Una dintre funcțiile principale ale noroiului de foraj în circulație este curățarea feței și a puțului de sondă din resturile de rocă. Eficiența performanței acestei funcții depinde în mare măsură de viteza de penetrare a puțului. Cu toate acestea, într-o serie de cazuri, un factor de circulație diferit influențează mult mai mult viteza de forare: efectul hidraulic al spălării feței: cu viteza crescătoare a fluxului de noroi de la biți, viteza de forare crește.
Modul de viteză și de foraj cu fluid de circulație este determinată int-eroziune nominală de curgere sivnost presiunii diferențiale în puțul de foraj, calitatea procesului de sacrificare și curățare baril de rocă spartă, gradul de eroziune a găurii de sondă, costurile cu energia pentru circulație, și anume ceea ce afectează în mod direct viteza găurilor de foraj.
Odată cu creșterea performanțelor de spălare va intensificatoare-vatsya cutreiera roca pe fata, îmbunătățită îndepărtarea nămolului din partea de jos, viteza de foraj trebuie să crească. apar însă nega - momente negative: creșteri ale presiunii diferențiale pe partea de jos, prin creșterea pierderii capului în spațiul inelar și presiunea pa dătător de noroi jet sacrificare intensifică procesul de eroziune a pereților bine ascendente alezaj cresc costurile energetiche-parametru de circulație, poate va exista absorbția noroiului de foraj.
Astfel, alegerea programului hidraulic de spălare de foraj, pentru fiecare caz în parte trebuie luate-missnoe soluție de compromis pentru a atinge viteze mari de foraj cu procesul de găurire minim. Viteza și direcția Leniye noroi expirare din duzele de biți, bit modul de circulație într-un spațiu inelar bine, diferențială de ghidare presiune rodinamicheskoe fundul puțului - principalii parametri de spălare care afectează eficiența procesului de foraj.
Toți parametrii de spălare sunt determinați în principal de valoarea livrării pompelor de foraj și sunt atât de strâns legați încât este adesea dificil să se separe rolurile.
Productivitatea circulației noroiului de foraj este un parametru complex al spălării fântânilor. Odată cu creșterea acestei valori, curățarea feței se îmbunătățește și, în consecință, crește eficiența bitului. În același timp, crește pierderi de presiune în spațiul inelar și creșterea presiunii hidrodinamice pe fund, sunt condiții nefavorabile de retragere a particulelor clivate bit față, SNI-eficienta bit scade de, rezultând în viteză mecanică redusă de penetrare și penetrarea bit.
Î.Hr. Fedorov a stabilit că există o anumită limită
viteza tehnologică necesară de curgere a lichidului de spălare, a cărei creștere ulterioară este irațională. Această limită este dictată, în primul rând, de necesitatea de a asigura o curățare eficientă a feței de sacrificare. Se găsește experimental.
Cand au studiat efectul greutății noroi pe indicatorii ra biți roboții constatat că condițiile de foraj diferite este cantitativ, dar, de asemenea, diferite și depinde de adâncimea sondei, cum ar fi pietre, presiunea porilor, etc. Cel mai bine este să pătrundă biți și viteza de penetrare mecanică corelată cu presiunea statică diferențială (cu diferența dintre presiunea hidrostatică și cea intraporoasă). Cu cât această diferență este mai mică, cu atât este mai eficientă stânca distrusă de daltă. Evident, presiunea diferențială din partea de jos este un parametru complex, care afectează în mod semnificativ caracterul interacțiunii bitului cu roca din partea de jos.
Odată cu creșterea performanțelor de circulație a fluidului de foraj pierderile hidraulice cresc în spațiul inelar bine și, astfel, crește presiunea hidrodinamică pe fata. Acest lucru se observă în mod special în tranziția de la regimul fluxului laminar la debitul turbulent. Pierderi de presiune în spațiul inelar de bine se poate schimba apoi la o unitate, chiar zeci de atmosfere. Aceste valori sunt uneori mici, în comparație cu presiunea hidrostatică a coloanei de foraj Ras creează, cu toate acestea, și ele pot avea un efect decisiv, mai ales în cazul în care co-GDS presiunile hidrostatice și rezervor (pori), aproape în ZNA-cheniyu, ceea ce este tipic pentru foraj tehnologie modernă.
