Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Температуру нагрева трехлопастпых долот размером 267 мм (№ И) определяли в процессе бурения [451.

В лопасти каждого долота с помощью шести термоиндикаторов было вмонтировано 48 капсул с нанесенной на них гаммой термокра­сок, резко меняющих свои цвет при достижении температуры

окружающей среды от45 до 610° С. Расположение капсул позволяло определять температуру как по длине лопасти, так и на различных расстояниях от оси долота.

Эксперименты проводили в скв. 190 и 40 месторождения Кара­баглы на глубине 2027 —2072 at, сложенного однородными глинами средней твердости. Бурили турбобурами Т12МЗ-9" при осевой на­грузке 7,5—9 Т и производительности насосов 40 л/сек. Удельный вес раствора колебался в иределах 1,27—1,33 Г/см3, вязкость 40— 60 сек; время механического бурения каждого долота составляло 120 мик т. е. около 22% среднего времени работы долот этого типоразмера в данных породах.

В табл. 41 приведены некоторые данные о работе опытных долот, которые показывают, что вблизи оси долота зафиксированы относительно низкие тем­пературы (не более 45° С), немного отличающиеся от забойной температуры.

Это, по-видимому, объяс­няется близостью этих уча­стков к промывочным от­верстиям долота, где вслед­ствие высокой скорости ис­течения циркулирующей жидкости создается доста­точно охлажденная зопа [391.

Примерно в таких же температурных условиях находятся уча­стки лопасти, наиболее удаленные от забоя (более 60 мм), темпера­тура нагрева этих участков также мало разнится от забойной и не превышает 45° С. При этом понижеппые температуры, по-видимому, объясняются нахождением этих участков в зоне повышенной турбу — лпзации.

По мере приближения к контактным поверхностям температура нагрева лопастей возрастает, достигая 120—180° С. Наименьшее расстояние от точки с максимальной зафиксированной температурой до кромки лезвия было отмечено у долота № 3 и равнялось 25 мм.

Интервал изменения температур и характер распределения их по лопасти для всех долот мало отличаются друг от друга. Это под­тверждает предположения, сделанные в работах [39, 451, о том, что при данных конкретных условиях бурения в призабойной зоне наступает стационарный тепловой режим и максимальная темпера­тура нагрева долота не является функцией времени.

Сопоставление полученных данных с данными других экспери­ментальных работ [21 н др.] позволило в первом приближении при­нять температуру нагрева на контактных поверхностях долота рав­ной 800° С, а на расстоянии 3 мм 500° С.

С учетом сказанного построена кривая распределения темпера­туры по лопасти долота в процессе бурения (рис. 64). Из рисунка следует, что по мере приближения к рабочей поверхности темпера­тура нагрева лопасти резко возрастает. При этом в наиболее тяжелых температурных условиях находится нижняя часть лопасти шириной 10—12 мм, которую условно назовем критической зоной.

Находясь в непосредственном контакте с породой, эта зона плохо омывается циркулирующим раствором, поэтому коэффициент тепло­отдачи а на этом участке имеет наименьшее значение ах. Являясь одной из осповных величин, определяющих характер распределения температуры но лопастп долота в процессе бурения, коэффициент теплоотдачи а по мере приближения к рабочим поверхностям умень­шается от бесконечности до с^. Значение а1 будет тем меньше, чем хуже очистка забоя. Отсюда следует, что, несмотря на охлаждающее влияние промывочной жидкости, на рабочих кромках лопасти долота температура наибольшая и она может достичь значений, при которых твердость и прочностные свойства стали будут сни­жаться, вызывая тем самым понижение износостойкости п работо­способности долота.

Относительно низкая температура нагрева долота может быть достигнута при использовании лопастей с меньшей толщиной и изготовлении их из материала с высокой теплопроводностью. Однако это не исключит образование на контактных поверхностях долота зон с высокой температурой нагрева. Поэтому необходимо найти способы понижения температуры окружающей среды в призабойной зоне и повышения интенсивности отбора тепла от долота и особенно от его лезвий.

Комментарии запрещены.