Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор ранее выполненных работ по динамике низа бурильного инструмента 8
1.1 Источники возбуждения колебаний . 8
1.2 Влияние колебаний на показатели бурения глубоких скважин 12
1.3 Конструкции гидроударников и вибраторов, нашедших применение в бурении скважин 15
1.4 Постановка задачи исследования 19
2 Разработка конструкции гидроударника для бурения глубоких скважин 21
2.1 Необходимость разработки гидроударника 21
2.2 Конструктивная схема и описание наддолотного гидроударника 24
2.3 Динамика работы наддолотного гидроударника 28
2.4 Выводы по второй главе 50
3 Лабораторные исследования работы наддолотного гидроударника 51
3.1 Разработка стенда для исследования работы гидроударника 51
3.2 Оснащение стенда измерительными приборами 55
3.3 Тарирование измерительных устройств лабораторного стенда 62
3.4 Оценка погрешностей измерений 65
3.5 Испытание гидроударника и определение основных параметров гидроударника диаметром 114 мм . 67
3.6 Выводы по третьей главе 72
4 Исследование математической модели бурильного инструмента, оснащенного гидроударником 73
4.1 Основные положения и допущения, принятые при составлении математической модели 73
Математическое моделирование работы бурильного инструмента, оснащенного наддолотным гидроударником 74
1 Разработка и составление математической модели 74
2 Решение математической модели 77
3 Результаты математического моделирования 85
Выводы по четвертой главе 86
Промысловые испытания гидроударника 87
Условия проведения промысловых испытаний 87
Влияние гидроударника на механическую скорость роторного бурения 89
Выводы по пятой главе 93
Основные выводы и результаты 94
Список литературы 95
Приложение А 103
Приложение Б 106
- Конструкции гидроударников и вибраторов, нашедших применение в бурении скважин
- Конструктивная схема и описание наддолотного гидроударника
- Испытание гидроударника и определение основных параметров гидроударника диаметром 114 мм
- Разработка и составление математической модели
Введение к работе
На современном этапе развития нефтяной и газовой промышленности бурение горизонтальных и наклонно-направленных скважин позволяет вскрывать ранее не доступные нефтяные горизонты, способствуя увеличению объема добычи нефти при эксплуатации скважин.
При бурении таких скважин роторным способом механические скорости имеют низкие показатели, это связано с тем, что вращение бурильной колонны обусловлено низкими оборотами и на забое не создается, достаточной динамической нагрузки, способствующей разрушению горной породы.
Создание динамической нагрузки на забой с целью увеличения объемного разрушения горной породы, способствующего повышению механической скорости, обеспечивается применением ударно-вращательного способа бурения.
Ударное воздействие на забой при таком способе бурения реализуется с помощью гидроударных механизмов, устанавливаемых над породоразрушающим инструментом.
Гидроударные механизмы, применяемые ранее при бурении скважин, недостаточно эффективны, поэтому необходимо разрабатывать новые устройства.
Создание и совершенствование гидроударников для бурения скважин, их исследование и оптимизация основных параметров, как конструктивных, так и параметров; режима бурения, позволяет повысить механическую скорость бурения скважин при роторном способе.
Цель диссертационной работы - повышение механической скорости при бурении скважин роторным способом:
Основные задачи исследования
1 Аналитическое исследование работы гидроударника и определение основных факторов, влияющих на динамическую нагрузку гидроударника.
2 Разработка гидроударника с более эффективным динамическим воздействием на долото при бурении скважин, обеспечивающего одновременную реализацию гидравлического и механического воздействия на забой скважины.
3 Разработка лабораторного стенда и исследование работы гидроударника на стенде для определения работоспособности и уточнения оптимальных параметров рабочих элементов.
4 Составление и исследование математической модели работы бурильного инструмента, оснащенного гидроударником.
5 Промысловые испытания усовершенствованной конструкции гидроударника при бурении скважин и оценка его влияния на, механическую скорость роторного способа бурения.
