Вибір техніки і технології буріння в заданих умовах
Приклад 3. Розріз складається з двох інтервалів:
0-40 м - пухкі породи другої категорії;
40-400 м - абразивні породи десятої категорії.
Відмінність цього варіанту полягає в тому, що вказані категорії порід потребують застосування двох способів буріння: в першому інтервалі - твердосплавного, у другому - алмазного. Типи коронок: в першому інтервалі - ребристі, М (КР), а в другому - імпрегновані, И.
Вибір діаметрів ускладнюється тим, що в твердосплавному бурінні використовуються коронки відносно великого діаметру, а в алмазному навпаки - меншого. З цього виходить, що під час буріння нижнього інтервалу у верхньому інтервалі зазор між бурильною колоною і стінками свердловини буде великим, що не дозволить обертати бурильну колону з високою швидкістю. Так, наприклад, якщо пробурити верхній інтервал коронкою 112 мм і закріпити його обсадною колоною 108/95,5 мм, то при діаметрі бурильних труб 50 мм зазор по діаметру складе 45,5 мм. Така стріла прогину бурильних труб викличе високий рівень вібрацій. Менший зазор буде з колоною 89/78 мм - 28,8 мм. І найменший зазор - всього 12 мм - забезпечить обсадна колона 73/62 мм. Але зазор між обсадною колоною і стінкою свердловини буде досить великий (40-45 мм), внаслідок чого при обертанні бурильної колони в обсадній можуть виникати значні поперечні коливання. Тому обсадну колону доведеться зацементувати або забезпечити її фіксацію. Цього можна уникнути, якщо нижній інтервал бурити коронкою 76 мм з бурильними трубами 68, а верхній інтервал - коронкою 93 мм з наступним закріпленням трубами 89/78 мм. Остаточне рішення приймається після економічної оцінки варіантів.
За відсутності необхідної інформації зупинимось на останньому варіанті розуміючи, що він буде пов'язаний з більшою вартістю коронок і з певними незручностями роботи з бурильними трубами більшого діаметру.
Отже, конструкція колонкового снаряда для верхнього інтервалу включає: коронку ребристу діаметром 93 мм, колонкову трубу діаметром 73 мм (згадаємо, що з ребристими коронками колонкову трубу вибирають на один діаметр менше), фрезерний перевідник 73 мм.
Для нижнього інтервалу в конструкцію входять: коронка імпрегнована 76 мм, розширювач з керновідривачем також 76 мм, колонкова труба і перевідник 73 мм.
Бурильна колона для обох інтервалів ніпельно-замкового з'єднання діаметром 68 мм - СБТН-68.
Відбір керна: у верхньому інтервалі затиранням «всуху», в нижньому - за допомогою керновідривача.
Обсадна колона для верхнього інтервалу 89 мм.
Режим буріння. Для верхнього інтервалу навантаження на коронку визначаємо, як в першому прикладі за формулою (1) з використанням таблиці 6-9. Приймаємо . Кількість різців (табл. 7).
Для визначення швидкості обертання приймаємо
Витрати промивальної рідини визначаємо за умов: , коефіцієнт кавернозності
Для нижнього інтервалу навантаження на коронку визначаємо за умов, що ; ;
Для визначення швидкості обертання приймаємо . Тоді
Для визначення витрат промивальної рідини задаємось питомими витратами на одиницю діаметру, на 1 см.
Перевіримо отримане значення на швидкість висхідного потоку. Рідина у свердловині рухається по двом перерізам. У верхньому інтервалі зовнішнім діаметром є внутрішній діаметр обсадної колони, тобто 78 мм. В нижньому інтервалі діаметр свердловини визначається діаметром коронки і коефіцієнтом кавернозності. Враховуючи категорію порід (десята), можна прогнозувати розробку стінок свердловини на 1-2 мм, тобто діаметр свердловини може бути 76-77 мм. Отже, за розрахунковий приймаємо переріз у верхньому інтервалі.
Як бачимо, швидкість висхідного потоку достатня для виносу шламу по всій свердловині.
Результати зведемо в таблицю 18.
Таблиця 18 - Техніко-технологічні показники
Назва показників
1-ий інтервал 0-40 м
2-ий інтервал 40-400 м
Спосіб буріння
твердосплавне
алмазне
Тип коронки
ребриста, М (КР)
імпрегнована, И
Буровий снаряд, діаметри:
коронка, мм
93
76
колонкова труба, мм
73
73
перевідник, мм
73
73
розширювач з керновідривачем, мм
-
76
Бурильні труби, мм
СБТН-68
СБТН-68
Відбір керна
Затиранням «всуху»
керновідривачем
Діаметр обсадної колони, мм
89
-
Режим буріння:
навантаження на коронку, Н
7200
11300
швидкість обертання, об/хв (с-1)
411 (43)
754,3 (79)
витрати промивальної
рідини, л/хв (м3/с)
160,5
(0,002675)
45,6
(0,00076)
Бурова установка
УКБ-4
УКБ-4
Таблиця 1 - Характеристика обсадних та колонкових труб з ніпельним з'єднанням
Діаметр труби, мм
Товщина стінки, мм
Внутрішній діаметр ніпеля, мм
Маса 1 м труби, кг
25
3
-
1,63
33,5
3
24,5
2,22
44
3,5
34
3,5
57
4,5
46
5,83
73
5
62
8,38
89
5
78
10,36
108
5
95,5
12,7
127
5
114,5
15,04
146
5
134
17,39
Примітка. 1. Зовнішній діаметр ніпеля дорівнює зовнішньому діаметру труби. 2. Труби діаметром 44, 57, 73 і 89 мм можуть бути з безніпельним з'єднанням.
Примітка. Розроблено легкосплавні бурильні труби з муфтово-замковим з'єднанням діаметром 54 мм, товщина стінки 7,5 мм, зовнішній діаметр замка 65 мм, маса 1 м 4 кг.
Таблиця 5 - Характеристика ОБТ
Параметри
Діаметр буріння, мм
76
93
112
Діаметр труби, мм
73
89
108
Товщина стінки, мм
19
22
26
Маса 1 м труби, кг
25,3
35,6
52,5
Таблиця 6 - Питоме навантаження для твердосплавних коронок, Н/різець (штабік)