Рекомендации по бурению

Давление (ударное действие) бурения

Максимальное давление ударного бурения ограничено рекомендациями производителя, состоянием грунтов, условиями применения и используемой бурильной колонной. При увеличении давления ударного бурения с низкого уровня скорость проходки растет постепенно до момента, когда дальнейшее увеличение давления ударного бурения не приведет к повышению скорости проходки.

Любая избыточная энергия не может быть использована бурильной колонной и поэтому становится разрушительной. Обычно давление ударного бурения устанавливается ниже этой точки, поскольку избыточная энергия является абсолютно разрушительной для бурильной колонны и компонентов установки.

Недавно были разработаны более мощные буры. Таким образом, при работе буровой установки с такими параметрами через бурильную колонну каждую минуту передается более полутора миллионов фут-фунтов или два миллиона Джоулей энергии. Учитывая огромное количество энергии, содержащейся в буровой системе, крайне важно соблюдать надлежащие методы бурения.

Динамика ударного действия

Давление подачи

Давление подачи должно быть отрегулировано в соответствии с состоянием породы для обеспечения надежной посадки долота и постоянного контакта с забоем скважины. Давление подачи является одним из наиболее важных регуляторов, влияющих не только на скорость проходки, но и на срок службы долота, а также на срок службы всех других сопутствующих элементов (например, буровых штанг, муфт и т.д.).

Динамика давления подачи

В Зоне ‘A’ отмечается низкое давление подачи

• Долото неплотно прилегает к породе и вызывает чрезмерное подскакивание и вибрацию из-за отражения неиспользованной энергии обратно в бурильную колонну.
• В результате ослабления соединения возникнет чрезмерное трение между сопрягаемыми поверхностями резьбы, что приведет к снижению скорости проходки, выделению большого количества тепла во всех элементах колонны, быстрому износу резьбы, задирам, усталости металла, а также к расшатыванию и "выскакиванию" штырей.
• Под воздействием высокой температуры элемент бурильной колонны приобретает синий цвет.

Зона ‘B’ является предпочтительным участком работы

• Рабочая система и элементы были подобраны в соответствии с условиями применения и состоянием породы.
• Обеспечивается плавное бурение, что вызывает минимальные нагрузки на компоненты бурильной колонны.

В Зоне ‘C’ наблюдается избыточное давление подачи

• Может быть заметно вращение с рывками (неравномерное) и изгиб буровой стали.
• При чрезмерном давлении подачи резко возрастает риск заклинивания бурильной колонны в скважине и разрушения буровой стали

Скорость вращения

Вращение долота должно быть отрегулировано в зависимости от состояния породы для того, чтобы уступы на вставках долота обеспечивали эффективную выемку всего забоя скважины при минимальном количестве ударов при бурении.

Способность контролировать вращение зависит от типа используемого бура:

• Большинство пневматических бурильных машин имеют механизм вращения, встроенный прямо в машину через винтовую направляющую и храповое кольцо. В этом случае вращение напрямую соединяется с ударным механизмом. Поэтому чем больше ударов, тем быстрее вращение.
• Во всех гидравлических и некоторых пневматических бурах вращение не зависит от ударного механизма. Вращение обеспечивается с помощью независимого двигателя вращения, который питает буродержатель.
• В идеале, контакт никогда не происходит в одной и той же точке от удара к удару. Для этого скорость вращения точки контакта должна регулироваться в зависимости от состояния грунта. На графике ниже показана зависимость между скоростью бурения и скоростью вращения для двух различных настроек давления подачи.
• Чрезмерное число оборотов в минуту увеличивает скорость износа калибра долота, так как требуется больше оборотов и больше трения на пройденное расстояние. Износ окружности долота или калибра вызван трением о стенки скважины во время бурения.
• Возникновение рывков и нестабильного вращения приведет к чрезмерному износу материала на торце долота и неравномерному износу вокруг вставок.

Динамика давления подачи