Научная новизна
1 Разработана математическая модель наддолотного гидроударника, в котором управление движением бойка осуществляется перекидным клапаном, обоснованная путем проведения лабораторных исследований на стенде. Установлено влияние конструктивных" параметров гидроударника на создаваемую динамическую нагрузку.
2 Получено аналитическое решение задачи о продольных колебаниях однородной бурильной-колонны в вертикальной скважине с установленным гидроударником над долотом. Определена величина динамической нагрузки на забой в зависимости от основных параметров, характеризующих механические свойства забоя, гидроударника и бурильной колонны.
3 Предложен метод создания гидроударников с использованием перекидного клапана.
Практическая ценность
1 Разработана конструкция гидроударника, возбуждение динамических ударов на долото в которой осуществляется за счет действия гидравлических ударов перекидного клапана на подпружиненную массу; конструкция защищена патентом РФ №2167255.
2 Стендовыми испытаниями определены основные параметры гидроударника диаметром 114 мм для бурения вертикальных и горизонтальных скважин роторным способом.
f 3 При бурении скважин малого диаметра роторным способом с применением наддолотного гидроударника механическая скорость бурения увеличилась на 25,5...48 %.
Основные защищаемые положения
1 Конструкция наддолотного .гидроударника, предназначенного для бурения глубоких скважин.
2 Установленные зависимости импульсов удара и динамической нагрузки наддолотного гидроударника от его конструктивных параметров и расхода жидкости.
3 Результаты исследования математической модели работы бурильного инструмента, оснащенного наддолотным гидроударником.
4 Расчетная формула для определения динамической нагрузки на долото, создаваемой наддолотным гидроударником в процессе бурения скважины.
5 Результаты стендовых и промысловых испытаний гидроударника диаметром 114 мм.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались:
-на 48-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Уфа, 1997 г.);
-49-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 50-летию УГНТУ (г. Уфа, 1998 г.);
-Республиканской научно-практической конференции "Состояние и перспективы использования геофизических методов для решения актуальных задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых" (г. Октябрьский, 1999 г.);
-научно-технической конференции "Научные проблемы Западно-Сибирского региона: гуманитарные, естественные и технические аспекты" (г.Тюмень, 1999 г.);
-2-м Международном симпозиуме "Наука и технология углеводородных дисперсных систем" (г. Уфа, 2000 г.);
-5-й межвузовской научно-методической конференции "Проблемы
нефтедобычи Волго-Уральского региона" (г. Октябрьский, 2000 г.);
-практическом семинаре "Опыт, проблемы и перспективы внедрения методов виброакустического контроля и диагностики машин и агрегатов" (г.Октябрьский, 2001г.);
-межрегиональной молодежной научной конференции "Севергеоэкотех-2001" (г. Ухта, 2001г.);
- на Международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы Волго-Уральской нефтегазоносной провинции" (г. Уфа, 2001г.);
-VI Всероссийской научно-практической конференции «Современные « технологии в машиностроении-2003» (г.Пенза, 2003 г.).
Публикации
Основные положения диссертации изложены в 22 печатных работах, в том числе отражены в одном патенте.
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы из 106 наименований; содержит 102 страницы машинописного текста, в том числе 22 рисунка, 5 таблиц.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д-ру техн. наук, проф. М.С.Габдрахимову, д-ру техн.наук, проф. Б.З.Султанову и канд. техн. наук, доц. Л.Б.Хузиной за ценные советы и помощь при выполнении диссертационной работы.
Конструкции гидроударников и вибраторов, нашедших применение в бурении скважин
В настоящее время бурение наклонно-направленных скважин с разветвленными стволами получает широкое распространение, что объясняется его большими потенциальными возможностями. Одна из проблем при бурении скважин роторным способом - низкая механическая скорость и проходка долота. Решением проблемы при строительстве глубоких скважин является повышение механической скорости бурения.
