СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ И ТЕХНОЛОГИИ БЕСКОЛОННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН В УСЛОВИЯХ МОРСКИХ АКВАТОРИЯХКошеверова Е.В. |
|
Прогрессивным направлением повышения производительности и рентабельности бурения инженерно-геологических скважин на шельфе является развитие и широкое использование новой технологической схемы бесколонной проходки скважин глубиной до 50 м. Схема реализуется с помощью погружного гидроударного бурового снаряда (ПБС) и предусматривает использование в течение рейса двух способов разрушения пород на забое: с отбором керна за счет частотно-ударного погружения бурового снаряда в осадки, а также без отбора керна за счет размыва пород на заданном или пройденном без крепления интервале при неработающем гидроударном механизме [1].
ПБС представляет собой структурный синтез гидроударного бурового снаряда (ПБС-127) и двух пусковых узлов для дистанционного изменения способа бурения в процессе рейса. При этом с помощью верхнего пускового узла (ВПУ) производится запуск гидроударника на фазе отбора керна, а нижним пусковым узлом (НПУ) создаются условия для работы ПБС-127 в режиме гидромониторного размыва пород при неработающем гидроударнике. Наиболее проблемным интервалом в технологическом цикле проходки скважин является фаза при максимальном расходе жидкости (Qmax), на режим промывки с пониженной подачей жидкости (Q), соответствующей номинальной величине расхода для эффективной работы гидроударника. Очевидно, в этот промежуток времени в скважине формируется зона, где в процессе ее промывки часть песка находится во взвешенном состоянии, практичкски не меняя свою вертикальнуу координату. Поэтому даже при кратковременной остановке насоса, перед срывом керна, как правило, подъем снаряда затруднялся вледствии быстрого оседания песка и заполнению им всего объема кольцевого зазора между ПБС и сиенками скважины. Задача определения минимально необходимого расхода воды, при котором обеспечивается подъем частиц песка по стволу скважины, решелась пурем моделирования системы «буровой снаряд – скважина» с использованием програмного продукта АНСИС. При составлении модели использованы фактические параметры ПБС-127М [1] и режимы привода, соответствующие работе гидроударного механизма как на фазе пробоотбора, так на фазе гидроразмыва. Данные моделирования в виде графического и цифрового материала характеризовали состояние ствола скважины, при этом обеспечивалась постоянная фиксация диаметра скважины и скорость потока жидкости по стволу скважины. Полученный характер эрозии ствола и закон распределения скоростей потока по сечению скважины обеспечил возможность использовать схему расчета движения твердых частиц в потоке воды, восходящем по кольцевому пространству при бурении забойными механизмами, предложенную Л.П. Шумиловым [2]. В результате исследований установлен необходимый режим промывки в период пробоотбора, соотверствуюший условию Qmax>430…450 л/мин. предложено техническое решение задачи в виде универсального ВПУ, выполняющего дополнительную функцию делителя потока жидкости. На фазе отбора керна при подаче в гидросистему Qmax, дроссельные каналы ВПУ с помощью клапана делителя распределяют расход жидкости на два потока. Часть жидкости Q =300...320 л/мин поступает в рабочие камеры гидроударного механизма, остальной объем (около 120 л/мин) выходит над ПБС в скважину. В дальнейшем, оба потока суммируются, и по стволу обеспечивается расход жидкости, близко соответствующий Qmax. Литература
Библиотека |