3.Абразивность горных пород и способы ее определения.
Абразивность горной породы характеризует ее способность изнашивать породоразрушающий инструмент.
Оценивается по интенсивности износа эталонного образца при взаимодействии с породой.
Показатель абразивности зависит от того, какой материал принят за эталонный (сталь, твердый сплав и т.д.).
Коэффициент абразивности определяется по результатам опыта:
ω 10-9 = ΔV / (РL),
где: ΔV – общий износ диска, см3;
Р – нагрузка, прижимающая диск к породе (10-300 Н), Н;
L – суммарный путь перемещения диска, м;
ω – частота вращения диска (300-1400 мин-1).
Оценка абразивности горных пород
(стальной диск диаметром 30 мм и толщиной 2,5 мм, скорость перемещения образца породы 4 мм/мин)
Билет 4.
Характеристика вращательного способа бурения. Сравнительная оценка его разновидностей
При вращательном бурении разрушение породы происходит в результате одновременного воздействия на долото осевой нагрузки и крутящего момента. Под действием осевой нагрузки долото внедряется в горную породу, а под влиянием крутящего момента скалывает ее.
Характерной особенностью вращательного бурения является одновременная промывка скважины.
Основные виды вращательного бурения:
роторный способ (бурение ротором или верхним силовым приводом - ВСП);
турбинный способ (бурение турбобурами);
бурение винтовыми забойными двигателями;
бурение электробурами.
При роторном бурении мощность от двигателей буровой установки через трансмиссию передается ротору. Ротор вращает бурильную колонну с укрепленным на ее конце долотом. При использовании ВСП бурильную колонну вращает силовой вертлюг. Бурильная колонна состоит из ведущей трубы и привинченных к ней с бурильных труб.
Как показывает практика бурения, роторный способ оказывается наиболее предпочтительным в следующих случаях:
при бурении скважин глубиной более 3500 м (в виду большей проходки на долото);
при забойных t > 140˚ он является эффективным в виду уменьшения моторесурса забойных двигателей;
при малых диаметрах долот Дд< 190 мм, так как соответствующие забойные двигатели не всегда могут обеспечить достаточный момент на долоте;
при использовании в качестве циркулирующих агентов газов и пен с высокой степенью аэрации (в этом случае гидравлические забойные двигатели применять не возможно);
при бурении в породах, где возможны прихваты бурового инструмента (при роторном бурении опасность прихвата намного меньше);
наличие долот с герметизированной опорой (и гидромониторных долот)
При бурении с забойным двигателем долото привинчено к валу, а бурильная колонна — к корпусу забойного двигателя (ЗД). При работе ЗД вращается его вал с долотом, а бурильная колонна воспринимает реактивный момент на корпусе ЗД.
В настоящее время применяют три вида забойных двигателей:
турбобур;
винтовой двигатель:
электробур.
Турбобур и винтовой двигатель являются разновидностями гидравлических забойных двигателей, наиболее широко применяемых при бурении и капитальном ремонте нефтегазовых скважин.
При бурении с гидравлическим забойным двигателем (ГЗД) гидравлическая энергия потока бурового раствора, двигающегося от бурового насоса по бурильной колонне, преобразуется в механическую энергию вращения вала ГЗД, с которым соединено долото.
При бурении с электробуром электрическая энергия передается по кабелю, смонтированному внутри бурильной колонны и преобразуется электродвигателем в механическую энергию вращения вала электробура, которая непосредственно передается долоту.