Один из путей повышения механической скорости - применение наддолотных гидроударников различных конструкций и исполнений. На кафедре НПМО ОФ УГНТУ разработан низкочастотный вибратор с перекидным клапаном ВГМО — 114, позволяющий увеличить скорость бурения. Основным параметром вибратора, характеризующим его эксплуатационные качества, является импульс удара, который зависит от амплитуды перепада давления вибратора. Конструктивная схема вибратора дана на рисунке 2.1. Вибратор представляет собой корпус 2, имеющий внутри калиброванную втулку 4 с каналом прямоугольного сечения, в котором на оси 7 установлен перекидной клапан, состоящий из кривошипа 6, клапана 3 и пальца 8, для соединения: в компоновке бурильного, инструмента установлены нижний 5 и верхний 1 переводники. Вибратор предназначендля создания динамической нагрузки на долото и пульсированной промывки забоя при бурении скважин малого диаметра.
Принцип работы вибратора заключается в следующем. При подаче промывочной жидкости под действием гидравлических сил перекидной клапан начинает совершать колебательные движения. При колебаниях клапан закрывает и открывает проходной канал, обеспечивая создание пульсации жидкости на забой скважины за счет перепада давления при гидравлическом ударе.
Недостатком данного устройства является передача динамической нагрузки на долото через корпус вибратора, отсутствие подвижного элемента относительно низа бурильного инструмента. Для устранения этого недостатка разработана конструкция наддолотного гидроударника с подвижным штоком относительно низа бурильного инструмента для более эффективной передачи динамической нагрузки на долото. Отличительной особенностью конструкции наддолотного гидроударника является установка ударной массы, снабженной клапанным устройством на пружине, и наковальни. Наддолотный гидроударник создает одновременно гидравлический и механический удар через подвижный шток на долото, что способствует более эффективному разрушению горной породы. При разработке конструкции наддолотного гидроударника необходимо обосновать параметры рабочих элементов, которые обусловливаются небольшими диаметрами скважин, особенно при бурении скважин малого диаметра. Необходимо выбирать такие соотношения между скоростью, частотой ударов и массой ударной массы, чтобы при сравнительной простоте конструкции гидроударника можно было достичь высоких показателей работы. Создание новых машин и механизмов способствует облегчению достигаемых результатов, совершенствует технологию и процесс выполнения работы. Прежде чем приступить к изготовлению натурного образца, необходимо теоретическое исследование работы наддолотного гидроударника, что позволит определиться с необходимыми конструктивными параметрами гидроударника. Наддолотный гидроударник представляет собой гидроударное устройство, основными показателями которого являются импульс единичного удара и частота ударов. Конструктивная схема и описание наддолотного гидроударника Наддолотный гидроударник предназначен для создания динамических нагрузок на буровое долото и пульсированной промывки забоя. Клапанный узел гидроударника выполнен в виде цилиндрической втулки с каналом прямоугольного сечения, внутри которого размещен шатун и перекидной клапан. Клапанный узел, размещенный в цилиндрической полости верхнего переводника, жестко связан с ударной массой (бойком), упруго взаимодействующей с наковальней, установленной на штоке. Особенностью разработанного гидроударника является то, что упрощается конструкция гидроударника за счет применения в качестве клапанного узла перекидного клапана, связанного жестко с подпружиненной ударной массой -бойком. В результате при; упрощении конструкции гидроударника за счет использования перекидного клапана значительно увеличивается динамическое воздействие на наддолотный переводник при взаимодействии бойка с наковальней, то есть за счет периодического ударного воздействия бойка на наковальню.
На рисунке 2.2 приведена конструктивная схема гидроударника.. Гидроударник состоит из корпуса 1, переводника со штоком 2, наковальней 3, верхнего переводника 4, пружины 5. Внутри корпуса размещается боек 6, жестко связанный с клапанной коробкой 7. Внутри клапанной коробки на оси 8 закреплен кривошип 9, который связан с помощью оси с перекидным клапаном 10. Переводник со штоком: 2 имеет возможность продольного перемещения относительно ниппеля 11, для предотвращения указанных деталей относительно корпуса установлена шпонка 12.
