Выбор оптимального режима бурения

Рассмотрим задачу для нижнего (второго) интервала пород одинаковой буримости 2950-3200м, пробуренного в скважине №1 и №2 пятью долотами одинакового размера с нагрузкой Р_д=190 кН.

Найдем средние арифметические значения проходки на долото h_д, стойкости долота t_б и механической скорости V_м по формулам:

(4.13, [1])

где, h_д– осредненная проходка на долото; t_б– осредненная стойкость отработанных долот. Итак:

Скв.№1 нижняя пачка, долото Ш 269,9 С3-ГВ:

Скв.№2 нижняя пачка, долото Ш 269,9 С-ГВ:

Чтобы найти адаптационные коэффициенты, необходимо предварительно определить частоту вращения долот Ш 269,9 С3-ГВ и Ш 269,9 С-ГВ во время отработки в скв.1 и 2 на валу турбобура А9Ш при нагрузке на долото P_д =190 кН, расходе раствора 0,044 м³/c и плотности раствора =1224,2 кг/м³.

Характеристики турбобура:

Наружный диаметр d_н=0,240 м,

Подача промывочной жидкости Q_T=0,045м³/c,

Частота вращения вала n_T=420об/мин,

Крутящий момент на валу при максимальной мощности М_T=3500Hм,

Перепад давления ,

Средний диаметр проходного канала турбобура d_T,CP=0,16м,

Средний радиус трущихся поверхностей ч_ср=0,081м,

Масса=4605 кг,

Длина=16,960 м.

Тормозной момент турбобура:

Момент на долоте:

а=0,15.

Частота холостого вращения вала:

Осевое усилие на валу турбобура:

Таким образом, долота в скв.№1 и №2 были обработаны при частоте вращения n=539,31 об/мин.

Теперь можно определить адаптационные коэффициенты для долота Ш 269,9 С3-ГВ:

Для долота Ш 269,9 С-ГВ:

Построим график внешней характеристики турбобура:

1-я точка. Нагрузка на долото P_д = 0

2-я точка.Разгруженной осевой опоры, когда P_д =P_Г:

3-я точка. Торможение турбобура, когда n=0. Чтобы частота стала равна нулю, необходимо на долото создать нагрузку:

Для более точного построения характеристики турбобура n=n(P_д) в диапазоне нагрузок от 0 до P_д=447,5 кН можно рассчитать соответствующие различным нагрузкам значения частот вращения вала:

Pд, кН	n, об/мин
	677,4369725
	650,6885935
	623,9402145
	597,1918355
	518,372392
	308,9652807
	204,261725
	99,55816931
447,5

На характеристике участок устойчивой работы турбобура ограничивается сверху точкой с координатами, соответствующими разгонной частоте вращения n_p=677,43 об/мин и нагрузке P_д=0, и снизу точкой с координатой по частоте и нагрузке Рд=318,4кН.

Участок совместимых условий работы системы “турбобур-долото” на характеристике турбобура располагается в интервале между точками А (P_Д=0 кН, n=677,43 об/мин) и В (P_Д=225 кН, n=466,02 об/мин).

Рис. 3. Характеристика турбобура.

Определим скорости в зависимости от нагрузки ,

Для долота Ш 269,9 С3-ГВ:

V_м(0)=0,

, (5.15)

Для долота Ш 269,9 С-ГВ:

V_м(0)=0,

Таким образом, согласно приведенным выше результатам в дальнейшем для отработки долот Ш 269,9 С3-ГВ и Ш 269,9 С-ГВ в сочетании с турбобуром А9Ш в качестве наиболее эффективной считаем нагрузку 225 кН при частоте 466,02 об/мин.

Приблизительно примем: C_в=82,17 руб. - стоимость 1 часа работы буровой установки в объединении «Мангашлакнефть» . Стоимости долот: C_д Ш 269,9 С3-ГВ =328 руб.,

C_д Ш 269,9 С-ГВ =220 руб.

Время подготовительно-заключительных и вспомогательных работ в одном рейсе t_в:

-время на подготовительно-заключительные работы,

- время на наращивание инструмента,

-время на отвертывания долота,

-время на навертывание долота,

-время на проверку турбобура,

Время на спуско-подъемные операции t_сп для скважины глубиной 3200 м. t_сп= 7,77 ч.

Скв№1 долотo 269,9 С3-ГВ:

Скв№2 долото Ш 269,9 С-ГВ:

Таким образом, стоимость метра проходки долотом Ш 269,9 С3-ГВ значительно больше, чем долотом Ш 269,9 С-ГВ, последнее рекомендуем использовать для бурения в интервале 2950-3200 м.

Найдем прогнозируемые показатели отработки долота Ш 269,9 С3-ГВ при рекомендуемых эффективных параметрах бурения:

Ш 269,9 С-ГВ:

Интервал одинаковой буримости, м	Тип забойного двигателя	Конкури- рующие типы долот	Оптимальный режим	Прогнозируемые показатели работы долот	Рациональный тип долота
Рд, Кн	Q, м3/c	hд, м	tб, ч	Vм, м/ч	С, руб/м
		А9Ш	Ш 269,9 С3-ГВ		0,044	54,82	89,70	0,611	165,65	Ш 269,9 С-ГВ
Ш 269,9 С-ГВ		0,044	54,82	62,94	0,871	120,38

Аналогичным образом производится выбор лучшего долота для верхнего интервала бурения (2650 – 2950 м.).

Время на спуско-подъемные операции t_сп=5,86 ч.

Скважина № 1, Ш 269,9 С3-ГВ:

Скважина № 2, долото Ш 269,9 С-ГВ: