Рациональная отработка долот. Признаки отказа долот

 

Мероприятия по рациональной отработке долот начинаются с момента поступления с завода изготовителя и заканчиваются осмотром состояния и описанием по коду износа долот. На долотной базе проводят осмотр и обмер долот и составляют ведомость результатов. В соответствии с заявкой технологической службы УБР (управления буровых работ) готовят комплект долот на всю скважину, который доставляют на буровую вместе с паспортами и ведомостью осмотра.

После достижения забоя проводят приработку долота в течение 25…

30 мин при роторном бурении, 15 мин при средних частотах вращения и 10…

15 мин при высокооборотном бурении. Осевая нагрузка при этом составляет около ¼ от допустимой по паспорту долота. Затем осевую нагрузку на долото плавно увеличивают до величины, соответствующей рабочему режиму.

Режим работы долота регламентируется режимно-технологической картой (РТК). В настоящее время наиболее распространенной является отработка долота в режиме максимальной механической скорости бурения в заданных РТК диапазонах изменения параметров режима работы долота.

В РТК задается интервал, в котором находится оптимальная нагрузка, а конкретная величина нагрузки устанавливается бурильщиком. Существует несколько методов. Рассмотрим поиск оптимальной нагрузки на долото ступенчатым изменением осевой нагрузки G (рис.6.4).

 

Последовательно, начиная от минимальной по РТК нагрузки, бурильщик ступенчато через 10…20 кН задает и поддерживает постоянную осевую нагрузку и замеряет время t бурения заданного короткого постоянного интервала, например, одного метра. Вначале время бурения такого интервала монотонно уменьшается, затем после перехода через оптимальную нагрузку темп уменьшения времени снижается, а при турбинном бурении время может начать расти. Для принятия решения проводят вспомогательные прямые 1 и 2, точку пересечения которых принимают в качестве оптимальной нагрузки G_опт. Для продолжения бурения в качестве рабочей G_р принимается осевая нагрузка, равная

 

G_р = G_опт + D G, (6.5)

 

где D G = 10…20 кН.

В процессе отработки долота поиск оптимальной нагрузки повторяется несколько раз по мере износа инструмента или изменения условий бурения.

Прибурении недопустимы резкие изменения режима работы и повышенный уровень вибраций. При появлении сильных вибраций бурильщик обязан изменить в ту или иную сторону осевую нагрузку на долото при бурении забойными двигателями до величины, при которой вибрация снижается до нормальной, а при роторном бурении снижение вибрации может быть достигнуто соответствующим изменением частоты вращения ротора.

Для полного использования ресурса долот они отрабатываются до отказа одной из функциональных систем: вооружения, опоры или системы промывки. Признаком отказа вооружения долота является снижение механической скорости более чем вдвое от начальной. Признаком отказа опоры является устойчивое увеличение крутящего момента на долоте. Увеличение момента более чем на 30 % от номинального является сигналом к прекращению бурения и подъему долота. Любое резкое изменение давления на стояке свидетельствует о нарушениях в системе промывки скважины и также является сигналом к прекращению бурения. Появление хотя бы одного из признаков отказа является сигналом к прекращению бурения и подъему долота.

Время рациональной работы долота на забое может быть меньше времени его работы до отказа. Тогда это время определяется по моменту достижения максимума текущей рейсовой скорости или минимума стоимости проходки. Из-за монотонного снижения механической скорости проходки во времени, обусловленного износом вооружения долота, текущая рейсовая скорость сначала растет, достигает максимума, а затем снижается. Соответственно стоимость метра проходки сначала снижается, достигает минимума, а затем растет.

Своевременное фиксирование признаков отказа зависит от квалификации бурильщика, от глубины и сложности условий бурения. Незамеченный отказ может создать в скважине аварийную ситуацию. Поэтому для каждого инструмента задается предельное время его работы (время безотказной работы с заданной вероятностью). Бурение прекращают для смены породоразрушающего инструмента даже при отсутствии признаков отказа, если продолжительность бурения достигла предельно допустимой.