Конструктивная схема и описание наддолотного гидроударника
Недостатком данного устройства является передача динамической нагрузки на долото через корпус вибратора, отсутствие подвижного элемента относительно низа бурильного инструмента.
Для устранения этого недостатка разработана конструкция наддолотного гидроударника с подвижным штоком относительно низа бурильного инструмента для более эффективной передачи динамической нагрузки на долото.
Отличительной особенностью конструкции наддолотного гидроударника является установка ударной массы, снабженной клапанным устройством на пружине, и наковальни.
Наддолотный гидроударник создает одновременно гидравлический и механический удар через подвижный шток на долото, что способствует более эффективному разрушению горной породы. При разработке конструкции наддолотного гидроударника необходимо обосновать параметры рабочих элементов, которые обусловливаются небольшими диаметрами скважин, особенно при бурении скважин малого диаметра.
Необходимо выбирать такие соотношения между скоростью, частотой ударов и массой ударной массы, чтобы при сравнительной простоте конструкции гидроударника можно было достичь высоких показателей работы. Создание новых машин и механизмов способствует облегчению достигаемых результатов, совершенствует технологию и процесс выполнения работы.
Прежде чем приступить к изготовлению натурного образца, необходимо теоретическое исследование работы наддолотного гидроударника, что позволит определиться с необходимыми конструктивными параметрами гидроударника. Наддолотный гидроударник представляет собой гидроударное устройство, основными показателями которого являются импульс единичного удара и частота ударов. Конструктивная схема и описание наддолотного гидроударника Наддолотный гидроударник предназначен для создания динамических нагрузок на буровое долото и пульсированной промывки забоя. Клапанный узел гидроударника выполнен в виде цилиндрической втулки с каналом прямоугольного сечения, внутри которого размещен шатун и перекидной клапан. Клапанный узел, размещенный в цилиндрической полости верхнего переводника, жестко связан с ударной массой (бойком), упруго взаимодействующей с наковальней, установленной на штоке. Особенностью разработанного гидроударника является то, что упрощается конструкция гидроударника за счет применения в качестве клапанного узла перекидного клапана, связанного жестко с подпружиненной ударной массой -бойком. В результате при; упрощении конструкции гидроударника за счет использования перекидного клапана значительно увеличивается динамическое воздействие на наддолотный переводник при взаимодействии бойка с наковальней, то есть за счет периодического ударного воздействия бойка на наковальню.
На рисунке 2.2 приведена конструктивная схема гидроударника.. Гидроударник состоит из корпуса 1, переводника со штоком 2, наковальней 3, верхнего переводника 4, пружины 5. Внутри корпуса размещается боек 6, жестко связанный с клапанной коробкой 7. Внутри клапанной коробки на оси 8 закреплен кривошип 9, который связан с помощью оси с перекидным клапаном 10. Переводник со штоком: 2 имеет возможность продольного перемещения относительно ниппеля 11, для предотвращения указанных деталей относительно корпуса установлена шпонка 12.
Принцип работы гидроударника заключается в следующем. В исходном положении перекидной клапан 10 перекрывает канал прямоугольного сечения клапанной коробки 7. При подаче промывочной жидкости через канал клапанной коробки под действием перепада давления кривошип 9 и перекидной клапан 10 за счет гидравлических сил занимают вертикальное положение. В дальнейшем по инерции кривошип 9 перемещается в крайнее правое положение, увлекая за собой перекидной клапан 10. В результате канал клапанной коробки будет перекрыт, создается перепад давления над перекидным клапаном и клапанной коробкой 7 и за счет этого ударная масса 6, перемещаясь вниз, производит удар по наковальне Зі. Удар через шток и долото передается на забой. При этом пружина 5 сжимается и получает потенциальную энергию.
