Материал: Григорян, Н. А. Бурение наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров

Коэффициенты К.2 и Ki характеризуют изменение скорости вра­ щения вала турбобура в зависимости от отклоняющей силы п осе­ вой нагрузки при данных условиях бурения. Решив относительно Ко п К I выражение (144), получим

няющей силы будет больше, чем на единицу осевой нагрузки, т. е.

К 2> К г

Из равенств (145) и (146) следует, что К \< К " . Следова­

тельно, сброс числа оборотов вала турбобура на единицу осевой нагрузки при одинаковой Р0т в интервале нагрузок 0 ч-Рг будет меньше, чем в интервале нагрузок Рг+ Ртос.

Из формулы (144) п значения коэффициента Kz следует, что увеличение отклоняющей силы на долоте в любом диапазоне мо­ жет привести лишь к снижению числа оборотов вала турбобура. Иной характер носит увеличение осевой нагрузки на долото. Если при Р0С> Р т скорость вращения вала турбобура может только сни­ жаться, то при Р„с< Р т она может изменяться как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения, а также оставаться без изменения. Это будет зависеть от технической характеристики тур­ бобура и долота, механических свойств породы.

При Л1' > 5 i коэффициент К \ > 0 и с увеличением осевой на­

вала турбобура в пределах осевой нагрузки остается неизменной величиной. При ЛГ < B i коэффициент К[ < 0 , поэтому скорость

вращения вала турбобура с увеличением осевой нагрузки в преде­ лах 0 -т-Рг растет, достигая максимума при Рос = Рг(п = /гг) .

Зависимость вращающего момента на долоте от числа оборо­ тов при бурении с наличием отклоняющей силы определяют из выражений (99) и (144).

156

Зависимости мощности на долоте через отклоняющую силу, осе­ вую нагрузку и число оборотов представляют в виде

Полученные аналитические зависимости выражают комплекс­ ную характеристику процесса турбинного бурения наклонных сква­ жин с наличием отклоняющей силы на долоте.

Рис. 52. Зависимости энергетических па­ раметров турбобура от осевой нагрузки при отсутствии и наличии отклоняющей силы на долоте:

а — Рот = 0; б — Рот = 500 кгс

На рис. 52 представлены зависимости энергетических парамет­

н Рот = 500 кгс).

Из рис. 52 следует, что наличие отклоняющей силы на долоте приводит к значительному сужению области устойчивой работы турбобура. Так, например, если считать, что турбобур Т12МЗБ-65/8" с долотом ОМ-190С при расходе промывочной жид­ кости 30 л/с устойчиво работает в диапазоне скорости вращения 400—700 об/мин, то при отсутствии отклоняющей силы на долоте возможно бурение с осевыми нагрузками на долото 6,5— 10,1 тс с вращающими моментами на долоте 76— 112 кгс - м и мощностью 45,7—54,1 кВт. В случае наличия на долоте отклоняющей силы в 500 кгс бурение в области 400—700 об/мин возможно при осевых

в среднем снижает осевую нагрузку на долото, вращающий мо­ мент и мощность соответственно в 1,96, 1,20 и 1,25 раза. Очевидно, что такое значительное сужение области устойчивости работы тур­ бобура приведет к существенному уменьшению механической скорости бурения и проходки на долото. Это положение вполне

157

ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН УМЕНЬШЕННЫХ И МАЛЫХ ДИАМЕТРОВ

Допустимая интенсивность искривления ствола, обеспечивающая нормальную эксплуатацию турбобуров

При проходке наклонных скважин, особенно уменьшенных и малых диаметров, бурение с отклонителем и на прямой трубе осу­ ществляется турбобурами различных длин.

Для нормальной эксплуатации турбобуров в процессе проходки наклонных скважин необходимо соблюдение следующих двух ус­ ловий [11, 32]: а) корпус турбобура после пропуска через искрив­ ленный участок не должен иметь остаточных деформаций; б) до­ полнительные нагрузки при подъеме и спуске колонны, определяе­ мые упругими деформациями корпуса турбобура при пропуске через искривленный участок, не должны достигать больших вели­ чин.

Эти условия будут обеспечены, если при бурении с отклоните­ лем набор интенсивности искривления ствола будет осуществлен с учетом того, что в дальнейшем в процессе бурения на прямой трубе будут использованы турбобуры большей длины.

Правильный выбор величины допустимой интенсивности ис­ кривления ствола во многом предопределяет эффективность про­ ходки наклонных скважин. Если интенсивность искривления ствола превысит допустимую величину ее, то это приведет к за ­ тяжкам и посадкам бурильной колонны в течение спуско-подъем­ ных операций, увеличит возможности ее прихвата и появления остаточных деформаций в турбобуре, УБТ и т. д. Если же интен­ сивность искривления скважины будет значительно меньше допу­ стимой ее величины, то это приведет к росту интервала бурения с отклонителем и к снижению технико-экономических показателей бурения.

Поэтому интенсивность искривления ствола должна обес­ печивать достижение необходимого угла искривления скважины за минимальное количество рейсов с отклонителем и вместе с тем проходку скважин без осложнений.

Ввиду того что в компоновке низа бурильной колонны наиболь­ шей жесткостью обладает турбобур, величина допустимой интен­ сивности искривления скважины при бурении под эксплуатацион­ ные колонны предопределяется проходимостью системы долото— турбобур.

159

Наименьший радиус искривления-ствола,!в смысле свободного

пропуска турбобура, принято определять по формуле ...

Формула (155) не учитывает особенности проходки наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров. Она выведена при условии, что в процессе проходки искривленного ствола турбобур сохраняет свою прямолинейность.

Если учесть, что по сравнению с 9" турбобуром жесткость тур­

сматривать как результат действия нормальной составляющей от

160