Материал: Прихваты колонн при бурении скважин

чении заданного времени неподвижного контакта глинистой мас­ сы с пуансоном последний путем вращения сдвигался, при этом с помощью гидравлического динамографа непрерывно записывалась величина силы, приложенной к пуансону, по максимальному зна­ чению которой вычисляли удельную силу сопротивления сдвигу металла по корке а (в Н/см2).1На протяжении всего опыта, начи­ ная от момента формирования корки и кончая сдвигом пуансона, в камере поддерживали постоянными температуру и давление.

При проведении экспериментов удельная нагрузка на пуансон соответствовала максимальной величине давления бурильной ко­

интенсивность искривления ствола имеет максимальное значение. Для оценки величины давления растянутой бурильной колон­ ны на стенку искривленной скважины проведены расчеты по мето­

П р и м е ч а н и е , Величина удельной нагрузки вычислена для случая, когда вес буриль­ ной колонны ниже места искривления (с учетом облегчения в жидкости) равен 0,01 МН. Для других значений табличные данные необходимо умножить на вес бурильной колонны ниже ис­ кривленного участка.

расчетов показывают, что на практике в самых неблагоприятных условиях, когда искривление скважины достигает 10° на 100 м проходки, величина удельной нагрузки бурильной колонны на стенку скважины (даже при весе колонны ниже места искривле­

новке.

В табл. 12 для примера приведены результаты опытов с ис­ пользованием необработанного раствора, приготовленного из бен­ тонитового глинопорошка. Давление в камере поддерживалось 3 МПа, а температура 20—22°С. При использовании проницаемо­ го фильтра в таких условиях при удельной нагрузке пуансона на глинистую корку 1 Н/см2 происходит его прихват под действием перепада давления и сила сопротивления сдвигу достигает значи­ тельных величин.

27

П р и м е ч а н и е . Гидравлическое давление в камере Рг„др == 3 МПа.

В опытах с непроницаемым фильтром удельная сила сопротив­ ления сдвигу не превышала 6,7 Н/см2, хотя удельная нагрузка пуансона на глинистую корку достигала 15,9 Н/см2, т. е. в этом случае прихвата под действием гидравлического давления в ка­ мере не происходило. С целью подтверждения этого вывода в таблице приведены значения удельных коэффициентов сопротив­ ления сдвигу: Лмех+шдр — для условий, если совместно действовали механическая и гидравлическая нагрузки на пуансон, и /емех — когда на пуансон передавалась только механическая нагрузка, а гидравлическое давление в камере не влияло иа силу прижатия пуансона к глинистой корке.

Коэффициент сопротивления представляет собой отношение удельного сопротивления сдвигу а к механическому или гидравли­ ческому давлению на пуансон (или к их сумме /?мех+ Рги.др):

^мех = °7Рмех", ^мех+гидр = (Рмех "Ь Ргидр) •

Величина коэффициента сопротивления &Мех+гидр, вычисленно­ го с учетом предположения, что в прижатии пуансона к глинистой корке принимают участие механическая и гидравлическая нагруз­ ки, имеет очень низкие значения (тысячные доли единицы) и в несколько десятков раз меньше величины этого коэффициента в случае прихвата под действием перепада давлений (первая стро­ ка табл. 12), что идет вразрез с современным представлением о природе данного явления. Следовательно, можно сделать вывод о том, что на силу сопротивления сдвигу металла по глинистой корке в интервалах непроницаемых пород гидравлическое давле­ ние не влияет. Для доказательства этого вывода рассмотрим зако­ номерности изменения вычисленного по экспериментальным дан­ ным &мех и их соответствие физическому смыслу этого коэффици­ ента.

21