Закачивание скважин - Режимы бурения, выбор долот, их износ.

 

12. Режимы бурения, выбор долот, их износ.

 

 

      Под режимом бурения принято пронимать определенное сочетание его параметров: 1) осевой нагрузки на долото; 2) частоты вращения долота; 3) подачи насосов; 4) показатели качества бурового раствора (плотность, водоотдача, вязкость и др.). Существуют понятия форсированного режима бурения (предельно высокие осевая нагрузка и частота вращения долота); силового режима (предельно высокая осевая нагрузка и предельно низкая частота вращения); щадящего режима (предельно низкие осевая нагрузка и частота вращения долота). В общем плане, выбор любого из этих режимов обусловлен стремлением получения оптимального режима бурения, при котором достигается назначенное условие оптимальности (в данном случае, соответственно, максимум механической скорости, максимум рейсовой скорости, минимальное искривление скважины).

 

      Выбор типомодели долот производится исходя из физико – механических свойств горных пород, анализа их отработки в аналогичных условиях, номенклатуры выпускаемых заводами долот, их стоимости. Выбор способов и режимов бурения осуществляется с учетом ограничений (диаметром, глубиной скважины, пластовыми (поровыми) давлениями и температурами, материально – техническими возможностями предприятия и др.) (табл. 12)

 

 

Т

 

12.1. Выбор диаметра, типа и модели долота.

 

 

      Выбор диаметров долот производится совместно с определением количества и диаметров спускаемых обсадных колонн, причем диаметр эксплуатационной колонны назначается исходя из требуемой продуктивной характеристики скважины.

 

      Диаметр долота (D) при бурении под обсадную колонну:

 

D= Dм + bм                                                                                                       (12.1)

 

где Dм- диаметр муфт спускаемой обсадной колонны, мм

 

       bм – требуемый диаметральный зазор между стенками и муфтой обсадной колонной, мм (bм  = 15-20 мм для обсадных колонн диаметром 114-146 мм; bм   = 35-45 мм для труб 273-351 мм; bм  = 50 мм для труб 377 мм и более).

 

      Наружный диаметр предыдущей обсадной колонны (Dок) внутри которой должно проходить долото диаметром Dвычисляется из соотношения:

 

      Dок = D  + bд + 2*t                                                                                     (12.2)

 

где bд – требуемый диаметральный зазор между долотом и внутренней полостью обсадных труб (bд = 10…20 мм, причем bд увеличивается с увеличением D);

 

t– толщина стенки обсадных труб, мм (принимается средняя или наибольшая толщина стенки для данного типоразмера труб).

 

      По результатам расчетов принимаются ближайшие стандартные диаметры долот и обсадных труб.

 

      Выбор типа (одно – трехшарошечное, АБИ, лопастное) и модели (вид вооружения и опоры) долота производится либо на основе анализа отработки долот в ИОБ (по критериям максимальной рейсовой скорости, минимальной стоимости метро проходки и т.д.), либо исходя из физико – механических свойств горных пород проходимого разреза. Согласно классификации, принятой в нефтяной и газовой промышленности, все встречающиеся при бурении горные породы делятся на 12 категорий по твердости (определяемой по методике Л.А. Шрейнера) и на 12 категорий по относительной абразивности (определяемой по износу трущегося о породу вращающегося диска из стали и ТС) (табл. 12.2)

 

Таблица 12.2

 

Классификация горных пород по твердости и абразивности

 

Классификация

 

Категории пород

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

 

10

 

11

 

12

 

По твердости:

 

группа

 

 

мягкие

 

 

средние

 

 

твердые

 

 

крепкие

 

 

очень крепкие

 

твердость по штампу, МПа

 

<100-250

 

250-1000

 

1000-2000

 

2000-4000

 

4000-7000 и более

 

Абразивность:

 

малоабразивные

 

среднеабразивные

 

высокоабразивные

 

группа

 

 

Примечание: принадлежность какой-л. породы к одной из категорий по твердости совершенно не определяет автоматически ее категорию по абразивности.

 

 

12.2. Рациональная отработка долот.

 

 

Под рациональной отработкой долота понимается такое сочетание параметров режима бурения, времени долбления, при котором достигается назначенное условие оптимальности этого процесса. В качестве такого условия могут использоваться максимум рейсовой скорости, минимум стоимости 1 метра проходки или другие критерии, например:

 

1)    максимум произведения h2 (t)/t, где h (t) – проходка на долото за время  t;

 

2)    резкое снижение механической скорости бурения;

 

3)    максимум произведения  V (t)*t, где V (t) – текущее значение механической скорости бурения;

 

4)    максимум произведения Vр (t)* h (t), где Vр (t) – текущее значение рейсовой скорости бурения;

 

5)    максимум произведения Vр (t)* h (t)/ tи др.