Cтраница 3
В книге сформулированы проблемы поиска оптимальных режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами в условиях неограниченного изменения бури-мости пород в процессе отработки долота Изложены нетрадиционные решения указанных проблем, которые доведены до формализованных методик выбора оптимальных сочетаний долот и параметров режима бурения на основе математического моделирования процесса углубления скважины и прогнозирования результатов применения высоконапорных струй для промывки забоя Описаны условия и приведены результаты стендовых исследований насадок и промывочных узлов долот. Обоснован новый критерий оценки интенсивности струйной промывки и описана новая методика выбора оптимальных режимов струйной промывки при бурении. Приведены методики оптимизации условий применения гидромониторных долот. Предложены и обоснованы методы интенсификации промывки забоя, обеспечивающие увеличение глубины эффективного применения гидромониторных долот. [31]
Собственно разрушение горных пород струями при бурении нами не рассматривается. Однако одним из важнейших вопросов при создании гидромониторных долот является правильный выбор расстояния насадок от забоя, диаметра насадок и направления струи. Одним из главных недостатков в проектировании и применении гидромониторных долот долгое время было чрезмерное удаление насадок от забоя, низкие ( меньше 70 - 40 м / с вместо необходимых 100 - 140 м / с) скорости истечения, даже при бурении в известняках, доломитах, когда непосредственное разрушение пород струями практически исключалось. [32]
Реактивный момент через корпус турбобура передается соединенной с ним бурильной колонне, а активный - долоту. На создание крутящего момента перепад давления, срабатываемый в турбобуре, составляет от 3 до 7 МПа, а иногда и более. Это является большим недостатком турбобура, поглощающего значительную часть энергии, создаваемую насосом и затрачивающего ее на вращение долота, а не на очистку и эффективное разрушение забоя скважины, что практически исключает возможность применения гидромониторных долот. [33]
Реализация гидромониторного эффекта струй, выходящих из насадок долота с высокой скоростью, позволяет увеличить скорости бурения и проходку на долото в мягких породах в 2 - 3 раза. Очевидно, чем выше скорость струй, тем эффективнее работает гидромонитор. В США, Канаде и ряде других стран скорость истечения из насадок доводят до 80 - 100 м / с, при этом скорость проходки интервала. В более твердых сланцах скорости проходки за счет применения гидромониторных долот увеличиваются в среднем в 1 5 раза. [34]
Компенсаторы, имея резервный объем масла, компенсируют утечки его через уплотнения и передают внешнее давление внутрь узлов электробура посредством перемещающегося в цилиндре поршня, а усилием пружины поршня обеспечивается избыточное давление масла, направленное изнутри машины. Величина этого перепада давления должна быть 1 - 3 кгс / см2 независ имо от глубины бурения. Для долот обычных типов и оптимальных расходов раствора этот перепад составляет 3 - 20 кгс / см2, а при интенсивной прокачке и применении гидромониторных долот достигает 80 кгс / сма. [35]
Полученные данные показывают, что применение гидромониторных долот в сочетании с турбинным способом не обнаружило их заметного преимущества перед долотами с обычной промывкой, ни в одном из анализируемых интервалов проходки. В отдельных интервалах наблюдается даже некоторое ухудшение показателей проходки на долото, механической и рейсовой скорости проходки. Это объясняется тем, что гидромониторное долото, забирая на себя значительную долю перепада давления, ухудшает работу турбобура. В связи с тем, что при росте общего давления на манифольде резко возрастают потери промывочной жидкости ( особенно при бурении водой) в ниппеле турбоСу - ра и замковых соединениях бурильных труб уменьшаются крутящий момент и мощность турбобура. Поэтому бурение обьч-ными турбобурами ( типа ТС5Б без уплотненного ниппеля) пэи обычных давлениях, развиваемых двумя насосами У8 - 4 или У8 - 6, не обеспечивает гидромониторного эффекта, необходимого для улучшения показателей отработки долот. Определены показатели отработки, при достижении которых применение гидромониторных долот при турбинном способе бурения экономически целесообразно. [36]
Величина J в соответствии с формулой ( 9) зависит от дифференциального давления непосредственно. Дифференциальное давление более, чем от потерь давления в заколонном пространстве, зависит от плотности бурового раствора. В реальной практике бурения из-за неоптимального состава бурового раствора, неудовлетворительной работы системы его очистки плотность часто существенно превышает требуемые по условиям бурения. Поэтому представляет интерес посмотреть, как плотность бурового раствора влияет на изменение J с глубиной скважины. На рис. 3.4.4 приведены расчетным путем полученные зависимости J ( LCKa) при трех различных уровнях плотности раствора. Отрицательное влияние рЛиф на 7 очевидно, и оно неоспоримо доказывает справедливость того, что применению гидромониторных долот должна предшествовать работа по минимизации плотности и реологических параметров бурового раствора. Данные на рис. 3.4.5 подтверждают, что уменьшение реологических параметров или применение растворов, подчиняющихся степенной реологической модели ( например, полимерных малоглинистых буровых растворов) являются весьма эффективными технологическими мерами увеличения показателей работы и глубины результативного применения гидромониторных долот. [37]
Величина J в соответствии с формулой ( 9) зависит от дифференциального давления непосредственно. Дифференциальное давление более, чем от потерь давления в заколонном пространстве, зависит от плотности бурового раствора. В реальной практике бурения из-за неоптимального состава бурового раствора, неудовлетворительной работы системы его очистки плотность часто существенно превышает требуемые по условиям бурения. Поэтому представляет интерес посмотреть, как плотность бурового раствора влияет на изменение J с глубиной скважины. На рис. 3.4.4 приведены расчетным путем полученные зависимости J ( LCKa) при трех различных уровнях плотности раствора. Отрицательное влияние рЛиф на 7 очевидно, и оно неоспоримо доказывает справедливость того, что применению гидромониторных долот должна предшествовать работа по минимизации плотности и реологических параметров бурового раствора. Данные на рис. 3.4.5 подтверждают, что уменьшение реологических параметров или применение растворов, подчиняющихся степенной реологической модели ( например, полимерных малоглинистых буровых растворов) являются весьма эффективными технологическими мерами увеличения показателей работы и глубины результативного применения гидромониторных долот. [38]