Cтраница 3
В крепких и весьма крепких породах ( [ гск ] - 20 0 - 7 - 25ОМПа) усилие самозаклинивания может достигать максимального значения, равного Рос ( рис. 5 - 22, в), но объемного разрушения породы практически не происходит. Получает развитие процесс истирания породы сплошным забоем, при этом скорость износа керна при бурении крепких и весьма крепких пород существенно меньше номинальной механической скорости бурения. Контрольно-измерительная аппаратура станка отмечает снижение механической скорости практически до нуля, что требует принятия экстренных мер по ликвидации самозаклинивания вплоть до подъема бурового снаряда на поверхность. Процесс бурения прекращается ( иы 0) и соответственно прекращается износ керна. [31]
В интервалах дробленых и сильнотрещиноватых пород она снижается до 560 об / мин. Осевая нагрузка устанавливается в зависимости от физико-механических свойств пород и состояния алмазных коронок. По мере заполирования алмазов, вызывающего снижение механической скорости, осевая нагрузка ступенчато повышается до 1500 - 1700 кгс. Для поддержания механической скорости на оптимальном уровне необходима своевременная замена коронок. [32]
Дело в том, что после продолжительного ( например, из-за спуско-подъемных операций) перерыва в бурении на забое успевает сформироваться фильтрационное поле давлений с минимальными градиентами давления в призабойной области. Такой забой в первый момент разрушается легче. На участке 2 - 11 наблюдается снижение механической скорости в результате постепенного износа вооружения. [33]
При бурении в мягких породах это может вызвать размывание стенок скважины и образование каверн или обвалов, что увеличивает интенсивность искривления скважин. При бурении в твердых породах, особенно дробью, режим промывки имеет еще большее значение. В случае применения слишком интенсивной промывки дробь выносится из-под торца коронки в затрубное пространство. Это приводит к снижению механической скорости и более интенсивной разработке стенок скважины. При недостаточной интенсивности промывки, особенно при дробовом бурении, также снижается механическая скорость и более сильно разбуриваются стенки скважины избыточным количеством дроби или шлама у забоя. В том и другом случаях увеличивается интенсивность искривления скважин. [34]
Исследованиями, выполненными в ВИТР, установлено, что наиболее надежным и достоверным критерием, по которому можно судить о степени износа алмазной коронки ССК, является уровень снижения механической скорости бурения. Этот показатель непосредственно обусловлен износом алмазов и, следовательно, объективно отражает их расход. При бурении импрегнированными коронками механическая скорость, как правило, сохраняется на постоянном уровне и резко снижается в конце отработки в результате износа импрегнированного слоя, что служит надежным сигналом для замены коронки. При бурении однослойными коронками снижение механической скорости в процессе отработки происходит постепенно и в этом случае необходимо определить то значение механической скорости, при котором целесообразно прекратить бурение и заменить коронку. Это значение механической скорости определяется геолого-техническими условиями бурения и принятыми критериями эффективности. [35]
Как следует из законаРетинтера о пропорциональности затрат величине вновь О бразОТЗнной поверхности, энергозатраты велики, относительный износ долота ( износ на единицу) большой, проходка на долото незначительная, затрудняется удаление образующегося шлама ( мелкого) из бурового раствора. Относительно большой при поверхностном разрушении пород может быть лишь проходка на долото с очень высокими твердостью и износостойкостью рабочей поверхности, особенно при бурении в неабразивных породах. Необходимый расход бурового раствора для очистки забоя в этой области разрушения невелик, следует лишь обеспечить охлаждение долота. Введение смазывающих добавок в раствор может иногда обусловить даже снижение механической скорости. [36]
Таким образом, с учетом диаметра скважины 94 % объема пробурено на повышенных частотах вращения. В некоторых разновидностях перидотитов при увеличении частоты вращения с 480 до 576 об / мин наблюдалось снижение механической скорости. [37]
