Cтраница 2
Вращающий момент по мере удаления расчетного сечения колонны от забоя уменьшается под действием противодействующего ему момента сил трения бурильной колонны о стенки скважины. [16]
Фактически длина сжатого участка колонны будет больше, так как часть веса труб идет на преодоление сил трения пространственно деформированной бурильной колонны, прижимающейся к стенкам скважины. Силы взаимодействия колонны, изогнутой по винтовой линии, с ограничивающими стенками скважины зависят от длины разгруженной на забой части колонны, жесткости колонны и разности диаметров труб и ограничивающей цилиндрической поверхности. [17]
Бурение на больших глубинах ( 3000 - 5000 м) с помощью наземных автоматических устройств подачи долота малоэффективно из-за сил трения бурильной колонны о стенки скважин, значительно искажающих измеряемые на поверхности осевые нагрузки на долото. При турбинном бурении силы трения колонны труб о стенки скважины увеличиваются, потому что колонна труб неподвижна. Кроме того, на устойчивую работу турбобура влияют кратковременные изменения нагрузочного момента. С увеличением глубины может возникнуть неустойчивый режим работы турбобура. На практике бурильщики во избежание остановок турбобура работают при малых нагрузках и больших скоростях его вращения, вследствие чего ухудшаются показатели бурения. [18]
Роторное бурение на больших глубинах ( 3000 - 5000 м) с помощью наземных автоматических устройств подачи долота малоэффективно из-за сил трения бурильной колонны о стенки скважин, значительно искажающих измеряемые на поверхности величины осевых нагрузок на долото. При турбинном бурении силы трения колонны труб о стенки скважины увеличиваются, потому что колонна труб неподвижна. Кроме того, на устойчивую работу турбобура влияют кратковременные изменения нагрузочного момента. С увеличением глубины может возникнуть неустойчивый режим работы турбобура. Этот режим работы может наступить в зоне малых частот вращения. В результате на практике бурильщики во избежание остановок турбобура работают при малых нагрузках и больших частотах вращения, из-за чего ухудшаются показатели бурения. [19]
Как видим, мощность, необходимая для привода ротора, с увеличением скорости вращения резко возрастает прежде всего вследствие быстрого роста потерь на трение бурильной колонны о стенки скважины. Коэффициент полезного использования этой мощности, представляющий отношение мощности, затраченной на разрушение породы, к мощности Л р, существенно снижается. [20]
Формулы для определения динамической нагрузки на долото ( 9) - ( 12) выведены без учета ряда факторов, в частности без учета влияния силы трения бурильной колонны о стенки скважины. Вывод формул ( 8) - ( 11), как показал П. В. Балицкий [4], принципиально одинаков и основан на равенстве энергии за время движения системы, совершающей вынужденные продольные колебания, а различия имеются только в определении скорости движения низа колонны в момент удара зуба шарошки о забой. [21]
Трение бурильной колонны о стенки скважины влияет и на передачу крутящего усилия исполнительному звену запорного клапана при выполнении операций по закрытию скважины для записи кривых восстановления давления или открытию скважины для проведения второго периода притока. [22]
Антивибрационные смазки являются наиболее распространенным и эффективным средством снижения вибраций колонны бурильных труб при алмазном бурении. Смазки позволяют значительно уменьшить силу трения бурильной колонны о стенки скважины и снизить продольные и крутильные колебания. Смазки являются своеобразным демпфером, поглощающим удары колонны о стенки скважины, в результате чего снижаются поперечные вибрации и стенки скважины меньше разрушаются. [23]
Однако движение сечения возможно даже при отсутствии продольных активных сил под действием силы инерции. Рассмотрено несколько различных распределений сил трения вдоль бурильной колонны. [24]
Сюда входят и затраты энергии на преодоление трения бурильной колонны о стенки скважины. Примерно 15 - 20 % энергии затрачивается на проведение спуско-подъемных операций, связанных с заменой изношенного долота новым. На очистку забоя скважины от выбуренной породы и вынос ее на дневную поверхность используется 70 - 80 % энергии. Энергии, расходуемой только одной буровой установкой типа F-200 или F-320 общей мощностью 2 - 3 тыс. кВт, вполне достаточно для удовлетворения потребностей небольшого города. [25]
При работе бурильной колонны в скважине в процессе механического бурения и спуско-подъемных операций ( - СПО) стенки бурильных труб подвергаются абразивному износу. Основными факторами, влияющими на интенсивность износа, являются трение бурильной колонны при ее вращении в процессе бурения и осевом перемещении в процессе СПО о стенки скважины, а также износ труб промывочной жидкостью, содержащей абразивные частицы шлама и утяжелителя. [26]
Контроль за осевой нагрузкой наземными приборами не дает возможности установить оптимальную эффективность работы породоразрушающего инструмента при колонковом бурении и учесть потери ее в процессе бурения. Для установления действительной осевой нагрузки на коронку необходимо учитывать дополнительные нефиксируемые силы [4, 11]: сопротивления, вызванные трением бурильной колонны о стенки скважины, и гидравлический подпор. [27]
Например, при использовании вместо жидкостей на водной основе гидро-фобно-эмульсионных растворов на 25 - 30 % снижаются потери энергии на трение бурильной колонны о стенки наклонных скважин. [28]
Сахалин на месторождении Одопту-море ( Северный купол) акционерным обществом Роснефть-Сахалинмор - нефтегаз показал, что разработанная рецептура раствора значительно снижает потери энергии на трение бурильной колонны стенки скважины и вероятность прихватов бурильного инструмента и обсадной колонны. На рисунке и в табл. 1 приведены данные по отходам и конструкция одной из скважин. [29]
Фактором, ограничивающим увеличение скорости вращения долота, может быть также мощность привода ротора. Мощность, затрачиваемая на роторное бурение, складывается из мощности N %, расходуемой долотом на разрушение породы, трение о забой и осевые перемещения бурильной колонны, а также на трение долота о боковые стенки скважины, мощности N на трение бурильной колонны о жидкость и стенки скважины, мощности Nz на преодоление сопротивлений в наземной системе передач от двигателя до ведущей трубы и мощности N3 на промывку скважины. [30]