РАЦИОНАЛЬНАЯ ОТРАБОТКА ДОЛОТ
Считается, что долота рационально отрабатывают в том случае, если бурят при оптимальном сочетании параметров режима бурения и равномерной подаче. Продолжительность работы долот, как правило, выбирают из расчета получения максимальной рейсовой скорости проходки или максимальной стойкости опор долота. Если хотя бы одно из этих условий не соблюдают, то нельзя считать, что долота отрабатывают рационально.
Опытами установлено, что если увеличивается какой-нибудь параметр режима бурения, а другие остаются постоянными или изменяются, не обеспечивая оптимального сочетания между параметрами, то при этом чаще всего темп углубления скважины снижается. А если и происходит некоторое увеличение показателей бурения, то сравнительно небольшое. При таких условиях отработка долот не может быть рациональной.
Так как параметры режима бурения n, Рд (Go)и Q оказывают различное влияние на механическую скорость проходки и износостойкость долота, следовательно, оптимальное соотношение между ними отвечает наиболее высокой рейсовой скорости проходки
|
|
В турбинном бурении иногда рациональное соотношение между Рд, n и Q не соответствует оптимальному режиму работы турбобура. Нередко наиболее высокие показатели эффективности отработки долот получают при работе турбобура в области тормозных режимов.
Если в процессе бурения контролировать только осевую нагрузку, то частота вращения долота колеблется до ±300 об/мин. Такие колебания n объясняются рядом причин, но главнейшая из них - неравномерность подачи долота (бурильной колонны).
Так как в турбинном бурении зачастую Q = const, частота вращения долота n = φ (Рд), естественно, что при всяком изменении Рд обязательно будет изменяться и n.
Опыты показали, что во всех случаях, когда долото подается неравномерно, происходят колебания n, в результате чего эффективность работы долота снижается на 15 -25 % и более.
Ориентируясь на рациональную отработку долот, нужно добиваться равномерной подачи бурильной колонны, чтобы колебания n не превосходили 50-80 об/мин.
Рациональная отработка долот невозможна, если нет критериев для определения времени, когда необходимо сменить долото.
С технической точки зрения долото на забое следует использовать до тех пор, пока механическая скорость проходки, уменьшаясь, не станет равной рейсовой скорости проходки. Это и будет рациональное время эффективной работы долота на забое Тр.
В этом случае при определении времени подъема долота можно руководствоваться механической скоростью проходки. Долото нужно поднимать после того, как механическая скорость проходки, уменьшаясь с течением времени, достигнет значения
|
|
Vм = k0Vм.ср ., (20.16)
где Vм.cp. - средняя механическая скорость проходки, м/ч; k0 - коэффициент, определяемый опытным путем.
Значение k0 зависит от соотношения между t6 и t cn + tп и удовлетворяет условию 0 < k0 < 1.
Тр отдельно для каждого долбления не определяют, а используют различные данные, полученные на основе хронометражных наблюдений и статистических материалов, например:
1) продолжительность механического бурения Тр;
2) проходку на долото, соответствующую Тр;
3) конечную механическую скорость vk, соответствующую максимуму рейсовой скорости;
4) отношение конечной механической скорости vк к начальной v0.
Хронометражные наблюдения показывают, что шарошечные долота в большинстве случаев приходится поднимать до наступления максимума рейсовой скорости. Это происходит потому, что долговечность опор шарошечных долот меньше долговечности их рабочей поверхности, а продолжительность спускоподъемных операций и вспомогательных работ имеет сравнительно большую величину.
При определении необходимости смены долота в принципе можно исходить и из стоимости 1 м проходки, т.е. поднимать долота тогда, когда стоимость 1 м проходки в процессе долбления снизится до минимума.
Задаваемые бурильщиками значения критериев для установления необходимости смены долота являются ориентировочными, потому что они определяются как среднестатистические величины; качество отдельных долот нестабильно и условия работы долот в каждом из долблений несколько различны. Поэтому следует пользоваться одновременно несколькими критериями.