Проектирование режимов бурения

Лекция №4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ Назначение режимов бурения в конкретных горно-геологических условиях является наиболее точным, если известны параметры бурения на соседних площадях. Для каждого типоразмера турбобура по отдельным пачкам пород составляются таблицы количественных показателей работы долот и параметров режимов бурения, зафиксированных при проходке этих пачек в соседних пробуренных скважинах. Результаты соответствующих лабораторных и скважинных исследований являются основой проектирования новой скважины. При этом используются 2 метода: аналитический и метод пересчёта. Аналитический метод применяется при отсутствии промысловых статистических данных о работе долот на рассматриваемой площади.опыта бурения в новых условиях, а также – для определения потенциальных возможностей улучшения показателей работы оборудования. Параметры режимов бурения: 1. Осевая нагрузка на долото 2. Частота вращения долота 3. Мощность бурения 4. Крутящий момент на долоте 5. Подача промывочной жидкости Для проектирования режимов необходимо знать твёрдость пород в забое, предел текучести, а также – пределы прочности и усталости, степень абразивности и пластичности. Основные соображения при выборе значений параметров бурения следующие. 1. Осевая нагрузка на долото определяется из условия объёмного разрушения породы. 2. Частота вращения долота определяется продолжительностью контакта зубьев с породой, т.е. от частоты приложения нагрузки. 3. Мощность и крутящий момент зависят от сопротивления резанию. 4. Подача промывочной жидкости должна быть достаточной для выноса шлама на дневную поверхность. В таблице приведены формулы для инженерных расчётов параметров режимов. Параметр режима Аналитический метод Метод пересчёта Осевая нагрузка на долото Pос, кН P = 0,1 pф*F < Pкр, pф- удельное давление, F – площадь режущей поверхности долота Pм= Pс*Fс /Fм Сохраняется удельная нагрузка Частота вращения долота n, мин-1 n= 60 dш /(tк zd)-шарошечное бурение, dш,z-диаметр и число зубьев шарошки, tк =3-8 c – продолжительность контакта зуба с породой n= 60 V/ πd – алмазное бурение nм= nc * (dшм zc/ dшc zм) сохраняется окружная скорость Мощность бурения N, кВт/см2 площади забоя Nc = Pc*(πdc nc/60) Nc = 0,157 – 0,170 Nм = Pм*(πdм n/60) Крутящий момент Mкр на долоте, кН*м/см2 площади забоя Mкр = N\(πdn) Подача промывочной жидкости q, см3/сек qс= К0 F, К0 = 0,06-0,10 см3/(с*см2) – коэффициент очистки забоя, расход жидкости см3/с на 1см2 площади забоя. qм = λqc * (d2c-dк2с ) /(d2м-dк2м), dк – диаметр буровых труб, λ = 1,07-1,21 - коэффициент учета увеличения кольцевого сечения при переходе на меньшее долото Диаметр долота d, мм Выбирается по диаметру скважины и допускаемому осевому усилию, приведённому в паспорте долота Параметр турбины A, Н*м*м3 /((л/сек)2*кН) Ас указан в паспорте турбобура Ам = Ас * (dкм/ dкс)2 *( qс / qм )2 Число k ступеней турбины kc kм = Ам / Ас Обозначения: “c” – существующее рациональное значение параметра, “м”- необходимое значение параметра после модернизации.