книги из ГПНТБ / Михайлова, Н. Д. Практические расчеты при колонковом бурении учеб. пособие

(обвалы стенок скважин, поглощение промывочной жидкости, за­ тяжки и прихваты бурильной колонны и др. ).

3. Установить направление ствола скважины и характер ее возможного искривления.

4. В случае направленного бурения.(многозабойное буре­ ние) составить профиль скважины (гл.УШ).

5. Определить качество промывочного агента (вода, гли­ нистый раствор, воздух и д р .). Подобрать парам,тры глинистого раствора (г л .І) .

6. Выбрать способ бурения и тип породоразрушающего ин­ струмента для различных пород (гл.Ш). Подобрать тип колонкового снаряда для отбора керна в разных условиях.

7 .Определить технические условия бурения: глубину сквак» ны и ее конструкцию,тип бурового станка и'мощность его приво­

доразрушающего инструмента в соответствии с физико-механичес­ кими свойствами горных пород и техннческшлГЕСЗМэиностяш пр меняемой буровой установки задать параметры рационального ре­ жима буреніга (осевую .нагрузку на передоразрушающій инструмент число оборотов бурового снаряда,расход очистного агента).

Правильно выбранный режим бурения является фактором, оп

зом от физико-механических свойств пород и материала резцов, а также от опорной поверхности резцов коронки.

Осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент при твердосплавном бурении определяют, исходя из удельных нагру­ зок на один резец коронки, чтобы обеспечить объемное разруше

шающий инструмент для пород различных категорий по буримости

При бурении трещиноватых или переслаивающихся пород с резким различием в твердости следует уменьшать".рекомендуемые значения осевых нагрузок на твердосплавные коронки на 30—5CÇÉ.

При необходимости работы с большими осевыми нагрузками для борьбы с искривлением скважины и для облегчения работы

бурильной колонны следует применять утяжеленные бурильные тру­

ти коронки, которая для твердосплавного бурения рекомендуется в пределах 0,7-2 м/сек.

При бурении трещиноватых или неоднородных по твердости пород рекомендуется снижать скорость вращения коронки на 2025$. Минимальные значения числа оборотов следует проектировать при бурении абразивных пород с целью уменьшения износа породо­ разрушающего инструмента.

Число, оборотов бурового снаряда рассчитывается исходя из •рекомендуемых значений окружных скоростей вращения коронки и выбирается затем в соответствии с располагаемым диапазоном скоростей вращения шпинделя бурового станка.

соответственно наружный и внутренний диаметры коронки по рез­ цам, м.

При выборе числа оборотов бурового снаряда можно пользо­ ваться данными табл.22, в которой приведены значения окружных скоростей вращения коронок различных диаметров при работе станков типов ЗИФ и ОБА.

Следует помнить, что число оборотов бурового снаряда

устанавливается с учетом глубины скважины, диаметра снаряда и скважины, мощности двигателя станка и прочности колонны бу­ рильных труб.

усливий бурения ($ызнко-глеханшіеских свойств проходимых по­

задачи выбора расхода очистного агента расчетным путем рассМот

где к - удельный расход промывочного агента на 1 см диаметра коронки, л/мин (табл.23); D - диаметр скважины, см.

При проектировании режимов бурения самозатачивающимися коронками малых диаметров следует помнить, что бурение ведет­ ся в режимах алмазного бурения,

Ц р ’и м ѳ р 1.

Подобрать рбжим бурения коронкой СМ5 диаметром 76 км при работе в монолитных однородных породах Y-71 категорий по буримости. Глубина бурения 500 м, станок СЕА-800.

Р е ш е н и е . 1. Осевую нагрузку определяем, пользуясь табл.21 и формулой (54), предварительно определив количество резцов в коронке (см .табл .9).

мулой (55) либо данными табл.22. Поскольку бурение проектиру­ ется в породах малоабразивных, монолитных, следует принимать

В пределах рассчитанных значений числа оборотов снаряда можно рекомендовать для работы Шскорость вращения шпинделя.