Высокая частота вращения вала и связанного с ним шарошечного долота может сделать время контакта зубцов с горной породой забоя недостаточным для реализации объемного режима ее разрушения. В особой степени это проявляется при бурении пластичных твердых пород. С другой стороны, малый момент инерции вращения системы вала турбобура делает его применение в условиях упруго-пластичных, особенно мягких пластичных пород долотами со значительным скольжением, так же недостаточно эффективным. Резкие колебания момента сил сопротивления вращению долота становятся причиной неустойчивой работы турбобура, резких колебаний крутящего момента и частоты вращения, в ряде случаев даже приводят к его остановке. Следствием этих негативных факторов становится снижение механической скорости и проходки на долото. Несмотря на более чем достаточную гидравлическую мощность турбины, она реализуется на забое неэффективно, главным образом из-за отмеченных выше недостатков его моментной характеристики турбобура. [38]
Объем выколотой зубом шарошки породы зависит от ряда факторов: твердости породы, дифференциального давления, контактного давления, степени очистки забоя, времени контакта, обусловленного способом бурения и конструкцией инструмента. С ростом Рдаф увеличивается способность пород к пластической деформации и требуется большее время контакта. Кроме того, дифференциальное давление уплотняет частицы выбуренной породы, которые перед удалением с забоя могут перегруппировываться по нескольку раз. Последнее вызывает излишний расход энергии и снижение механической скорости. [39]
Неравномерная схема расположения зубчатого вооружения предусматривает расположение зубьев на венцах шарошек с различной величиной шага. Такая схема разрабатывается в долотах, используемых для бурения скважин в твердых монолитных породах, когда при бурении обычным вооружением образуются междузубые непораженные участки забоя, так называемые рейки, когда шаг зубьев на шарошке совпадает с шагом профиля канавок, полученных на забое от внедрения зубьев. При этом происходит удар зубьев в одни и те же лунки в их наиболее глубокие точки, где порода менее всего подвержена разрушению. Поэтому резко уменьшаются сколотый объем разрушенной породы и механическая скорость. С неравномерной схемой расположения зубьев шарошечные долота осуществляют проходку без снижения механической скорости при бурении скважин в породах различной крепости. [40]
Частичное крепление стенок скважины и интибирование коллоидных глин известковыми растворами происходит за счет взаимодействия щелочи и извести с глинами с образованием минерала силикатного типа. Калиевые растворы с КС1 относятся к недиспергированным и применяются при разбуривании высококоллоидных глин, но они малоэффективны при разбуривании аргиллитов и вызывают трудности при использовании высокоутяжеленных растворов, причем реакция КС1 с глинами обратимая. При использовании КОН реакция с глинами необратимая, и он успешно может заменить NaOH в известковых растворах. Растворы с добавками КОН и извести при рН 8 - 9 способствуют большему удалению крупных частиц шлама и меньшей его диспергации, чем при добавках NaOH и извести. Хотя при правильно подобранном соотношении КОН и извести фильтрация выше, чем при добавках NaOH и извести, однако это не влияет на сохранность глинистых пород на стенках скважины ( за исключением проницаемых пластов), так как ингибирование глин происходит химическим путем. Следует отметить, что повышение устойчивости стенок скважины при использовании калиевых растворов и их разновидностей может привести к снижению механической скорости и проходки на долото при расширке скважины и смене породораз-рушающего инструмента. Этот тип раствора получают путем ввода в известковый раствор КОН вместо NaOH или готовят вновь с использованием любой вышеприведенной рецептуры калиевых растворов с дополнительным использованием извести. [41]
Влияние осевой нагрузки на искривление скважин сказывается вполне определенно. С повышением осевой нагрузки возрастает действие отклоняющей силы, увеличивается перекос бурильной компоновки и, соответственно, растет интенсивность искривления. Но с увеличением осевой нагрузки до известных пределов растет механическая скорость, а с этим связано снижение интенсивности искривления. Поэтому увеличение осевой нагрузки при соответствующих мерах, уменьшающих перекос компоновки низа бурильного инструмента и повышающих ее жесткость, может сказаться благоприятно. Влияние осевой нагрузки особенно ощутимо при бурении дробью, что связано с технологическими особенностями этого способа. При чрезмерной нагрузке, кроме увеличения отклоняющих сил, из-под торца коронки выдавливается дробь, что приводит к более интенсивному разбуриванию стенок ствола скважины и снижению механической скорости. [42]