Влияние фрезерующей способности бурового инструмента на формирование стволов скважин.
При бурении достаточно часто образуются уступы и локальные искривления ствола скважины. Значительную роль при формировании подобных отклонений ствола, влияющих на эффективность бурения, оказывает фрезерующая способность бурового инструмента [21].
Фрезерующую способность породораз-рушающего инструментаоценивают через коэффициент боковой фрезерующей способности fф , который учитывает различную эффективность разрушения горной породы в осевом (vм) и поперечном направлениях (vф) для конкретных инструментов (рис. 4.24):
( 4.16)
Пределы изменения коэффициента боковой фрезерующей способности бурового инструмента – 0 ≤ fф ≤ 1, а реальные величины fф определяются опытным путем и они, в основном, составляют значения 0,1-0,3.
Угол отклонения забоя при фрезеровании стенки ствола скважины под действием отклоняющих буровой инструмент сил за один оборот коронки на забое равен [21]:
(4.17)
Из приведенных зависимостей следует, что угол отклонения α задается коэффициентом фрезерующей способности инструмента и на малом участке ствола может достигать значительных величин. Искривленность же ствола на локальных участках может сдерживаться за счет методов интенсификации углубки за оборот при условии, что коэффициент фрезерующей способности будет неизменен, вследствие роста, например, осевого усилия на инструмент.
|
|
|
Выполненный анализ позволяет оценить потери осевого усилия на инструмент при отклонении ствола от прямолинейного направления. Снижение осевого усилия при отклонении скважины на угол α
(4.18)
Анализ данной зависимости показывает, что потери осевой нагрузки на инструмент при появлении отклоняющего усилия, например, вследствие прогиба буровой компоновки, пропорциональны коэффициенту фрезерующей способности инструмента и могут составить значительную величину при самом незначительном отклонении инструмента от прямолинейного направления, что может приводить к снижению скорости бурения и дальнейшему росту угла отклонения. Одновременно с ростом угла отклонения возрастет объем горной породы, разрушаемой боковыми резцами, что вызывает снижение ресурса бурового инструмента.
Для снижения фрезерования стенки ствола скважины при бурении, особенно анизотропных и перемежающихся по твердости горных пород, рекомендуется применение центратора, установ-ленного над буровым инструментом.
Опытные работы по определению vф, проведенные в Томском политехническом универ-ситете (ТПУ), позволили определить, что для пород V-Х категорий по буримости скорость фрезерования породы под действием отклоняющей силы 2-10 даН и частоте вращения 155-1170 мин-1 может составить значения 0,3-2,0 м/ч для мягких пород и 0,3-0,7 м/ч для твердых пород (рис.4.25).
|
|
|
Во всех случаях рост отклоняющей силы сопровождается пропорциональным увеличением скорости фрезерования в породах различной буримости. Повышение частоты вращения инструмента отмечалось снижением темпа или прекращением роста скорости фрезерования vф [ 21 ].
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 244; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!