= 12 л/мин-см • 7,6 см = 91 л/мин

При отсутствии ограничений, с точки зрения сохранности керна и мощности насоса,следует задавать большее значение Q , поскольку это будет способствовать повышению скорости бурения

Детальный расчет промывки при твердосплавном бурении про­ изводится так, как это рассмотрено в главе ІУ, в которой осве­ щен также вопрос выбора подачи воздуха при бурении скважины с продувкой.

П р и м е р - .

Подобрать режим бурения коронкой СМ4 диаметром 93 мм при работе в неоднородных,, перемежающихся по твердости породах в среднем У-УІ категории по буримости. Бурение всдется станком

В связи с тем, что бурение предполагается вести в поро­ дах неоднородных, трещиноватых, рекомендуемые значения нагру­ зок должны быть снижены на 30-50$. Таким образом, значение осевой нагрузки на коронку можно принять равным в пределах 350-500 кг.

скоростей работы станка- ЗИФ-650А рекомендуемое значение числа оборотов коронки будет 153-277 об/мин (II, III скорость вращения

Для промывки забоя скважины, при отсутствии ограничения с точки зрения сохранности керна, следует рекомендовать Qs =

=112 л/мин.

§2. Дроектирование режимов алмазного бурения

•С к о р о с т ь в р а щ е н и я . Установлено, что механическая скорость бурения коронками почти во всех породах увеличивается пропорционально скорости вращения. При этом рас­ ход алмазов на 1 пог.м бурения не увеличивается. В связи с

этим алмазное бурение целесообразно е з с т и при возможно высо­ ком числе оборотов снаряда, допускаемом состоянием бурового оборудования, бурильных труб и характером разбуриваемых пород.

Оптимальной скоростью вращения снаряда при алмазной бу­ рении будет максимальная скорость вращения, при которой:

1) мощность буровой установки,и прочность бурильной колонны достаточны, чтобы обеспечить бурение при оптимальной осевой нагрузке на коронку; 2) обеспечиваются требуемый выход керна и минимальный расход алмазов.

При выборе числа оборотов коронки следует руководство­ ваться следующими положениями.

Наибольшее значение числа оборотов применять при бурении мелких скважин в твердых монолитных и малотрещиноватых поро­ дах коронками малого диаметра (до 59 мм) и при бурении импрегнированными коронками.

Пониженные значения числа оборотов с? яда пртменять при бурении: весьма твердых кварцевых ожелезненннх пород \яш­ мы,джеспилитов,роговиков и д р ,); сильно трещиноватых твердых и весьма твердых пород с целью снижения вибрации инструмента; неоднородных пород, состоящих из прослоев, чередующихся по твердости; глубоких скважин (свыше 2000 м) и скважин большого диаметра (свыше 59 мы), особенно при использовании бурильных труб, не соответствующих рекомендуемым компоновкам снаряда (см .табл.46); При использовании коровок, армированных алмаза­ ми, величиной 5-8 шт/карат и крупнее; при низком выходе керна.

О с е в у ю н а г р у з к у н а к о р о н к у следует выбирать в соответствии с рекомендуемыми ВИТРом [іѳ] режимами бурения, разработанными на основе опыта алмазного бурения с учетом возможностей существующего оборудования, вд струмента и бурильных труб (см.табл. 24-26).

Осевую нагрузку следует увеличивать при использовании толстостенных коронок с двойными колонковыми трубами. Величи, ну осевой нагрузки в'этом случае следует рассчитать с учетом фактической площади коронки и рекомендуемых значений удельнщ нагрузок :

рости вращения с осевой нагрузкой. С повышением скорости вра. щения коронки осевая нагрузка на нее должна быть увеличена.

П р о м ы в к а с к в а ж и н ы при алмазном буренш ведется в большинстве случаев водой. Глинистые растворы при­ меняются только при бурении в поглощающих и обрушивающихся породах; глинистые растворы снижают механическую скорость бу­ рения. Количество промывочной жидкости принимается в пределы 4-6 л на 1 см" диаметра коронки. В абразивных породах количей