Astfel, o consecință negativă a intensificării stimulării sondei poate fi o creștere a presiunii diferențiale la fundul puțului și, ca o consecință, deteriorarea condițiilor de distrugere a rocilor la fundul puțului.
Unul dintre factorii majori care influențează eficiența în puțul de foraj instrument rodorazrushayuschego, - calitatea butașilor de curățare pentru sacrificare care circulă fluidul de foraj (sub purificare sacrificare cali-stvom va înțelege rata de spălare și cantitatea de particule cake lavabil general, găurire (mai ales. turbină) se efectuează în condiții de purificare incompletă datorită murdărire dinților talpa sondei de scule cu fața tăietor nu au contact direct cu suprafața de rocă distrusă ;. căldură axială dressing de biți percepută nu numai pentru sacrificare, ci și pad-ing nămol. Eficacitatea introducerii dintelui în biți deteriorează semnificativ scade talpa sondei rata de penetrare.
Studiile efectuate la Institutul de Ufa Oil au arătat că chiar și un strat subțire de nămol pe suprafața marmurei reduce cu 30-40% forța de marmură aplicată de pumnul presat (dinte).
Studiile de laborator efectuate de Esso Prodakshn cu microdoturi arată că rata de penetrare mecanică este cel mai bine corelată cu funcția numărului Reynolds. Studiile ulterioare de pescuit efectuate de Imperiel Oil în Canada au confirmat natura acestei dependențe.
Se crede că motivul corelării strânse dintre rata de penetrare mecanică și numărul Reynolds al fluxului de noroi de sub bit este că numărul Reynolds este un indicator al grosimii
stratul de limită al noroiului de pe față. Și stratul de graniță în sine face dificilă spălarea resturilor de pe față.
La Re = 100 + 1000, o situație este tipică în cazul în care fragmentele de rocă sunt îndepărtate prin vîrtejuri care formează dinții în mișcare ale bitiului. În același timp, stratul de graniță este atât de mare încât, atunci când dalta este staționară, fragmentele de rocă de pe fund nu sunt spălate de fluxul noroiului de foraj. În acest caz, rata de penetrare mecanică nu depinde de numărul Reynolds.
Pe măsură ce numărul Reynolds crește de la 103 la 105
fluxurile vortexului încep să atingă fața. Ca urmare a reducerii grosimii stratului de frontieră, calitatea curățării feței din fragmentele de rocă este îmbunătățită și, ca urmare, crește rata de penetrare mecanică. În acest interval de numere Reynolds, rata de creștere a ratei de penetrare mecanică este cea mai mare.
La Re = 105-I0b, rata de creștere a ratei mecanice de penetrare este încă semnificativ redusă.
În cele din urmă, pentru Re> 10b, se obține o curățare perfectă a feței, iar rata de penetrare mecanică din nou nu depinde de numărul Reynolds. Pietrele de rupere de pe fața sunt îndepărtate imediat după formare și nu cad din nou sub dinții biciului. Prin urmare, o creștere suplimentară a numărului Reynolds nu contribuie la o creștere notabilă a ratei mecanice de penetrare prin îmbunătățirea calității curățării de fund. Cu toate acestea, acest lucru nu exclude o creștere suplimentară a eficienței bitului prin creșterea încărcării axiale și a frecvenței de rotație a acestuia, a vitezei de curgere a fluidului de foraj din biți și așa mai departe.
Pentru aplicarea în practică a rezultatelor studiilor și experimentelor descrise, se propune utilizarea conceptului de index POR (IMS), care este asociat cu un număr Reynolds-suflare urmează relație empirică: Re <1900 ИМС = 0,04; при 1900 ≤ Re ≤ 5104
ÈÌÑ = 0,001 Re0,45; ïðè 5-U4 ≤ Re ≤ 5105 ÈÌÑ = = 0,01 Re0,27; ïðè Re> 5105 ÈÌÑ = 0,32.
