6 Дәріс. Қатты қорытпалармен бұрғылау технологиясы

Бұрғылау тәртібі және бұрғылау тәртібінің параметрлері туралы түсінік

Ұңғыларды бұрғылау тиімділігі тау жыныстарының физико-механикалық қасиеттері, ұңғы оқпанының орнықтылығы, жынысталқандағыш аспапқа түсірілетін өстік күш, аспаптың айналу жиілігі, жуу агенттерінің шығыны мен түрі және т.с.с. бірқатар факторларға тәуелді. Жоғарыда аталып кеткен факторлардың бірқатары реттелмейді (тау жыныстарының физико-механикалық қасиеттері, жарықшақтығы, қаттылығы, абразивтілігі) немесе оларды ұңғыны бұрғылап жатқанда емес, тек ұңғыға аспапты түсіру алдындағы сатыда ғана өзгертуге болады(жынысталқандағыш аспаптың түрі, жуу сұйықтығының параметрлері және т.б.), ал бірқатар өстік күш, айналу жиілігі және жуу сұйығының шығыны сияқты факторлар бұрғы аспабының ұңғы түбінде жұмысы кезінде бұрғышы пультінен өзгертуге болады. Реттелетін факторлардың белгілі бір жинағы бұрғылау тәртібі, ал реттелетін факторлар бұрғылау режимінің параметрлері деп аталады.

Тиімді, рационал және арнайы бұрғылау тәртіптерін ажыратады.

Ең жақсы технико-экономикалық көрсеткіштерге (мысалы, бұрғылаудың ең жоғарғы механикалық жылдамдығы) қол жеткізетін бұрғылау тәртібін тиімді деп атайды.

Егер бұрғылаудың ең жақсы көрсеткіштеріне белгілі бір обьективті себептердің салдарынан (бұрғы станогының мүмкіндігі, бұрғылау аспабының беріктік сипаттамалары және т.б.) жету мүмкін болмаған жағдайда рационал тәртіпті қолданады.

Кей кездері бұрғылау кезінде ұңғының минимал қисаюын қамтамасыз ету, керн шығымын жоғарылату, шиеленісті жағдайларда бұрғылау сияқты арнайы мәселелерді шешуге тура келеді. Онда бұрғылау тәртібі арнайы бұрғылау тәртібі деп аталады.

Бұрғылау тәртібінің әр параметрі (өстік күш, аспаптың айналу жиілігі, жуу сұйықтығының шығыны) тау жыныстарын талқандау тиімділігіне әсер етеді, және оларды анықтау әртүрлі тәсілдермен қатты пайдалы қазбаларға бұрғылау технологиясын жасағанда негізгі мәселелердің бірі болып табылады.

Бұрғылау тәртіптерін жасағанда төмендегілерді ескерген жөн:

- жынысталқандағыш құралдың әр түріне өзіндік тиімді параметрлері тән;

- параметрлердің рационал үйлесуіне негізгі әсер ететін факторлар тау жыныстарының қаттылығы және жарықшақтығы, сонымен қатар ұңғының жағдайы;

- ұңғының қисаюына анизотропия, қисық жатыс, тақтатастылық, қатылықтың ауысуы сияқты тау жыныстарының қасиеттері себін тигізеді, сондықтан мұндай қасиеттері бар тау жыныстарын арнайы тәртіптермен бұрғылау қажет.

Сонымен қатар, бұрғылау тәртібінің параметрлерін анықтағанда бұрғылаудың механикалық жылдамдығы жынысталқандағыш аспапқа өстік күшті өсірген сайын жоғарылайтынын ескерген жөн, бірақ белгілі бір шектерден асырмау керек. Егер ол тиімдіден жоғары болса бұрғылау жылдамдығы күрт өседі. Бірақ бұл аспаптың қарқынды тозу есебінен болады және қажағыш материалдарының шығыны мен жынысталқандағыш аспаптың істен шығуына әкеледі. Тиімдіден төмен өстік күш түсіргенде, яғни тау жыныстарының қажу немесе беттік талқандалуы орын алғанда кескіштердің мұқалу немесе тегістенуі есебінен бұрғылау жылдамдығы төмендейді. Бұл жағдайда өстік күшті аспаптың айналу жиілігін төмендете отырып өсіреді.

Бұрғыланғыштығы бойынша тау жыныстарының барлық топтарында айналым жылдамдығын өсірген сайын бұрғылаудың механикалық жылдамдығы алмаспен бұрғылағанда 2000-2500 мин^-1-қа, қатты қорытпалармен бұрғылағанда 400-450 мин^-1-қа өсетіні белгілі.

