Основы бурения нефтяных и газовых скважин - Режим бурения

 

Режим бурения

 

Под режимом бурения понимается определенное сочетание параметров, влияющих на показатели бурения. К числу таких параметров относятся: 1) осевая нагрузка на долото; 2) частота вращения долота; 3)массовый расход прокачиваемой промывочной жидкости; 4)качество промывочной жидкости (плотность, водоотдача, статитическое напряжение сдвига).

Сочетание этих параметров, позволяющие получать наиболее высокие  качественные и количественные показатели бурения при данной технической вооруженности буровой,  называется рациональным (или оптимальным) режимом бурения.

На практике часто в процессе бурения  приходится отбирать керн, бурить скважину в неблагоприятных геологических условиях (зонах, склонных к поглощению, осложнениям, связанных с нарушением целостности ствола скважины и т. п.), забуривать в сторону от ранее пробуренного ствола и т. д. Режимы бурения, применяемые в таких условиях, называются специальными режимами.

Эффективность работы долота оценивается двумя показателями: механической скоростью проходки (в м /ч) и проходкой на долото (в м).

При  выборе режима бурения следует учитывать, что с  изменением одного параметра не всегда увеличивается механическая скорость проходки и проходка на долото. Для каждой породы  существует оптимальное сочетание на долото, частоты вращения долота и расхода промывочной жидкости.

При турбинном бурении изменение одного параметра режима бурения вызывает автоматическое изменение других. В случае увеличения расхода промывочной жидкости при неизменной нагрузке  на долото частота вращения вала турбобура  увеличивается прямо пропорционально. Если же нагрузка на долото будет увеличена, а расход промывочной жидкости останется постоянным, частота вращения  вала турбо бура уменьшится.

В   практике бурения скважин расход промывочной жидкости устанавливают с учетом обеспечения наивыгоднейших условий работы турбобура и наибольшего выноса пробуренной породы. С углублением  скважины в связи с уменьшением ее диаметра расход промывочной жидкости уменьшают от интервала к интервалу.

При бурении в интервале, для которого установлен постоянный расход промывочной жидкости,  из трех параметров режима бурения можно изменять только нагрузку на долото, регулируя тем самым частоту его вращения. Последняя, при постоянном расходе промывочной жидкости достигает своего максимума при снятии нагрузки на долото.

При создании нагрузки на долото частота вращения вала турбобура уменьшается, а вращающий момент увеличивается.

Нагрузка на долото зависит от твердости проходимых пород. При разбуривании твердых пород в целях повышения эффективности работы долота увеличивают нагрузку, а при бурении в мягких породах – уменьшают. В то же самое время частота вращения долота в первом случае уменьшается, а во втором – увеличивается, что  и требуется для достижения хороших показателей его работы.

При работе турбобуров в соответствии с описанными условиями обеспечиваются наилучшие показатели работы долота, так как уменьшение и увеличение частоты вращения долота приводит к неустойчивому режиму работы турбобура.

 При роторном бурении отсутствует ярко выраженная взаимосвязь параметров режима бурения и, следовательно, влияние их  друг на друга, как при турбинном способе. Поэтому можно устанавливать любые комбинации параметров режима бурения, контролировать их.

Расход промывочной жидкости устанавливается с учетом качественной очистки забоя скважины. Нагрузка на долото и частота его вращения устанавливается для каждого геологического горизонта с учетом твердости проходимых пород.

Подача бурильной колонны – вертикальное перемещение на поверхности, которое осуществляется опусканием ведущей трубы в ротор  на некоторую величину в результате ослабления тормоза лебедки.

Давление долота на забой создается частично весом бурильной колонны, однако чрезмерное увеличение ее может вызвать поломку бурильной колонны и искривление скважины. Во избежание этого внизу бурильной колонны устанавливают утяжеленный низ.

При работе с утяжеленным низом его вес используется только на 75 %.

 

 

Противовыбросное оборудование

clip_image030

На устье бурящейся скважины, в которой возможны выбросы, устанавливают противовыбросовое оборудование, состоящее из превентора того или иного типа (плашечный, универсальный, вращающийся), аппаратуры для дистанционного и ручного управления им, системы трубопроводов обвязки с задвижками или кранами высокого давления.

Универсальный превентор (рис.№15) герметично закрывает устье скважины при наличии труб различного диаметра и вида.