Indexul POR reflectă doar influența proprietăților fluidelor de foraj și modul de circulație în zona de calitate detritusul de foraj de curățare poddolotnoy feței, dar nu ia în considerare efectul fluxului de spălare cu jet de eroziune a feței. Pentru a trece prin acest indicator ICI la valoarea absolută a ratei de penetrare mecanică, este necesar să cunoaștem pentru condițiile specifice date valoarea turației mecanice și a valorii IM corespunzătoare:
unde Vmx și yn sunt rata de penetrare mecanică necesară și cunoscută; (IMC) X, (IMC) A sunt indici ai ratei de penetrare mecanică, respectiv pentru rg și y "d.
Calculele arată că, cu alte lucruri egale, IC este mai mare cu un număr mai mic de biți pe bit. Acest lucru este confirmat de rezultatele experimentelor promo cuvinte: sigilate în ciobire în timpul unul sau două sfaturi de biți, în timp ce POR nu-las potolit, și de multe ori, dimpotrivă, a crescut.
Astfel, regimul de curgere a nămolului de foraj sub bit poate afecta în mod semnificativ performanța bitului, deoarece servește ca factor determinant pentru gradul de curățare a feței de sacrificare.
Din practica internă și străină a puțurilor de foraj, se știe că, pe măsură ce rata de curgere a nămolului de la găurile de biți crește, distrugerea chipului de biți este intensificată. Acest obuslov-Leno, pe de o parte, creșterea cantității furnizate în partea de jos a lichidului pro-myvochnoy și cealaltă - o creștere a energiei cinetice a jetului, bombardează suprafața feței. POR corelează strâns cu puterea hidraulică, este declanșat la biți, și la o viteză de foraj duze cu jet de fluid în biți: cu o creștere a acestor parametri etsya creșterea ratei de penetrare mecanică.
muncă experimentală în gaura de sondă (VNIIBT) în timpul forării ro-Thorn metoda a relevat faptul că odată cu creșterea vitezei jet Ista-cheniya de duze stropire cu jeturi de biți 56-111 - 127 m / s, la un foraj de circulație a productivității substanțial neschimbat Ras creează realizat prin creșterea POR penetrare de aproape 2 ori. Se constată că odată cu creșterea cădere de presiune prin duzele lot la 2.0-10.5 MPa în performanța circulație a 20-26 l / s POR a crescut de 2 - 3 ori. Care POR creșterea cea mai intensă observată în intervale nu cădere de presiune pe duzele de 3,0 - 8,0 MPa. Când diferența în NASAD-tuple de mai mult de 9,0 MPa dependentă de expirare ROP vitezei de noroi din duzele de biți slăbit considerabil.
Pe baza activităților efectuate în Stavropol a făcut concluzii practic importante despre rolul vitezelor jet de duze GidroMon - biți evaluate în procesul de distrugere rocă dedesupt: viteza de evacuare este crescută de la 40 -70 până la 100-110 m / s când foraj în roci moi Este posibil să crească viteza de penetrare mecanică cu 50-100%, iar viteza de foraj a forajului cu 10-60%; în roci de duritate medie, în acest caz este posibil să se obțină o creștere a ratei de penetrare mecanică cu 30-80%.
Pe eficacitatea eroziunea rocilor cu jet de stropire cu jeturi de-telno influență considerabilă presiune hidrostatică pentru a spori eficacitatea sa scade eroziunea jetului de fund. Dar dacă un punct tehnologic de rol pozitiv în vedere distrugerea biți de rock cu jet de mare viteză este clar, atunci fezabilitatea jetting la lot atunci când găuriți în diferite condiții geologice determinate în primul rând de caracteristicile de rezistență ale rocii forate.
Sa stabilit experimental (BV Badyuk, RV Vinyarskii) că sub acțiunea unui jet de jet la fundul sondei, pot fi observate trei efecte particulare, care împreună determină rolul jetului în distrugerea feței.
Primul este efectul de spălare a particulelor de rocă sacrificate (pernă de slănină). După cum sa arătat mai sus, nu este determinată atât de impactul jetului pe față, cât și de regimul de curgere al lichidului de spălare în zona podzolotnoy. Al doilea este excavarea pietrei nedeteriorate și distrugerea podurilor dintre găurile formate sub dinții pre-lottei. Al treilea este distrugerea directă a pietrei mamei prin curent.