Айналымның жоғары жиіліктерін соғу күштеріне төзімді импрегнирленген алмас коронкалармен бұрғылағанда, сонымен қатар кіші диаметрлі коронкалармен бұрғылағанда қолдануға кеңес беріледі. Келесі жағдайларда айналу жиілігін төмендету қажет:

- жынысталқандағыш аспапқа қажетті үлкен өстік күш түсіруді қамтамасыз ете алмаған жағдайда өте қатты тау жыныстарын бұрғылағанда;

- қаттылығы біртекті емес, ауыспалы тау жыныстарын бұрғылағанда;

- шламдалған жағдайларда бұрғылағанда;

- бұрғылаудың арнайы тәртібінде.

Жуу агентінің түрі мен көлемі геологиялық қимаға, тау жыныстарының жарықшақтығына, жынысталқандағыш аспаптың түріне және т.б. байланысты таңдалады.

Бұрғылау тәртібінің параметрлерін анықтау.

Қатты қорытпалы коронкалармен бұрғылағанда өстік күш келесі формуламен анықталады

(1.9)

мұндағы Р_ос – коронкаға берілетін өстік күш, даН;

С – 1 негізгі кескішке түсірілетін үлесті күштің шамасы, даН;

п – негізгі кескіштердің саны, дана.

Бір кескішке түсетін үлесті күштің шамасын қатты қорытпалы кескіштердің беріктігіне, сонымен қатар көлемдік талқандалу болған кезде тау жыныстарын бұзу шарттарын ескере отырып таңдаймыз

(1.10)

мұндағы р – тау жыныстарының қаттылығы, Па;

S – кескіштің тау жынысымен түйісу ауданы.

Қатты қорытпалы коронкалар үшін бір кескішке түсірілетін үлестік күштердің кеңес берілетін шамалары 6 кестеде келтірілген.

6 кесте. Бір негізгі кескішке түсірілетін үлестік күштердің кеңес берілетін шамалары, даН

Коронка түрі	Тау жыныстарының бұрғыланғыштық бойынша категориясы
	I-II	I-IV	V	VI	VII	VIII-IX
Қабырғалы М1 М2 М5	30-50 - -	- 40-60 40-60	- - -	- - -	- - -	- - -
Кескішті СМ3 СМ4 СМ5 СМ6 СТ2	- - - - -	- - - - -	40-50 - - - 40-60	70-80 60-80 50-60 50-60 80-90	- - - 60-70 -	- - - - -
Өзін-өзі қайратын СА1 СА2 СА3 СА4	- - - -	- - - -	- - - -	40-80 40-60 40-60 40-60	50-100 50-70 50-70 50-70	60-100 60-80 60-80 60-80

Бұрғылау аспабының қажетті айналу жиілігін келесі формуламен анықтайды [2]

(1.11)

мұндағы - коронканың кеңес берілетін шеңберлік жылдамдығы, м/с;

- коронканың орташа диаметрі, м,

(1.12)

- коронканың сыртқы диаметрі, м;

- коронканың ішкі диаметрі, м.

Кеңес берілетін шеңберлік жылдамдық м/с шегінде қабылданады, мұнда абразивті тау жыныстарын бұрғылау үшін ең аз мәнін қабылдауға кеңесберіледі, ал диаметрі кіші коронкалармен бұрғылағанда айналу жиілігін ең жоғарғы мәндерге жеткізуге кеңес беріледі.

Ұңғы түбін шламнан сапалы тазартуға қажет жуу сұйықтығының көлемін екі тәсілмен анықтауға болады:

а) коронка ұзындығының бірлігіне келетін сұйқтықтың көлемін коронка диаметріне көбейте отырып, яғни

(1.13)

- жуу сұйықтығының қажетті көлемі, л/мин;

- коронка диаметрінің 1см-не келетін сұйықтық көлемі, л/мин, ( л/мин);

- коронканың сыртқы диаметрі, см;

б) көтерілу ағынының кеңес берілетін жылдамдығы мен сұйықтық ағатын каналдың қима ауданына байланысты:

(1.14)

— жуу сұйықтығының қажетті көлемі, м /с;

D — ұңғы диаметрі, м;

- бұрғылау құбырларының сыртқы диаметрі, м;

- көтерілу ағынының кеңес берілетін жылдамдығы, м/с,

Коронка диаметрі ұзындығының бірлігіне келетін көтерілу жылдамдықтары мен сұйықтық көлемдерінің ең аз мәндері орта және қатты таужыныстарын бұрғылағанда қолданылады, ал ең жоғары мәндері шламның көлемі мен ірілігі өсетін ұңғыны бұрғылаудың қарқынды жылдамдықтарында қолданылады.