БУРЕНИЕ СКВАЖИН Методические указания
Выбор параметров режима бурения
Под параметрами режима вращательного бурения с промывкой (продувкой) подразумевают осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент, частоту его вращения и расход очистного агента. Технико-экономические показатели бурения зависят от правильного выбора совокупности технологических параметров. Параметры режима бурения рассчитываются в зависимости от типа бурения (алмазного, твердосплавного, бескернового) и устанавливаются согласно технической характеристике бурового станка и насоса.
Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент определяется по формуле, кН:
РОС = рО D
Где рО – удельная нагрузка, кН/м; D –диаметр породоразрушающего инструмента, м.
Рекомендуемые значения удельной осевой нагрузки в зависимости от типа породоразрушающего инструмента и категории горных пород по буримости приведены в табл.9.
Таблица 9
|
Тип породоразрушающего инструмента |
Удельная нагрузка, кН/м |
|||
|
Категория пород по буримости |
||||
|
I-IV |
V-VII |
VIII-X |
XI-XII |
|
|
Твердосплавные коронки: Ребристые Резцовые Самозатачивающиеся |
60-100 |
60-100 70-120 |
100-200 |
|
|
Алмазные коронки: Однослойные Импрегнированные |
80-160 150-250 |
250-300 |
||
|
Лопастные долота |
50-100 |
|||
|
Шарошечные долота |
100-200 |
200-300 |
300-500 |
500-900 |
Минимальные осевые нагрузки применяются при бурении менее крепких пород, максимальные – при бурении более крепких. При бурении сильнотрещиноватых пород рекомендуется снижать осевую нагрузку на долото на 30 ¸ 40%.
Частота вращения породоразрушающего инструмента определяется по формуле, об/мин:
60V
N = –––––
pD
Где D – наружный диаметр, м; V - окружная скорость, м/с.
Рекомендуемые значения окружной скорости для различных типов породоразрушающего инструмента приведены в табл.10.
Таблица 10
|
Тип породоразрушающего инструмента |
Окружная скорость, м/с |
|||
|
Категория пород по буримости |
||||
|
I-IV |
V-VII |
VIII-X |
XI-XII |
|
|
Твердосплавные коронки: Ребристые Резцовые Самозатачивающиеся |
1,0-1,5 |
0,8-1,6 0,6-1,5 |
||
|
Алмазные коронки: Однослойные Импрегнированные |
1,5-3,0 |
1,0-2,0 2,5-5,0 |
2,0-3,0 |
|
|
Лопастные долота |
0,8-1,6 |
|||
|
Шарошечные долота |
0,8-1,4 |
1,0-1,4 |
0,6-1,0 |
0,5-0,6 |
Частоту вращения снижают в следующих случаях: в сильно трещиноватых, раздробленных породах из-за повышенного износа коронок и разрушения керна; при бурении перемежающихся пород; при увеличении глубины скважины и увеличении затрат мощности на холостое вращение колонны бурильных труб; при бурении наклонных и сильно искривляющихся скважин; для повышения выхода керна.
Расход промывочной жидкости, подаваемой на забой при колонковом бурении, производится с учетом следующих двух условий очистки скважины от шлама.
1. Из условий эффективной очистки забоя скважины от шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента по формуле, л/мин:
Q = KD
Где D – наружный диаметр коронки, м; K – удельный расход промывочной жидкости, л/мин на 1 м диаметра коронки.
Удельный расход жидкости K в зависимости от свойств пород и способа бурения можно определить по данным табл. 11.
Таблица 11
|
Тип коронки |
Удельный расход, л/мин×м |
|||
|
Категория пород по буримости |
||||
|
I-IV |
V-VII |
VIII-X |
XI-XII |
|
|
Твердосплавные коронки: Ребристые Резцовые Самозатачивающиеся |
1000-1500 |
800-1200 600-800 |
||
|
Алмазные коронки |
600-900 |
400-500 |
При бурении в трещиноватых породах расход промывочной жидкости увеличивается на 50%.
2. Из условий очистки ствола скважины от шлама и выноса разрушенной породы с забоя на поверхность необходимое количество промывочной жидкости определяется по формуле, л/мин:
Q = 47000 (D2СКВ – d2ТР) ×VВ
Где DСКВ – диаметр скважины, м; dТР – наружный диаметр бурильных труб, м; VВ – скорость восходящего потока промывочной жидкости, м/с.
По этой же формуле рассчитывается расход промывочной жидкости при бескерновом бурении.
Для расчетов скорость восходящего потока может быть принята по данным табл. 12.
Таблица 12
|
Вид породоразрушающего инструмента |
Скорость восходящего потока при промывке, м/с |
|
|
Водой |
Глинистым раствором |
|
|
Лопастные долота |
0,8-1,0 |
0,6-0,8 |
|
Шарошечные долота |
0,6-0,8 |
0,4-0,6 |
|
Твердосплавные коронки |
0,3-0,6 |
0,2-0,5 |
|
Алмазные коронки |
0,5-0,8 |
0,2-0,5 |
