|
42 намики работы скважинных элементов и изменения связей по жесткости между элементами в бурильном инструменте. Основные, во взаимном сравнении, положительные признаки применяемых способов бурения: 1) бурение с ВЗД — это повышенные М и низкие п; Мж) турбинное — наличие Ост и Од с повышенными Кп и соответственно VM; упрощенные по конструкции и материалам компоновки БК с повышенной автономностью в работе БИ; 3) роторное бурение эффективное доведение О до забоя; сниженное Кп (особенно в сравнении с турбинным); повышенные бзь приводящие к увеличению Нд; возможное применение промывочных жидкостей с разными свойствами. Отрицательные признаки (в том же порядке): 1) повышенные износ ВЗД и затраты энергии на работу самого двигателя; часто невостребованные М; 2) повышенная, отмеченная выше, автономность совместно с жесткой взаимосвязью между технологическими параметрами затрудняют применение полезных устройств и механизмов; повышенные п, Кп приводят к ускоф ренному износу опор долота и снижению Нд и вынуждают к применению редукторных турбобуров, гидрорешеток торможения и др. устройств; зависимость работы турбобуров от свойств промывочной жидкости; значительные траты энергии "на себя"; трудность в стабилизации направления оси скважины; 3) роторный способ тяжелые условия работы элементов БИ в динамике, особенно при наличии на забое ухабов; повышенные амплитуды автоколебаний, в первую очередь крутильных; уменьшение п, Кп и как следствие VM. При роторном бурении частоты n=const, а в процессе турбинного ее можно менять в достаточно широких пределах, при этом вращающий момент на долоте в течение одного оборота меняется с определенными особенностями. Осевое усилие Огв при турбинном бурении играет ключевую роль в 'tH распределении усилий в нижней части БИ, тогда как при роторном Огр в основном незначительно смещает нейтральное сечение БК, а Ост в последнем случае незначительно зависит от Огр (рисунок 1.3.) и снижается часто до минимума, причем часто до нуля. В процессе роторно-шпиндельного бурения, |
189 метод оптимизации режима бурения, способ управления работой элементов БИ и ППЖ и особенности передаточного звена; уровень выходных параметров (VM, НД, Vp, износ элементов долота и др.); наличие положительных и отрицательных признаков в сравнении с другими способами. По совокупности признаков (кроме п. 6) предлагаемый способ бурения и устройство для его реализации можно считать новыми, что подтверждено патентом на изобретение [129]. Основная задача при разработке РШ способа состояла в устранении отрицательных признаков роторного, турбинного бурения и с ВЗД с сохранением положительных качеств этих способов, в анализе недостатков и преимуществ в статической постановке (что обычно делается), но с учетом динамики работы скважинных элементов и изменения связей по жесткости между элементами в бурильном инструменте. Основные, во взаимном сравнении, положительные признаки применяемых способов бурения: 1) бурения с ВЗД это повышенные М и низкие п; 2) турбинное наличие Ост и Од с повышенными Кп и соответственно VM; упропденные по конструкции и материалом компоновки БК с повышенной автономностью в работе БИ; 3) роторное бурение эффективное доведения О до забоя; сниженное Кп (особенно в сравнении с турбинным); повышенные 5з1, приводяш;ие к увеличению Нд; возможное применение промывочных жидкостей с разными свойствами. Отрицательные признаки (в том же порядке): 1) повышенные износ ВЗД и затраты энергии на работу самого двигателя; часто невостребованные М; 2) повышенная, отмеченная выше, автономность совместно с жесткой взаимосвязью между технологическими параметрами затрудняют применение полезных устройств и механизмов; повышенные п и Кп приводят к ускоренному износу опор долота и снижению Нд и вынуждают к применению редукторных турбобуров, гидрорешеток торможения и др. устройств; зависимость работы 190 турбобуров ОТ свойств промывочной жидкости; значительные траты энергии "на себя"; трудность в стабилизации направления оси скважины; 3) роторный способ тяжелые условия работы элементов БИ в динамике, особенно при наличии на забое ухабов; повышенные амплитуды автоколебаний, в первую очередь крутильных; уменьшение п, Кп и как следствие VM. При роторном бурении частоты n=const, а в процессе турбинного ее можно менять в достаточно широких пределах, при этом вращающий момент на долоте в течение одного оборота меняется с определенными особенностями. Осевое усилие Gre при турбинном бурении играет ключевую роль в распределении усилий в нижней части БИ, тогда как при роторном Орр в основном незначительно смещает нейтральное сечение БК, а Ост в последнем случае незначительно зависит от Огр (рисунок 32) и снижается часто до минимума, причем часто до нуля. В процессе роторно-шпиндельного бурения, как и при турбинном, OcT^const, а ее действие после образования лунки от первого скачка разрушения породы интенсивно продолжается совместно с Од при следующих скачках с усилением эффективности их воздействия на породу, особенно в связи с высоким уровнем нагрузки Ост, как внезапно приложенной силе при ее "косом" ударе [111] по породе. Положительные и отрицательные свойства привода долота достаточно полно описаны во многих работах, из анализа которых следует, что при более совершенном приводе необходимы: 1) независимые звенья передачи энергии на разрушение горных пород и на очистку скважины, включая её забой, причём с большей возможностью расходования части Nr О^д?) на доразрушение пород жидкостью, выходящей из насадок долота; 2) повышенный, чем при применяемых способах бурения, уровень мощности на непосредственное разрушение забоя скважины, особенно при разных диаметрах долот; |