Cтраница 1
Зубья шарошечного долота находятся в контакте с горной породой весьма короткое время, а выйдя из контакта, интенсивно охлаждаются промывочной жидкостью непосредственно со стороны рабочей поверхности. Это позволило резко увеличить удельную мощность, реализуемую зубьями, по сравнению с лопастными долотами без опасности развития катастрофического изнашивания. [1]
В результате многократных контактов зубьев шарошечного долота с породой происходит интенсивное образование разветвленной системы искусственных трещин и микротрещин. При этом создаются благоприятные условия для проникновения ПЖ в околоскважинную часть пласта. Глубины проникновения ПЖ в пласт изменяются в широких пределах и зависят от большого числа факторов. В процессе образования новых трещин наиболее подвижная часть ПЖ - фильтрат проникает в ПЗС и вызывает ухудшение коллекторских свойств пласта. [2]
В результате многократных контактов зубьев шарошечного долота с породой происходит интенсивное образование разветвленной системы искусственных трещин и микротрещин. При этом создаются благоприятные условия для проникновения ПЖ в околоскважинную часть пласта. Глубины проникновения ПЖ в пласт изменяются в широких пределах и зависят от большого числа факт. В процессе образования новых трещин наиболее подвижная часть ПЖ - фильтрат проникает в ПЗС и вызывает ухудшение коллекторских свойств пласта. [3]
Расчеты показывают [16], что уровень удельной энергии удара зубьев шарошечного долота не превышает уровня энергии, соответствующего области второго скачка разрушения горных пород средней твердости. [4]
Размер характерных частиц должен быть соизмерим с выпуском резцов твердосплавной или алмазной коронки или с шагом зубьев шарошечного долота. [5]
Изучая механизм внедрения зуба шарошечного долота в породу, Г. И. Васильев и Г. А. Баба-лян показали, что при объемном разрушении пород пластифицирующий эффект ПАВ снижается в связи с тем, что скорость проникновения ПАВ меньше скорости разрушения породы. Роуленд доказал, что при работе с водным раствором смесей растворимых масел ( 1 %) основным является эффект смазывания алмазной коронки и обусловленные этим снижение момента, неоЗходимого для вращения бурового инструмента, и уменьшение износа-коронки. [6]
Лопастные долота значительно отличаются от шарошечных долот по принципу их воздействия на породу, по области их применения, по конструкции и по ассортименту. Они производят на забой преимущественно режущее и скоблящее действие без качения, ударов и вибрации, характерных для шарошечных долот. Лопастное долото внедряется в породу за 1 оборот бурильной колонны обычно на большую глубину, чем шарошечное и имеет большой объемный контакт с нею без доступа охлажда-юще-очищающего агента. При этом поверхности и элементы, входящие в контакт с породой, не могут сменяться, как при перекатывании шарошки, и сильно разогреваются при бурении1 вследствие трения. Исследования показали, что температура периферийной поверхности лопастных долот при бурении может превышать 1300 С, тогда как поверхностные слои зубьев шарошечного долота не разогреваются более 850 С. Это приводит к более интенсивной потере диаметра долота, что является главным недостатком лопастных долот. [7]
В реальных условиях бурения часто сочетаются процессы поверхностного, усталостного, а также наиболее эффективного объемного разрушения. Усталостное разрушение обусловливается снижением сопротивляемости породы при многократном приложении к ней относительно невысокой нагрузки. При объемном разрушении контактное давление за забой, обусловленное осевой нагрузкой, больше предела прочности породы, и скалывание частиц происходит при однократном воздействии зубьев шарошек на породу. Таким образом, характер разрушения породы шарошечными долотами определяется соотношением между контактным давлением, создаваемым зубьями шарошек, и прочностью породы. На сопротивляемость горных пород разрушению значительно влияют механические свойства горных пород. В настоящее время наиболее распространена методика определения механических свойств путем статического вдавливания цилиндрического пуансона с плоским торцом в предварительно подготовленную поверхность. Однако между процессом статического вдавливания и воздействием зуба шарошечного долота на породу имеется отличие, заключающееся в присутствии фактора динамичности. [8]
Однако но продольным колебаниям вполне возможен наземный контроль скорости вращения шарошек. Поэтому были проведены исследования продольных колебании па устье скважины. Опыт таких исследований практически отсутствует. Основу разработанной методики составляют электронные усилительные и измерительные приборы. Выполнен теоретический анализ процессов формирования упругих волн продольной деформации бурильной колонны, образующихся при динамическом воздействии зубьев шарошечного долота на забой. Получены и проанализированы формулы мощности и энергии упругих волн в колонне, а также силовые и энергетические функции зубцового воздействия па забой с учетом действия осевой нагрузки. [9]