РАСХОД БУРОВОГО РАСТВОРА
Как показывают промысловые данные роторного бурения и бурения электробурами, улучшение очистки забоя скважины как в результате повышения подачи промывочной жидкости и скорости истечения ее из промывочных устройств долота, так и путем улучшения схемы промывки, приводит’ к повышению долговечности долот. В турбинном бурении увеличение Q обычно сопровождается ростом G и я; поэтому, как правило, долговечность долот с повышением Q уменьшается. В определенном диапазоне изменения подачи промывочной жидкости связь между долговечностью долот и Q можно выразить двучленным линейным уравнением [94]. Однако в общем случае рассматриваемая связь значительно сложнее.
Из табл. 6 (долота 2К^214СГ, я=90 о’б/мин) видно, что почти во всех случаях повышение подачи промывочной жидкости сопровождалось снижением скорости изнашивания опор долот и повышением показателей работы последних. Графики на рис. 28, а и б, построенные для долот, отработанных в верхнемеловых отложениях площади Зимняя Ставка, показывают, что наиболее резкое снижение скорости износа и относительного износа опор долот наблюдается при повышении Q от 39 до 53 л/се/с.
При увеличении подачи промывочной жидкости улучшается очистка забоя скважины и Снижается — концентрация выбуренных частиц в этой жидкости в призабойной зоне; в результате уменьшается и попадание этих частиц в опору. Однако повышение Q в зависимости от механических свойств разбуриваемых пород приводит в той или иной мере к росту vM, т. е. к повышению концентрации твердой фазы в растворе в призабойной зоне. Так, при бурении в породах нижнего мела площади Правобережная увеличение Q с 46 до 58 л/сек вызвало столь резкое повышение механической скорости, что содержание твердой фазы в призабойной зоне увеличилось и произошло не снижение скорости изнашивания опор, а ее возрастание (в 1,54 раза). Аналогичное яв-
|
65 |
3 В. Г. Беликов, С. А. Посташ
|
Таблица 6
о 05 |
ление наблюдается и в породах нижнего мела (3070 3140 м) площади Правобережная.
В породах верхнего мела площади Зимняя Ставка увеличение Q с 39 до 53 л! сек оказалось недостаточным для значительного повышения механической скорости (vc возросла всего в 1,13 раза), в результате чего произошло резкое (почти в 2 раза) снижение скорости изнашивания опор. Дальнейшее же повышение Q
|
|
|
Рис. 28. Зависимость показателей работы и износа долот 2К-214СГ, отработанных в верхнемеловых отложениях площади Зимняя Ставка при п=90 об/мин, от расхода промывочной жидкости: а — показатели работы долот; б — показатели износа долот. / — проходка на долото; 2 — продолжительность работы долота; 3 — механическая скорость; 4 — скорость износа опор (по коду), Я/ч; 5 — скорость износа вооружения (по коду), Я/ч; 6 — относительный износ опор, Я/ж; 7 — относительный износ вооружения, Я/ж. |
|
• 15 |
■ 5 — |
|
— 10 |
— k — |
|
— 15 |
— 3 — |
|
— 10 |
— 1 — |
|
— S |
— 1 — |
|
hc. n tc. v 0[,м/ч |
|
е Cl I |
|
00 |
|
CJ § |
|
30 |
|
|
|
so |
|
го |
|
ю |
|
зо оо so |
до 58 л/сек вызвало значительное (почти в 1,5 раза) увеличение ус, что повлекло за собой рост скорости изнашивания опор в 1,09 раза по сравнению со скоростью изнашивания при Q = = 53 л/сек (см. рис. 28, а и б).
Влияние увеличения Q на ум зависит от G и твердости разбуриваемой породы. Так, в породах верхнего мела площади Правобережная увеличение Q с 53 до 58 л/сек (в 1,1 раза) при нагрузке 16 тс вызвало небольшое увеличение vc (в 1,19 раза) и снижение скорости изнашивания опор на 11%. Такое же увеличение Q в тех же породах площади Зимняя Ставка, но при большей G (16—18 тс) привело к значительному росту vc (в 1,35 раза) и повышению скорости изнашивания опор в 1,09 раза.
Аналогичная картина наблюдалась и при бурении электробурами Э215-8" с долотами диаметром 269 мм типа С (G = 8rc) в породах красноцветной толщи (2800—3500 м) по скв. 251, 160, 300, 306 месторождения Котур-Тепе (табл. 7). Если увеличение
|
Таблица 7
|
Q с 18 до 20 л/сек оказалось недостаточным для значительного роста vc и произошло некоторое повышение Tf, то дальнейшее увеличение Q до 25 л/сек вызвало резкий рост v0 и снижение t^ По-видимому, расход промывочной жидкости в 25 л/сек при данной G обеспечивает довольно хорошую очистку забоя, и дальнейшее увеличение Q мало сказывается на г)с; поэтому повышение Q до 27 л/сек вызвало снижение концентрации выбуренной породы в зоне долота и способствовало уменьшению скорости изнашивания опор.
Таким образом, если повышение расхода промывочной жидкости приводит к8 значительному росту механической скорости, то следует ожидать снижения Tf с ростом Q. Если бурение ведется при оптимальном сочетании G и Q из условия эффективного разрушения горных пород, то с целью повышения Tf обычных шарошечных долот следует несколько повысить Q.
Существующие зависимости для определения долговечности шарошечных долот учитывают непосредственно только G и п. Остальные не менее важные факторы, такие как свойства разбуриваемых пород, Q, свойства промывочного агента и другие, учитываются косвенным образом посредством коэффициентов и показателей степени, входящих в указанные экспериментальные зависимости и определяемых на основе промысловых данных для конкретных условий бурения. Однако и значения указанных величин получены пока для очень ограниченного круга условий бурения и не позволяют количественно оценить влияние остальных факторов на долговечность шарошечных долот и их опор.
Таким образом, современные знания о закономерностях изнашивания опор шарошечных долот в забойных условиях являются — весьма ограниченными; необходимы интенсивные фундаментальные исследования этих закономерностей [81].