Potrivit cercetărilor NA. Kolesnikova, A.K. Rakhimov și alții, efectul al patrulea al jetului de jet de apă este dezvăluit. Cu o creștere a vitezei de interacțiune a jetului cu fundul muntelui permeabil
roci, crește intensitatea spălării crustei de lut, ceea ce determină creșterea presiunii la adâncimea distrugerii și reduce tensiunile din scheletul rocii. Ca rezultat, condițiile și eficiența distrugerii rocilor sunt facilitate.
Efectele hidromonitorului specifice depind de combinația potrivită a durității și permeabilității rocilor. Astfel, efectul total hidro-monitor pentru aceeași rocă nu este o dependență monotonă de presiunea de suprafață cu jet de pe față, dar un porțiuni succesive de amplificare și efect de atenuare și valorile presiunilor specifice corespunzătoare acestor porțiuni depind de duritatea și soliditatea rasa.
Așadar, îmbunătățirea programului hidraulic pentru spălarea puțurilor reprezintă o rezervă importantă pentru creșterea vitezei de forare, în special la rasele moi și medii, când se utilizează biți cu jet de apă.
După stabilirea influenței diverșilor parametri de spălare procesului tehnologic la o viteză de foraj sonde, este posibil să se formuleze cerințele de bază pentru fluide de foraj pe care le-decurg din necesitatea de a furniza în procesul de foraj presiunea diferențială minimă la partea inferioară, grosimea minimă a pernei de filtrare-tionally-șlam la fundul puțului curățarea perfectă sacrificarea de pe resturile de piatră spartă, forța maximă de impact pe fundul jetului de soluție borică care curge de la biții bitului.
Din punctul de vedere al atingerii celei mai bune performanțe a biților și al creșterii ratelor de foraj pentru fluidele de foraj, pot fi prezentate următoarele cerințe de bază:
1) baza lichidă a noroiului de foraj trebuie să aibă o vâscozitate scăzută și să aibă
Valoarea scăzută a tensiunii de suprafață la granița cu muntele
rânduri;
2) în faza solidă a noroiului de foraj, concentrația de particule de lut
ar trebui să fie minimă și valoarea medie ponderată a volumului densității
cea mai grea fază este maximul;
3) Fluidele de foraj ar trebui să fie nedispersibile sub influența lui
schimbând condițiile termodinamice în puțuri. Ar trebui
au indicatori stabili ai proprietăților tehnologice;
4) fluidele de foraj trebuie să fie neutre din punct de vedere chimic în ceea ce privește
la pietrele care urmează să fie forate, nu provoca dispersia lor și
Buhanov;
5) Fluidele de foraj nu ar trebui să fie un sistem multicomponent -
și reactivii chimici utilizați pentru a-și regla proprietățile,
Umpluturile și aditivii trebuie să furnizeze direcții
din fiecare indicator tehnologic cu alți indicatori neschimbați.
telyah;
6) este de dorit ca nămolurile de foraj din compoziția lor să nu aibă
10% din aditivii lubrifianți și conține, de asemenea, o fază gazoasă.
Firește, aceste cerințe generale nu sunt dogme, iar implementarea lor depinde în mare măsură de condițiile geologice și tehnice ale forării. Cu toate acestea, ele permit alegerea soluției care nu numai că va elimina complicațiile și accidentele din puț, ci și va asigura viteza mare de găurire. În fiecare caz specific este necesar să se rezolve o sarcină complexă cu privire la oportunitatea utilizării unei soluții care să țină cont de echipamentul tehnic al platformei de foraj,
materialele, abilitățile angajaților, amplasarea geografică a puțului etc.
Implementarea cerințelor generale formulate pentru fluidul de foraj în practică este necesară, dar nu este suficientă pentru a selecta nămolul de foraj pentru a asigura permeabilitatea orizontului de producție. Criteriile de selecție sunt oarecum diferite. Fără îndoială, numai punerea în aplicare a celui mai cuprinzător set de măsuri propuse va face posibilă obținerea unei creșteri semnificative a eficienței puțurilor de foraj. Este puțin probabil ca utilizarea anumitor măsuri să atingă un efect tehnologic și economic stabil.
Vă rugăm să rețineți:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: