ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН РАЗЛИЧНОГО ТИПА
Определение области применения бурильных колонн различного типа — одна из наиболее сложных проблем технологии бурения. Ошибки при выборе типа бурильной колонны приводят к снижению эффективности технологического процесса, возникновению и развитию разного рода аномальных явлений (вибраций, эрозии ствола и бурового снаряда), обрывам снаряда, а часто и к тяжелым авариям.
Сложность правильного выбора области применения бурильной колонны, во-первых, обусловлена многокритериаль — ностью условий собственно рациональной обработки колонны — обеспечение безотказности и ремонтопригодности, предотвращение износовых и внезапных отказов в разных условиях, при различных технологиях и технических средствах имеет свои особенности. Кроме того, колонна должна обеспечивать, помимо передачи механической энергии на забой скважины, и передачу на забой потока очистного агента. В ряде случаев бурильная колонна выполняет роль силовой напорной магистрали призабойных гидравлических машин и роль керношламопровода. Оптимально совместить большое разнообразие требований, часто взаимоисключающих друг друга, в различных условиях практически невозможно. Поэтому целесообразно фиксировать условия, в которых колонна данного типа применяться не может.
Большой комплекс экспериментальных лабораторных и производственных исследований, выполненных Всесоюзным научно-исследовательским институтом методики и техники разведки (ВИТР) позволил выявить предельные условия применимости бурильных колонн основных типов по комплексу параметров прочностных и эксплуатационных характеристик.
Результаты исследований ВИТРа представлены блоком гра — фиков-номограмм (см. рис. 10.4), кривые зависимостей которых ограничивают область применимости бурильной колонны определенного типа. Принцип построения графиков-номограмм следующий. В качестве базовых параметров условий выбраны два: частота вращения снаряда и глубина скважины. Выбор этих параметров обусловлен их прямо противоположным влиянием на возможность применения бурильных колонн: на малой глубине бурильная колонна обеспечивает необходимые прочностные и эксплуатационные параметры при более высокой частоте вращения и, наоборот, — на большой глубине прочностные и эксплуатационные предельные параметры выдерживаются при малой частоте вращения снаряда.
На каждой номограмме представлена серия кривых, выражающих предельные значения следующих параметров: П — прочности резьбовых соединений; Г — гидравлических сопротивлений в системе колонна-скважина, К — крутящего момента, М — мощности привода буровых станков.
Область, расположенная выше каждого из графиков, указывает на недопустимость эксплуатации колонны данного типа по данным (соответствующему кривой) параметру.
Заштрихованная область — область абсолютной применимости колонны данного типа — на данных глубинах в данных пределах изменения частот вращения колонна обеспечивает все прочностные и эксплуатационные требования.