Особенности технологии бурения с помощью ВЗД. Рабочие характеристики ВЗД. Комплексная характеристика совместной системы ВЗД – долото – порода при постоянной скорости ПЖ.

- При спуске двигателя в скважину за 10... 15 м от забоя следует включить буровой насос и промыть призабойную зону скважины при работающем двигателе.

- По своим энергетическим характеристикам винтовые двигатели позволяют создавать на долоте высокие осевые нагрузки, однако приработку нового долота в течение 10... 15 мин необходи­мо проводить при пониженных осевых нагрузках.

- При выборе типа долота предпочтение следует отдавать низкооборотным долотам с малонаполненной опорой, а также гидромониторным долотам, так как сниженный по сравнению с турбобурами перепад давления в винтовом двигателе создает резерв мощности на выкиде насосов.

- При выборе рациональных параметров режима бурения ВЗД, необходимо учитывать особенности его характеристик: пропорциональность частоты вращения расходу бурового раствора; сравнительно «жесткую» скоростную характеристику под нагрузкой, линейную зависимость перепада давления на двигателе от момента на долоте.

- При бурении ВЗД буровой инструмент необходимо подавать плавно, без рывков. Периодически инструмент следует проворачивать. По мере износа рабочей пары двигателя для сохранения его рабочей характеристики целесообразно увеличить расход промывочной жидкости на 20...25 % от начальной величины.

- Для предотвращения зашламления двигателя перед наращиванием инструмента или подъемом его для замены долота необходимо промыть скважину в призабойной зоне, затем приподнять инструмент над забоем на 10... 12 м и только после этого остановить насосы и открыть пусковую задвижку.

- В процессе эксплуатации винтовых двигателей необходимо пе­риодически проверять их пригодность к работе.

! В общем случае различают статические и динамические характеристики ВЗД.

Статические характеристики отражают зависимость между переменными гидродвигателя в установившихся режимах.

Динамические характеристики определяют соответствующие зависимости в неустановившихся режимах и обусловливаются инерционностью происходящих процессов. К динамическим относятся и пусковые характеристики гидродвигателя.

Статические характеристики ВЗД можно условно классифицировать как стендовые и нагрузочные. Стендовые характеристики (как функции от крутящего момента) определяются в результате испытаний гидродвигателя. Нагрузочные характеристики (как функции от осевой нагрузки) чаще всего рассчитываются по стендовым для конкретных условий бурения.

! Типичная характеристика ВЗД при постоянном расходе бурового раствора следующая. По мере роста момента М перепад давления в двигателе Р увеличивается почти линейно, а частота вращения вала двигателя снижается вначале незначительно, а при торможении – резко. Зависимости изменения мощности двигателя и К.П.Д. от момента М имеют максимумы. Когда двигатель работает с максимальным, режим называют оптимальным, а с максимальной мощностью – экстремальным. Увеличение нагрузки на долото после достижения экстремального режима работы двигателя приводит к торможению вала двигателя и к резкому ухудшению его характеристики.

Какая скважина называется вертикальной?

Скважина - это цилиндрическая горная выработка, у которой длина ствола гораздо больше, чем ее диаметр.

Вертикальная скважина - это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5 градусов.

При каком профиле скважины будут макс. нагрузки на талевую систему при СПО?

При s-образном профиле

Возможен ли спуск обсадной колонны, совмещённый с её вращением?

Нет.

БИЛЕТ № 14

Нарушение устойчивости стенок скважины: выпучивание пород, обваливание и осыпание, растворение и размыв, растепление мёрзлых пород. Признаки и причины нарушения устойчивости. Мероприятия по повышению устойчивости.

Обвалы, (осыпи) происходят при прохождении уплотненных глин, аргиллитов или глинистых сланцев. В результате увлажнения буровым раствором или ее фильтратом снижается предел прочности уплотненной породы, что ведет к их обрушению (осыпям). Обвалам (осыпям) может способствовать набухание. Проникновение свободной воды, которая содержится в больших количествах в растворах, в пласты, сложенные уплотненными глинами, аргиллитами или глинистыми сланцами, приводит к их набуханию, выпучиванию в ствол скважины и в конечном счете к обрушению (осыпанию). Небольшие осыпи могут происходить из-за механического воздействия бурильного инструмента на стенки скважины. Обвалы (осыпи) могут произойти также в результате действия тектонических сил, обусловливающих сжатие пород.

! Основные причины нарушения устойчивости:

1. Бурение из-под кондуктора на технической воде или на буровом растворе с большой водоотдачей приводит к набуханию глин и глинистых сланцев, слагающих разрез скважины.

2. Бурение из-под кондуктора на технической воде или на буровом растворе с повышенными значениями рН приводит к ускорению скорости гидратации глин и тем самым к сокращению времени устойчивости ствола.

3. Длительные простои буровой приводят к накоплению и образованию шламовых пробок.

4. Отсутствие долива скважины (или недостаточный долив) при простоях и подъеме бурильной колонны снижает противодавление на стенки скважины и может привести к обвалам.

5. Недостаточная промывка ствола в результате промыва бурильной колонны или низкой производительности буровых насосов приводит к накоплению шлама и образованию шламовых пробок в интервалах повышенной кавернозности.

6. Отсутствие промежуточных промывок и проработок мест посадок и затяжек бурильной колонны, а также отсутствие промежуточных промывок при спуске инструмента после длительных простоев может привести к гидроразрыву пород.

7. Спуск и подъем бурильного инструмента на высоких скоростях приводит к значительным колебаниям гидродинамического давления и может стать причиной гидроразрыва пород.

8. Резкая подача инструмента в период восстановления циркуляции и первоначальный момент промывки приводит к скачку гидродинамического давления под долотом и может послужить причиной гидроразрыва пород.

9. Снижение реологических и структурно-механических свойств бурового раствора при углублении скважины посредством разбавления технической водой.

10. Длительное долбление (более 2-х суток) без СПО (шаблонирования) приводит к накоплению шламовой массы в зонах повышенной кавернозности.

! Мероприятия по предотвращению осложнений, связанных с нарушением устойчивости ствола скважины.

1. После разбуривания цементного стакана до начала бурения из-под кондуктора, техническую воду предварительно обрабатывать химическими реагентами снижающими скорость и степень гидратации глин.

2. В зимнее время и при бурении на юрские отложения, когда срок строительства значительно увеличивается, рекомендуется начинать бурение из-под кондуктора на малоглинистом буровом растворе плотностью 1,05-1,08 г/см³ и водоотдачей не более 10 см³/30 мин.

3. Максимально сокращать сроки строительства скважины за счет уменьшения организ. простоев.

4. При вынужденном простое более 16 часов спуск инструмента производить с промежуточными промывками на глубинах 1200, 2000. 2500. 3000 м (по вертикали), текущий забой, а также при посадках инструмента до полной очистки ствола скважины от шлама и стабилизации параметров промывочной жидкости.

5. При остановках и простоях, восстанавливать циркуляцию на пониженной до 8-16 л/с производительности бурового насоса и переходить на полную производительность только после стабилизации давления.

6. При простоях и подъеме инструмента обеспечить постоянный долив скважины до устья.

7. При спуске инструмента следить за вытеснением промывочной жидкости.

поперечного сечения затрубного пространства с способствующих поршневанию и свабированию.

8. Обеспечить бесперебойную и эффективную работу системы очистки бурового раствора от выбуренной породы.