20. Особенности роторного способа бурения.

Роторный способ бурения применяется главным способом при бурении глубоких скважин, а также нижней части разреза средней глубины.

При роторном бурении отсутствует прямая взаимозависимость параметров режима бурения, поэтому здесь можно отдельно назначать тот или иной наиболее выгодный параметр.

При выборе режима бурения шарошечными долотами серий ГНУ и ГАУ следует принимать во внимание следующее:

• верхнему уровню осевых нагрузок соответствует нижний уровень частот вращения и наоборот;

• пластичные, вязкие, слабосцементированные, малоабразивные глинистые и песчаные породы следует проходить на высоких частотах вращения долота ( до 200 об/мин) и пониженных осевых нагрузках;

• абразивные, трещиноватые и обломочные породы следует проходить при низких частотах вращения ротора во избежание разрушения долота и герметизирующих элементов опор шарошек.

Ни при каких обстоятельствах нельзя допускать возникновения вибраций бурильной колонны. Для подавления вибраций необходимо уменьшить осевую нагрузку или изменить частоту вращения колонны.

Нагрузку на долото следует корректировать с учетом разницы в показаниях индикатора веса при вращении и без вращения бурильной колонны. Фактическая нагрузка на долото из-за трения колонны о стенки скважины и во вкладыше ротора существенно меньше, чем по показаниям индикатора веса.

При переходе на высокооборотный режим случаются обрушения стенок скважин. В этом случае необходимо промыть ствол и проработать его на длину ведущей трубы.

При бурении с очисткой забоя воздухом скорость вращения ротора не должна превышать 200 об/мин. При этом выбрасываемый на поверхность шлам должен состоять из осколков породы различных размеров. Обильное выделение шламовой пыли указывает на то, что процесс разрушения осуществляется истиранием. В таком случае для перехода на объемный режим следует увеличить осевую нагрузку на долото или уменьшить скорость вращения ротора.

При установленной на поверхности мощности привода ротора 300 кВт на забой передается лишь 60 кВт при глубине бурения 3000 м и менее 30 кВт при глубине бурения 5000 м , частоте вращения 60 об/мин и диаметрах бурильных труб 127 мм и долота 216 мм. При более высоких частотах передается еще меньшая мощность, игорные породы будут разрушаться истиранием, т.е. неэффективно.

Роторное бурение с низкими значениями частоты вращения n (20–80 мин^–1) и большими крутящими моментами (150–500 кН•м) обеспечивает возможность эффективного разрушения всех видов горных пород осадочной толщи при использовании различных долот.

21. Особенности режима бурения турбинным способом.

При турбинном бурении практически можно управлять только осевой нагрузкой на долото, которая определяется так же, как и при роторном бурении.

При турбинном бурении изменение величины Q влечет за собой изменение n и P_д. В этом случае в выборе расхода раствора меньше возможностей, чем при роторном бурении, так как основная часть создаваемого насосом давления расходуется в турбобуре. Расход должен быть достаточным, чтобы двигатель мог развивать момент, необходимый для вращения долота при заданном значении осевой нагрузки.

На рис. 6.1 приводятся кривые влияния осевой нагрузки P_д на число оборотов n, механическую скорость бурения V_м и проходку на долото h при турбинном бурении.

Рис. 23.1. Влияние осевой нагрузки на механическую скорость, частоту вращения и проходку долота при турбинном бурении

При одной осевой нагрузке достигается максимум механической скорости бурения, при другой нагрузке – максимум проходки на долото.

Электробуром бурят при постоянной скорости вращения долота. Изменение мощности, затрачиваемой на разрушение пород, вызывает изменение силы тока. По показаниям амперметра можно следить за работой долота, создавая оптимальные осевые нагрузки.

Спущенное в скважину долото стремятся отработать при таких режимах бурения, чтобы обеспечить либо максимальную рейсовую скорость бурения, либо минимальную стоимость одного метра проходки.