2020-10-10
381
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 D вычисляется 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.
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)/ t и др.
Износ вооружения долот различных типов.
Решающее влияние на износ вооружения АБИ и лопастных долот оказывает мощность трения:
N=f * w * n * R (12.3.1)
где f – коэффициент трения, зависящий от абразивных свойств пород;
w, n – осевая нагрузка и частота вращения долота;
R – радиус вращения рассматриваемого сечения рабочей поверхности долота.
Чем ниже износостойкость элементов вооружения долота и чем ближе они расположены к периферии, тем интенсивней их износ. Этот вывод справедлив и для шарошечных долот.
Расчет и выбор осевой нагрузки на долото.
В общем случае с увеличением W растет V, скорость износа вооружения и опор долота. В зависимости от величины осевой нагрузки на долото, при достаточной для выноса всего образовывающегося на забое шлама подаче насоса (совершенной промывке) могут реализовываться поверхностный, усталостно- объемный виды разрушения горной породы на забое скважины.
В практике бурения выбор осевой нагрузки на долото осуществляется исходя из следующих соображений:
1) Удельная осевая нагрузка на долото w=W/D (кН/см) не может превышать максимально допустимую величину из условий долговременной прочности всего долота (шарошечного, лопастного) или его вооружения (АБИ), табл. (12.4).
Таблица 12.4
Допустимые удельные осевые нагрузки для долот различных типов.
| Допустимая удельная нагрузка (кН/см) для долот | ||||||
| ОШ | ДШ | ТШ | ШК | ДЛ | ТЛ | АБИ |
| 13-17 | 4-5 | 7-13 | 3-7 | 3 | 4-8 | 5-9 |
Примечание: ОШ- одношарошечые долота; ДШ – двухшарошечные долота; ТШ – трехшарошечные долота; ШК – шарошечные колонковые долота; ДЛ – двухлопастные долота; ТЛ – трехлопастные долота; АБИ - алмазные и долота с алмазосодержащими композициями (ИСМ).Меньшая величина удельной нагрузки соответствует долотам меньшего диаметра; для долот ИСМ диаметром 188 мм и более эта нагрузка может достигать величины 9,5-10 кН/см.
Для лопастных долот существуют также ограничения на величину максимально допустимого из условий прочности долота вращающего момента (линейно связанного с осевой нагрузкой);
2) создание высокой осевой нагрузки на долото ограничивается максимальной, практически возможной длиной УБТ в 150-200м;
3) верхняя граница осевой нагрузки на долото при бурении с забойным двигателем определяется вращающим моментом на валу двигателя при его работе в рабочем режиме; допустимая удельная осевая нагрузка на долото при этом обычно меньше соответствующей величины, приведенной в табл. 8.4.
4) нижняя граница удельной осевой нагрузки на долото определяется величиной приемлемой механической скорости бурения и, практически, не может быть меньше 2 кН/см. Необходимость бурения с такой осевой нагрузкой может возникнуть, например, в случае опасности чрезмерного искривления вертикальной скважины;
6) в зависимости от диаметра долота обычно имеют место следующие уровни удельной осевой
| СОГЛАСОВАНА с ЦК профсоюза рабочих нефтяной, химической и газовой промышленности 26 ноября 1976 г. | УТВЕРЖДЕНА Министерством газовой промышленности 15 ноября 1976 г. |
ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ
ПРОГРАММИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОМУ
ВЕДЕНИЮ РАБОТ ДЛЯ ВТОРОГО ПОМОЩНИКА БУРИЛЬЩИКА
МОСКВА «НЕДРА» 1977
УДК 622.233.4/.7.004.2
Типовая инструкция программированного обучения безопасному ведению работ для второго помощника бурильщика. М., «Недра», 1977. 63 с.
Инструкция является типовым пособием по охране труда для второго помощника бурильщика эксплуатационных и разведочных скважин на нефть и газ (4-го и 5-го разрядов).
Разработана на кафедре охраны труда Грозненского ордена Трудового Красного Знамени нефтяного института им. М.Д. Миллионщиков» в соответствии с «Методическими указаниями по составлению типовых инструкций по охране труда по профессиям для рабочих нефтяной и газовой промышленности с программой для машинного обучения», утвержденными Министерством газовой промышленности 25 апреля 1974 г. и согласованными с ЦК профсоюза рабочих нефтяной, химической и газовой промышленности (Постановление Президиума № 47 от 16 апреля 1974 г.), «Правилами безопасности и нефтегазодобывающей промышленности», едиными тарифно-квалификационными справочниками работ и профессий, инструкциями ВНИИТБ по технике безопасности по видам работ при бурении нефтяных и газовых скважин и типовыми инструктивными картами передовых приемов труда ВНИИОЭНГа.
Программированная инструкция разработана канд. техн. наук А.И. Султановичем и инженером Э.И. Аваковым. Научный редактор канд. техн. наук П.В. Куцын.
Инструкция предназначена для помощников бурильщиков и может быть использована преподавателями дисциплин по технике безопасности в бурении.
Табл. 1, ил. 19.
Т 
без объявления Издательство «Недра», 1977.
