Технологическая оснастка бурильной колонны

В целях улучшения условий эксплуатации бурильной колонны, оказывающих влияние на темпы и качество строительства скважины, предусматривается применение в бурильной колонне фильтра, обратного клапана, а на ней — предохранительных колец, калибраторов, центраторов, стабилизаторов.

Фильтр служит для очистки промывочной жидкости от примесей, попавших в циркуляционную систему. Устанавливается фильтр внутри бурильной колонны между ведущей и бурильной трубами.

Рис. 4.9. Переводники: а — переходные или предохранительные (ПП); б — муфтовые (ПМ); в — ниппельные (ПН)

Обратный клапан устанавливают в верхней части бурильной колонны для предотвращения выброса промывочной жидкости.

Предохранительные кольца монтируют на бурильной колонне для защиты от износа кондуктора, промежуточной обсадной колонны, бурильных труб и их соединительных элементов в процессе бурения и спуско-подъемных операций. Применяют резиновые и резинометаллические протекторные кольца.

В вертикальных скважинах следует устанавливать предохранительные кольца на каждой свече. В наклонных скважинах их число выбирают в зависимости от интенсивности искривления скважины, от одного и до двух колец на каждой трубе. В последнем случае одно кольцо ставят на середине трубы.

Калибраторы, центраторы, стабилизаторы в различном сочетании их числа и типов устанавливают в нижней части бурильной колонны для уменьшения темпов самопроизвольного искривления вертикальных скважин, а также для увеличения или уменьшения темпов искривления наклонных скважин.

Калибраторы служат для выравнивания стенки скважины и устанавливаются непосредственно над долотом. Заслуживают внимания шарошечные калибраторы с фрезерованными зубцами на шарошках (рис. 4.10, а) или с твердосплавными вставками на шарошке в одношарошечном калибраторе (рис. 4.10, б).

Рис 4.10 Калибраторы шарошечные	Рис 4.11. Центраторы а, б, в — с планками, расположенными по образующим корпуса, г — со спиральными планками

Созданы и лопастные калибраторы с различным числом тупых лопастей, расположенных вдоль образующих корпуса калибратора или со спиральным их расположением по отношению к оси корпуса калибратора Диаметры калибратора и долота должны быть равными.

Центраторы предназначены для обеспечения совмещения оси бурильной колонны с осью скважины в местах их установки (рис. 4.11.).

Стабилизаторы, имеющие длину в несколько раз большую по сравнению с длиной центраторов, созданы для стабилизации зенитного угла скважины. Изготовляют их с продольным расположением на утяжеленной бурильной трубе тупых лопастей, армированных твердым сплавом. Устанавливают стабилизаторы непосредственно над калибратором или вблизи него, но так, чтобы УБТ, расположенная между калибратором и стабилизатором, при создании нагрузки на долото не изгибалась.

Осн: 1 [86-108]

Доп:

Контрольные вопросы:

1. Для чего предназначена бурильная колонна?

2. Каковы условия работы бурильной колонны?

3. Какие существуют разновидности бурильных труб?

4. Для чего предназначены ведущие бурильные трубы?

5. Для чего предназначены утяжеленные бурильные трубы?

6. Назовите основные типы проводников.

Тема № 5. Режим бурения

Лекция № 5. Понятие о режиме бурения и его параметрах. Показатели работы долота. Влияние параметров режима бурения на механическую скорость проходки. Понятие о буримости горных пород. Особенности режимов вращательного бурения.

Понятие о режиме бурении и его параметрах. Эффективность разрушения породы долотом зависит от многих факторов: осевой нагрузки на долото, частоты его вращения, чистоты забоя скважины, конструкции долота, свойств породы, соотношения давления промывочной жидкости на забой скважины и перового давления в слоях породы, примыкающих к забою, состава и свойств промывочной жидкости и ряда других.

Совокупность тех факторов, которые влияют на эффективность разрушения породы и интенсивность износа долот и которыми можно оперативно управлять в период работы долота на забое, принято называть режимом бурения, а сами факторы — параметрами режима. К параметрам режима бурения относятся осевая нагрузка на долото Р_д, частота его вращения n_д, секундный расход Q промывочной жидкости, а также гидравлическая мощность струй N_c, вытекающих из долотных насадок. Сочетание этих параметров, при котором обеспечивается получение наилучших показателей работы долота, называют оптимальным, режимом бурения. Режим бурения называют специальным, если основным критерием при выборе сочетания его параметров является не достижение наивысших показателей работы долота, а наилучшее решение той или иной специальной задачи (например, наиболее полный отбор и сохранность керна; предотвращение искривления скважины; обеспечение заданной интенсивности искривления скважины в определенном направлении и т. д.).

Показатели работы долота. Об эффективности работы долот судят по нескольким показателям, основными из которых являются проходка на одно долото, механическая и рейсовая скорости проходки и эксплуатационные затраты на 1 м проходки.

Проходка h — это число метров, пробуренных от начала разрушения породы данным долотом до рассматриваемого момента работы его на забое. Если, пробурив некоторый интервал скважины, долото поднимают с забоя далеко не полностью изношенным, а позже спускают его в ту же или в другую скважину, число метров, пробуренных долотом за время от первого спуска на забой до первого подъема из скважины или за время от повторного спуска до повторного подъема, называют проходкой за рейс h_р; общее число метров, пробуренных долотом за время до полного износа, называют проходкой на долото h_д. В большинстве случаев h_р = h_д, однако при использовании алмазных и ИСМ долот, а также головок для отбора керна нередко h_р < h_д.

Механическая скорость проходки характеризует интенсивность разрушения породы долотом и равна числу метров, пробуренных за единицу времени взаимодействия долота с породой:

где t — время.

Под рейсовой скоростью проходки понимают скорость углубления скважины с учетом затрат времени t_р не только на разрушение породы, но и на спуско-подъемные и вспомогательные работы в течение этого рейса:

Отношение проходки за рейс к сумме затрат времени на механическое разрушение породы t_м в течение данного рейса, на спуск нового и подъем изношенного долота, а также на замену последнего t_c, на подготовительно-заключительные и вспомогательные работы t_в в течение рейса (наращивание бурильной колонны, проработка призабойного участка новым долотом, промывка скважины перед подъемом изношенного) называют средней рейсовой скоростью

Показатель эксплуатационные затраты на 1 м проходки учитывает стоимость долота, а также все другие расходы, которые необходимы для того, чтобы обеспечить возможность разбуривания породы забоя (стоимость проката буровой установки, израсходованной энергии, стоимость промывочной жидкости и реагентов на ее обработку, заработная плата буровой бригады и т. п.):

где с_д — оптовая цена долота, руб.; с_б — стоимость 1 ч работы буровой установки по затратам, зависящим от времени, руб/ч; с_ж — затраты на промывочную жидкость, руб/ч.