Стрельцов Д.В., Бастриков С.Н.
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ *
Аннотация:
для достижения максимальной механической скорости бурения важно правильно подобрать режим бурения. Так, сниженный расход промывочной жидкости, ограничение частоты вращения ротора и ограничение нагрузки в разы могут снизить результаты работы долота и забойного двигателя.
Ключевые слова:
компоновка низа, бурильная колонна, механическая скорость, режимы бурения
Рассмотрим влияние режимов бурения на достижение механической скорости рекомендуемых к использованию рабочих пар «долото-ВЗД» [1, с.25].Причины, по которым лопастные долота выиграли в технологической гонке, следующие:1. Лопастные долота позволяют достичь большую механическую скорость в мягких и средних по твердости породах нежели шарошечные долота, отличие может достигать 30-60%, при этом при использовании данных долот снижаются вибрации, негативно влияющие на ресурс узлов элементов КБК.2. Вооружение лопастных долот более стойкое к износу, а сами лопастные долота не имеют в своей конструкции узлов с опорами и подшипниками, за счёт чего ресурс таких долот существенно увеличен (при бурении в толще средних по твердости пород шарошечными долотами удается пробурить 70-140 метров, тогда как лопастные долота сохраняют механическую скорость проходки без изменений на протяжении 300-500 метров проходки).3. Вследствие большего ресурса, удается сократить количество рейсов для замены инструмента (затраты времени на каждый рейс спуска и подъёма инструмента с его заменой составляют порядка 18-34 часов), таким образом удается сократить затраты на строительство одной скважины на несколько миллионов рублей.4. Лопастные долота имеют лучшие показатели управляемости и стабильности.На рисунке 1 представлена зависимость МСП от расхода БР.Рисунок 1. Зависимость механической скоростиот расхода промывочной жидкости.В результате анализа влияния расхода промывочной жидкости на показатель механической скорости, было установлено, что при расходе менее 9 л/с средняя механическая скорость бурения составляет 7,9 м/ч, а при расходе 9 л/с и более - от 8,4 до 8,8 м/ч, то есть увеличение механической скорости бурения происходит почти прямолинейно. Однако при достижении расхода - 10 л/с и более, механическая скорость бурения идет на спад. Вероятно, вследствие более качественной очистки забоя и долота, уменьшения содержания шлама в промывочной жидкости происходит снижение давления на забое. А далее при росте расхода возрастают гидравлические потери на преодоление сопротивлений движению промывочной жидкости по кольцевому пространству, увеличивается общее давление на забой и, как следствие, уменьшается механическая скорость бурения.Таким образом, увеличение расхода промывочной жидкости, способствует повышению механической скорости бурения до тех пор, пока не достигнет оптимального значения при данном сочетании с другими параметрами. По результатам анализа, оптимальные параметры расхода промывочной жидкости для бурения БВС варьируются от 8 до 10 л/с.Влияние частоты вращения ротора, так же имеет не маловажное значение. Средняя механическая скорость непрерывно возрастает с увеличением частоты вращения. Стоит отметить, что с увеличением частоты вращения возрастает скорость и энергия соударения, что обеспечивает рост механической скорости, но и одновременно обеспечивает снижение времени контакта, что в свою очередь снижает эффективность разрушения горной породы и механическую скорость. Анализ показал, что при достижении определенной частоты вращения наблюдается снижение темпа прироста механической скорости, а далее и снижение самой механической скорости. По результатам анализа, можно утверждать, что бурение БНС с частотой вращения более 40 об/мин нерационально (оптимально при 20-40 об/мин), повышать частоту вращения можно только до тех пор, пока возрастает механическая скорость бурения. Оптимальной частотой вращения для БГС является 30-40 об/мин.Основной параметр в режиме бурения на ряду с расходом промывочной жидкости и мощностью ВЗД является нагрузка на долото.Для применяемых на территории Западной Сибири долот данный параметр вирируется от 2 до 7 тонн (гарантированная нагрузка, которая после всех потерь доходит до долота).Увеличение механической скорости приходится на диапазон от 2 до 3 и от 4 до 5 тонн. По результатам полученных данных нельзя определенно рекомендовать оптимальное значение нагрузки на долото, гарантирующее достижение максимальной механической скорости, однако можно сделать вывод, что при правильном подходе к увеличению данного показателя существует возможность производить наращивание механической скорости.Анализ эффективности применяемых компоновок низа бурильной колонны при бурении БВС, показывает наличие резерва повышения технико-экономических показателей строительства скважин за счет подбора оптимальных сочетаний пар «долото-ВЗД» в зависимости от диаметра обсадной колонны и соблюдения режимов бурения. Не стоит забывать, что параметры режима бурения взаимосвязаны, и наибольшая эффективность достигается лишь при оптимальном сочетании этих показателей.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 2
Ссылка для цитирования:
Стрельцов Д.В., Бастриков С.Н. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ // Вестник науки №6 (87) том 2. С. 2581 - 2585. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24199 (дата обращения: 13.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+