Роторное бурение

При роторном бурении в процессе углубления можно произвольно устанавливать любые комбинации основных параметров режима бурения.

• осевая нагрузка  - P_д
• частота вращения - n

При роторном бурении и при бурении электробуром расход бурового раствора (подача насоса) вычисляется по формуле (14.8, а). Выбор v_в в кольцевом пространстве основывается обычно на опытных данных.

В большинстве случаев рекомендуется принимать v_в=0,4÷0,6 м/с (нижний предел при использовании утяжеленных буровых растворов, а верхний - при промывке неутяжеленными маловязкими растворами).

В интервале неустойчивых глин значение vв может быть увеличено до 1,2 м/с. Для инженерных расчетов можно воспользоваться эмпирической зависимостью, применяемой за рубежом (рис. 16.1). Рис. 16.1. Зависимость необходимой скорости восходящего потока в кольцевом пространстве от диаметра скважины Фуллертон рекомендует следующее соотношение между скоростью восходящего потока (v, м/с), диаметром долота (Dд, мм) и плотностью бурового раствора (ρ, кг/м3) Это соотношение отражено графически на рис. 16.2. Рис. 16.2. Оптимальная скорость восходящего потока, по Фуллертону В отечественной практике широко используют рекомендации В.С.Федорова о необходимости подачи на забой удельного расхода жидкости 0,057-0,065 л/(с·см2) для шарошечных и лопастных долот и 0,06-0,1 л/(с·см2) для алмазных.

При разбуривании мягких пород с очень высокой v_м вследствие большей интенсивности шламообразования Q целесообразно увеличивать, чтобы плотность раствора не могла существенно возрасти за время, необходимое для транспортирования шлама к устью скважины.

Если v_м≤15 м/ч, то увеличивать Q при роторном бурении (и бурении электробурами) целесообразно лишь до тех пор, пока скорость восходящего потока не достигнет 0,5-0,75 м/с.

Из трех основных режимных параметров при роторном бурении основное внимание уделяется Р_д и Q. При средней чистоте забоя скважины v_м увеличивается линейно с повышением Р_д. Эта зависимость может быть доведена до квадратичной благодаря улучшению очистки забоя путем увеличения гидравлической мощности (N_г) струй, подводимых к забою через гидромониторные насадки.

Минимально необходимую N_г на забое можно найти по графику (см. рис. 14.6) в зависимости от произведения Р_удn.

При бурении с отбором керна Q так же, как и п ограничивается и увеличивается в зависимости от диаметра бурильной головки (в л/с): от 16-24 до 18-26 (лопастные); от 16-24 до 20-28 (ИСМ); от 8-12 до 20-30 (алмазные).

Для алмазных бурильных головок расход бурового раствора (в л/с) рекомендуется определять по формуле

Q=k_оS_о            (16.50)

где k_о=(0,06-0,10) - коэффициент очистки (охлаждения забоя), характеризующий расход жидкости на площади забоя S_о в 1 см2 за 1 с, л/(с·см2).