Рекомендации по выбору оптимальных значений параметров режима бурения
Для выбора оптимальных параметров режима бурения используются результаты исследования бурения опорно-технологических скважин на данной площади или других площадях с аналогичными горногеологическими условиями.
Общая постановка задач оптимизации записывается в следующем виде:
условие обеспечения минимальных сроков строительства скважины
vp→max приС≤Сn; (16.61)
условие минимальных затрат на бурение в пределах сметы
С→min при vp≥vp.п, (16.62)
где vp - рейсовая скорость бурения; С - стоимость 1 м проходки по затратам, зависящим от времени; Сп - плановая стоимость 1 м проходки, обеспечивающая затраты на бурение в пределах сметы; vp.п - плановая рейсовая скорость бурения, обеспечивающая строительство скважины в установленные сроки.
|
|
Сочетание оптимальных значений Рд и n должно обеспечить vм(max). На рис. 16.4 показана зависимость между Руд и и для шарошечных долот D=214 мм (Середа Н.Г.,Соловьев Е.М, 1974) при условии, что интенсивность промывки достаточна для хорошей очистки забоя. Рис. 16.4. Взаимосвязь между скоростью вращения шарошечного долота диаметром 214 мм и удельной осевой нагрузкой при роторном бурении: 1 - для новых и сложных площадей; 2 - для площадей с хорошо изученными нормальными условиями Приведенная зависимость может быть использована и для долот других диаметров. При этом частоту n рекомендуется регулировать так, чтобы ω на периферии долота не превышало указанных величин. При данном значении Рд увеличение n долота с целью повышения vм целесообразно лишь до тех пор, пока возрастает рейсовая скорость бурения vp. Поэтому оптимальным является тот режим бурения, при котором обеспечивается рост vp по сравнению с другими режимами. |
Любое изменение Руд и n или обоих параметров, вследствие чего ускоряется износ долота и уменьшается hp (а следовательно и vp), считается нерациональным.
Скорость проходки уменьшается при увеличении следующих показателей:
- плотности бурового раствора (приводит к возрастанию дифференциального давления);
- пластической вязкости и особенно динамического напряжения сдвига (при неизменной подаче буровых насосов приводит к возрастанию гидравлических сопротивлений и циркуляционной системе и дифференциального давления);
- содержания бентонитовых частиц в суспензиях на водной основе.
Повышению скорости проходки способствуют следующие факторы: увеличение показателя мгновенной фильтратоотдачи Фо бурового раствора; наличие в его фильтрате ПАВ, облегчающих проникновение жидкой среды в микротрещины и норы породы; добавки к буровому раствору на водной основе нефти, нефтепродуктов и других смазочных материалов (препятствует образованию сальников, в результате чего возрастают действительная осевая нагрузка на долото и мощность, подводимая к забою), уменьшение содержания твердой фазы.
|
|
Влияние дифференциального давления и содержания твердой фазы на механическую скорость проходки показано на рис. 16.5 и 16.6 (Середа Н.Г., Соловьев Е.М., 1974) Почти все факторы, которые способствуют снижению скорости проходки, неблагоприятно влияют также на величину проходки за рейс.
Рис.16.5. Влияние давления столба бурового раствора на механическую скорость проходки при разбуривании различных пород ( по данным лабораторных испытаний): 1 - высокопроницаемый известняк; 2 - малопроницаемый мрамор; 3- непроницаемый глинистый сланец.
Рис. 16.6. Влияние концентрации твердой фазы в буровом растворе на механическую скорость проходки |