В; результате удара и воздействия давления промывочной жидкости перекидной клапан 10 вновь займет вертикальное положение. При этом перепад давления на верхний торец клапанной коробки 7 существенно снижается за счет свободного перемещения жидкости в канале клапанной коробки, боек 6 под действием пружины 5 перемещается вверх и занимает исходное положение. В дальнейшем перекидной клапан 10 по инерции перемещается в крайнее левое положение и цикл вновь повторяется.
Увеличение импульса удара по сравнению с прототипом происходит за счет силы инерции бойка и уменьшения потерь импульса удара за счет упругой развязки наковальни и корпуса гидроударника с бурильной колонной.
Таким образом, создается, динамическое ударное воздействие на долото и реализуется, ударно-вращательный способ бурения. Ударное воздействие на долото бурильного инструмента приводит к более эффективному разрушению породы забоя скважины.
В результате механическая скорость бурения скважины существенно возрастает в сравнении с обычным способом бурения. Разработанная конструкция гидроударника создает одновременно гидравлический и механический удар через подвижный шток на долото, способствующий эффективному разрушению горной породы.
Испытание гидроударника и определение основных параметров гидроударника диаметром 114 мм
Концы проволоки припаиваются к выводам, изготовляемым из медной фольги или медной проволоки. Готовый преобразователь наклеивается на поверхность упругого элемента тензометрического датчика. Деформация упругого элемента, подлежащая измерению, воспринимается проволокой и вызывает изменение: ее сопротивления. Изменение сопротивления зависит от изменения длины, сечения и удельного сопротивления материала проволоки при ее деформации. Чувствительность преобразования характеризуется относительной чувствительностью, т.е. отношением относительного изменения сопротивления к относительному удлинению.
Относительная чувствительность зависит от материала проволоки. Обычно величины относительных деформаций составляют тысячные и десятитысячные доли, поэтому рабочие изменения» сопротивления настолько малы, что они; становятся соизмеримыми- с изменениями сопротивления от колебаний температуры. Это обстоятельство обусловливает применение материалов проволоки с: малым температурным коэффициентом: и схем с температурной: компенсацией.
Для преобразователей используется проволока диаметром 0,03 мм. Чем меньше расстояние между осью проволоки и деформируемой: деталью, тем точнее передается деформация. Бумага для; датчиков должна быть хорошего качества, белая, толщиной не более 0,07 мм и не должна фильтровать клей.
Поверхность детали перед наклейкой датчика тщательно подготавливается. Обработка поверхности проводится по 9-му классу чистоты.
Следы жира и грязи тщательно удаляются промывкой ацетоном, или спиртом, в зависимости от применяемого клея. Для- подклейки преобразователей, лучше пользоваться более густым клеем, выдавливая его излишки, а также пузырьки воздуха прижатием преобразователя к детали. Толщина пленки клея должна быть минимальной.
При выборе предпочтение: отдают клею БФ. При использовании клея БФ просушка ведется 2...3 суток в теплом месте под электролампой или возле радиатора водяного отопления. Не следует проводить сушку сразу при высоких температурах, т.к. быстрое испарение спирта вызывает образование пузырьков. После предварительной . просушки, в указанных условиях можно производить полимеризацию клея в сушильном шкафу при температуре 120 С в течение 2...4 часов. Наибольшее распространение получили датчики с сопротивлением около 200 Ом.
