушающего инструмента, не менее значительна ее роль как фактора, обеспечивающего устойчивость стенок ствола, а также как смазочного вещества, снижающего потери на трение при бурении. Поэтому характеристика глинистого раствора должна соответствовать условиям работы бурового оборудования с учетом горно-технических факторов. [6]
При вращательном бурении промывка является основным способом очистки забоя, охлаждения породоразрушающего инструмента и предотвращения обрушения стенок скважин. Промывочные жидкости должны также предотвращать выбросы нефти, газа и воды из скважины, поглощение в проницаемые и трещиноватые горизонты, обеспечивать стабильность свойств при химическом взаимодействии с подземными водами и при действии высоких забойных температур. При бурении гидрогеологических скважин промывочные жидкости должны обеспечить быстрое восстановление естественной проницаемости вскрываемых водоносных пластов. Кроме того, они не должны размывать выбуриваемый керн, при прекращении циркуляции обеспечивать удержание разбуренных частиц во взвешенном состоянии и облегчать разрушение забоя. [7]
Подача насоса определяется необходимым количеством жидкости для очистки скважины от шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента с учетом технологии бурения тем или иным способом, конструкции скважины, типа и размера бурильных труб. [8]
Основное назначение промывки ( продувки) заключаются в очистке забоя скважины и охлаждении породоразрушающего инструмента. Этим двум требованиям вполне удовлетворяет техническая вода - один из широко распространенных очистных агентов. Вода обладает большой подвижностью, малой вязкостью и относительно небольшим удельным весом. [9]
Первоначально назначение промывки ограничивалось очисткой забоя и выносом шлама из скважины, а также охлаждением породоразрушающего инструмента. [10]
Обратная промывка, при которой глинистый раствор поступает непосредственно в ствол и на забой, будучи насыщен частицами разрушенной породы, засасывается эрлифтом и поднимается вверх по кольцевому зазору, который образуется между воздушным трубопроводом, установленным внутри бурильной колонны, и ее стенками. Обратная промывка производит очистку забоя более интенсивно, однако охлаждение породоразрушающего инструмента ухудшается. [11]
Весь отработанный воздух поступает на забой для очистки забоя и охлаждения породоразрушающего инструмента. [12]
Бурение в режиме притока является в АО Татнефть новым, одним из наиболее прогрессивных и высокоэффективных способов вскрытия пластов. Сущность этого способа состоит в том, что при определенных условиях вместе с буровым раствором или отдельно для очистки забоя и удаления выбуренной породы из скважины, а также для охлаждения породоразрушающего инструмента используются газообразные агенты. [13]
При колонковом бурении через бурильную колонну на поро-доразрушающий инструмент, непосредственно воздействующий на породу забоя, передается осевое усилие, необходимое для внедрения разрушающих элементов ( резцов) в породу, и крутящий момент для преодоления сил сопротивления со стороны забоя. Кроме того, колонна бурильных труб является каналом для подведения к породоразрушающему инструменту очистного агента, с помощью которого осуществляется очистка забоя от продуктов разрушения и удаления их на поверхность, а также для охлаждения породоразрушающего инструмента. [14]
К основным операциям процесса бурения скважин относятся механическое углубление, промывка, крепление, испытание и опробование пластов, геофизические исследования. Помимо основных операций осуществляются монтаж и демонтаж оборудования, подготовительные работы и строительство коммуникаций. Каждая из указанных операций имеет соответствующее функциональное назначение и преследует достижение определенных целей. Так, функциональным назначением механического углубления является разрушение горных пород, а промывка скважин осуществляется для очистки ствола от разрушенной породы, поддержания в устойчивом состоянии стенок скважины, создания противодавления на пласты, привода забойного двигателя, гидродинамического воздействия на забой, охлаждения породоразрушающего инструмента и снижения трения труб о стенки скважины и в опорах долота. Операции углубления и промывки имеют целью создание горной выработки заданных размеров и конфигурации. Функциональное назначение крепления состоит в спуске обсадной колонны необходимой длины и заполнении определенной части затрубного пространства тампонажным материалом для разобщения пластов друг от друга и дневной поверхности. [15]
Страницы: 1