Специфические особенности долот с синтетическими поликристаллическими алмазами позволяют свести к максимуму характеристики роторной управляемой системы. Долота для этих систем требуют применения малых коэффициентов удлинения и активного калибрующего венца или агрессивного режущего вооружения на калибрующим
Стандартные долота с синтетическими поликристаллическими алмазами не обладают значительной способностью для бокового резания. Традиционные элементы защиты калибра в виде карбид-вольфрамовых вставок или вставок с импрегнированными алмазами, теплоустойчивых поликристаллических пластинок и предварительно уплощенных резцов с синтетическими поликристаллическими алмазами используют только для сохранения диаметра долота и для бурения скважин полным номинальным диаметром. Концепция активного калибрующего венца, впервые разработанная для использования на Северном море, предусматривает наличие резцов с синтетическими поликристаллическими алмазами по всему диаметру с гибридными карбид-вольфрамовыми резцами округлой формы, расположенными непосредственно за ними для защиты, и использование уменьшенного диаметра калибрующего вооружения без защиты с помощью вставок для увеличения степени обнажения резцов.
Высокая плотность резцов калибрующего вооружения и малые углы обратного наклона на активном калибрующем венце обеспечивают агрессивную способность бокового резания и улучшают управляемость в отношении изменения траектории скважины. Точки контактов активного калибрующего венца, т. е. резцы и гибридные резцы, снижают трение калибрующего вооружения, его затяжки и крутящий момент долота. Меньшие диаметры калибрующего вооружения улучшают действие потока промывочной жидкости вокруг долота, что способствует охлаждению и очистке калибрующего вооружения и резцов. Активный калибрующий венец используют как в стальных, так и в матричных долотах. Данная методика обеспечивает надежную защиту калибра, однако стальные долота требуют применения устойчивого к эрозии твердосплавного усиления вследствие улучшенной активности потока вокруг калибрующего вооружения.
Проведение промысловых испытаний долота АТП - БИТ 142,9 В 613 УЕН. Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие «БУРИНТЕХ» предоставило предприятию ОАО «Ленанефтегаз» долото БИТ 142,9 В 613 УЕН, для проведения показательных промысловых испытаний и подтверждения соответствия производительных характеристик.
Условия проведения испытаний:
Буровая установка БУ 3000 БД
Насос (тип) У8-6МА2 (Ш втулок 130 мм)
Промывочная жидкость:
удельный вес 1,17г/см3
условная вязкость 54 сек.
показатель фильтрации 3,5см3/30мин
Способ бурения роторный
Режим бурения:
осевая нагрузка 1...5тн
расход ПЖ 14 л/с
давление на стояке 70...80 атм
Обороты ротора 40...60
КНБК: БИТ 142,9; переводник 0,26м; УБТ Ш121-172,3 м.
Результаты испытаний:
Интервал бурения 2364-2424 м в Паршинской (Нижней свите).
Породы представлены чередованием аргиллитов и песчаников до VI категории буримости.
Проходка долота за рейс - 60 м.
Время бурения - 25,9 ч.
Механическая скорость - 2,32 м/ч.
В процессе бурения наблюдалось изменение скорости в зависимости от разбуриваемых пород: от 1,36 до 5,0 м/ч.
При увеличении осевой нагрузки выше 5 т, наблюдалось увеличение момента (отдача до 3-4 оборотов ротора).
Долбление завершено в связи с плановым отбором керна в нижележащем интервале.
Имеются незначительные сколы на рабочей поверхности трех резцов и потеря на одном резце алмазной вставки. Потери диаметра нет, долото пригодно для дальнейшей работы.
Результаты промысловых испытаний показали, что представленное долото БИТ 142,9 В 613 УЕН 30 может успешно использоваться для бурения пород в интервале Паршинской свиты.
По сравнению с долотами типа 142,9 СЗ-ГАУ традиционно применяемыми для бурения в указанном интервале, испытанное долото 142,9 В 613 УЕН 30 имеет преимущества по механической скорости и стойкости, и может быть использовано на прилегающей группе месторождений (площадей) для бурения пород до VI категории буримости в интервалах Паршинской и Талахской свит.
Анализ материалов по использованию АТП позволяет сделать вывод, что применение этих долот дает возможность в несколько раз повысить проходку на долото и механическую скорость при меньших затратах энергии на разрушение породы, так как разрушается порода путем резания. Более низкая по сравнению с шарошечными долотами нагрузка на долото (как правило, в 2-3 раза) позволяет уменьшить вращающий момент, износ бурильной колонны, искривление ствола скважины. Благодаря высокой износостойкости режущих элементов АТП стойкость их в среднем в 4 раза выше стойкости шарошечных долот.
Отсутствие в АТП вращающихся частей исключает опасность оставления шарошки или других его металлических элементов на забое.
АТП работает в большом диапазоне изменения частоты вращении, т.е. при любом способе бурения (роторный, турбинный и с помощью электробура).
Несмотря на перечисленные преимущества АТП, существуют такие проблемы как образование сальников на долоте и забивание насадок шламом при бурении в глинах и мягких сланцах, эрозия насадок долота при содержании абразивного материала в буровом растворе. Особое внимание следует уделять гидравлике на забое, т.е. мощности, подводимой к долоту, и скорости истечения бурового раствора из его насадок, а также расширению диапазона разбуриваемых пород по категории твердости.
Применение АТП в практике бурения стало обычным для многих стран мира. Есть все основания ожидать, что по мере совершенствования конструкции более рационального использования АТП доля их в общем объеме бурения на нефть и газ будет увеличиваться, а сфера применения расширяться.
Библиографический список
1. Долота шарошечные. Типы и основные размеры. Технические требования: ГОСТ 20692-2003. - Введ. 2004-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 25 с.
2. Романихин А.В. Производство нефтяного оборудования в России опять падает // Надёжность и сертификация оборудования для нефти и газа. - 2003. - № 2. - С. 24-27.
Аннотация
При применении долот АТП режущего типа обеспечиваются большие механическая скорость проходки и проходка на долото по сравнению с алмазными и трехшарошечными долотами при меньших энергетических затратах. Приведены результаты производственных испытаний на ОАО «Ленанефтегаз».
Ключевые слова: строительство нефтяных и газовых скважин; долото; алмазно-твердосплавные пластины; механическая скорость; проходка на долото; вдавливание; истирание-измельчение.
The article discusses drill bits equipped with diamond carbide plates. Application of bits with diamond carbide plate cutter provides higher drilling rate and bit footage in comparison with diamond and tricone bits and is energy saving. The article exemplifies the results of the production testing at OAO “Lenaneftegaz”.
Keywords: construction of oil and gas wells; bit; diamond-carbide plates; bit penetration; bit footage; indentation; abrasion-grinding.