При проведении лабораторных исследований используется измерительный комплекс, состоящий из ПЭВМ типа IBM PC с установленной в,нее платой АЦП, и усилителей, тензометрического датчика, прикрепленного к корпусу гидроцилиндра. Комплекс обеспечивает регистрацию аналоговых сигналов с записью данных в отдельный файл на дискете. Полученные значения давления; были обработаны, с использованием ПЭВМ в специальном программном обеспечении. Преимущества применения аналого-цифрового преобразователя: а) благодаря применению АЦП (устройства преобразующего непрерывный сигнал (аналоговый) с тензометрического датчика в прерывный (цифровой), идущий в ЭВМ) с малыми шагами дискретизации имеется возможность регистрации и записи значений измеряемого параметра через сверхмалые промежутки времени, что является невозможным при снятии показаний с манометра человеком-оператором, так как из-за сверхмалых промежутков времени изменения измеряемого параметра человек визуально не способен снять.точные показания. Следовательно, применение тензодатчиков резко снижает погрешности измерений; б) удобство считывания значений измеряемого параметра; в) возможность полной автоматизации процесса измерения, и, следовательно, отсутствие необходимости в операторе, следящем за данными исследования и регистрирующем их;. г) появляется возможность проводить регистрацию и запись параметров измерения, во- время исследования на дискету или в память компьютера, а обрабатывать ее уже гораздо позже, когда имеется свободное время; д) удобство хранения результатов исследования; е) упрощается процесс обработки информации благодаря применению ЭВМ с высоким быстродействием; ж) регистрация результатов измерения может производиться с помощью цифровых печатающих устройств в требуемом количестве экземпляров. Преобразование сигнала: осуществляется от датчика к усилителю, от усилителя к аналого-цифровому преобразователю, а от него к персональному компьютеру, оснащенному программным обеспечением. Процесс измерения осуществляется следующим образом. Жидкость под давлением воздействует на. упругий элемент тензометрического датчика. Мембрана упругого элемента, деформируясь,, оказывает воздействие: на чувствительные элементы -тензорезисторы. При сжатии или растяжении тензорезистора изменяются его геометрические параметры,.вследствие чего изменяется его сопротивление. На плате смонтирована, мостовая схема. В состав ее входит сопротивление балансировки. С помощью этого сопротивления задается максимальное значение напряжения, протекающего через тензорезистор.
Напряжение из тензорезистора поступает к усилителю и сравнивается с напряжением, возникающим на сопротивлении балласта. Если сигнал соответствует заданному параметру, то он становится параметром с выходным напряжением. Сигнал, поступающий с. мостовой схемы к усилителю, достаточно мал, поэтому необходимо его усиление. Усилитель служит для увеличения мощности сигнала. В качестве усилительных активных элементов использованы биполярные транзисторы.. Для? регулирования1 входного и выходного параметра усилителя на схеме установлено сопротивление усиления.
Установка этого параметра также задается во время тарирования датчика и устанавливается коэффициент усиления.
Аналого-цифровой преобразователь, используется последовательный, так как сигнал в него поступает последовательно распределенный во времени. Способ кодирования цифрового выходного сигнала в преобразователе выбирается в виде двоичного кода. Число приращений подсчитывается до тех пор, пока входной аналоговый сигнал не будет равен сравнительному напряжению. При равенстве обоих напряжений на счетчике будет получен непосредственно выходной сигнал в двоичном коде;
По выходному сигналу компаратора одновременно путем отрицания может быть получен сигнал, что данные готовы к опросу. Перед следующим преобразованием показания счетчика должны быть сброшены на нуль. Благодаря применению этого преобразователя с малыми шагами дискретизации и записи значений измеряемого параметра через сверхмалые промежутки времени.
Требуемое быстродействие зависит от скорости изменения исследуемых параметров при переходных процессах. Определяющим является необходимая частота опроса канала, регистрирующего процесс, протекающий с максимальной скоростью.
Разработка и составление математической модели
В соответствии с полученным решением были проведены расчеты по определению зависимости динамической нагрузки от параметров системы и от входных параметров. При этом варьировались: расход жидкости Q в диапазоне 0,005...0,018 м3/с и жесткость пружины Спр в диапазоне 10000... 100000 Н/м.На рисунках 4.2, 4.3, 4.4 показаны зависимости динамической нагрузки от жесткости пружины, расхода жидкости и массы бойка.
Как видно из рисунка 4.2, при расходе жидкости 0,015 м3/с при увеличении жесткости пружины с 10000 до 100000 Н/м динамическая нагрузка на долото возрастает с 10600 до 20700 Н. На рисунке 4.3 видно, что при жесткости пружины 30000 Н/м при увеличении расхода промывочной жидкости с 0,005 до 0,018 м3/с динамическая нагрузка на долото возрастает с 8200 до 11200 Н.
График зависимостей, представленный; на рисунке 4.4, показывает, что при увеличении массы бойка от 6 до 10 кг динамическая нагрузка на долото возрастает с 21700 до 22800 Н, а при увеличении массы бойка от 10 до 20 кг динамическая нагрузка на долото снижается с 22800 до 16200 Н. 1 Разработана математическая модель работы системы «долото-наддолотный гидроударник-бурильная колонна» для исследования поведения этой системы в зависимости от изменения параметров самой системы и входных параметров. 2 Получено аналитическое решение задачи о продольных колебаниях однородной- бурильной колонны с установленным гидроударником над долотом. 3 Предложена расчетная формула для определения динамической нагрузки на долото, создаваемой наддолотным гидроударником в процессе бурения скважины. 4 Из результатов исследования математической модели бурильного инструмента, оснащенного наддолотным гидроударником, выявлено, что динамическая нагрузка при оптимальных параметрах гидроударника: а)возрастает с 10600 до 20700 Н при увеличении жесткости пружины с 10000 Н/м до 100000 Н/м;: б)возрастает с 8200 до 11200 Н при увеличении1 расхода жидкости от 0,005 до 0,018 м3/с; в)возрастает с 21700 до 22800 Н при увеличении массы бойка с 6 до 10 кг и постепенно снижается с 22800 до 16200 Н при дальнейшем увеличении массы бойка с 10 до 20 кг. После того, как были осуществлены аналитические и лабораторные исследования надцолотного гидроударника, его работоспособность проверялась при бурении скважин. Проведено бурение скважины №1900«С» категории 2 на Туймазинской площади с применением наддолотного гидроударника. При исследовании оценивалось влияние наддолотного гидроударника на механическую скорость и проходку на долото. Работа велась, ООО «БурКан» АНК "Башнефть". Применяемая буровая установка А-60 оснащена: буровым? насосом НБ-125. При бурении контролировались следующие параметры: нагрузка на долото, давление на стояке, расход промывочной жидкости, механическая скорость бурения. Нагрузка на долото составляла 40...50кН, давление на стояке 7...8 МПа. Буровой раствор имел плотность 1200 кг/м3, вязкостьУВ-30 с, водоотдачу 8см за 30 минут. Расход промывочной жидкости составлял 0,010...0,011 м /с. Вращение бурильной колонны осуществлялось ротором марки Р 400/80 с частотой вращения 75 об/мин. Компоновка бурильного инструмента: долото 123,8 ЕНР 53 АК, калибратор КЛ 123, вибратор, УБТ-108 мм длиной 12 м, СБТ-73 мм. Перед спуском; в скважину работа надцолотного гидроударника проверяется на устье скважины восстановлением циркуляции жидкости. В процессе бурения контролировали колебания осевой нагрузки, проходку долота, колебания промывочной жидкости, изменения колебания ведущей трубы. Бурение проводилось на Кыновском горизонте, состоящем из крепких пород, со средней скоростью 1,28 м/ч (таблица 5.2). Бурение показало эффективность применения надцолотного гидроударника данной конструкции, что подтверждено результатами бурения. Механическая скорость бурения скважины № 1900 на 25,5% выше, чем при бурении скважин в аналогичных условиях. Была проведена зарезка бокового ствола скважины №1314 "С" категории II, расположенной на Туймазинской площади. Бурение проводилось роторным способом. Работа велась ООО «БурКан» АНК "Башнефть". Исследовалось влияние наддолотного гидроударника на механическую скорость бурения. В процессе бурения скважины контролировались следующие параметры бурения:, расход промывочной жидкости, давление: на стояке, нагрузка на долото, механическая скорость бурения.
Компоновка бурильного инструмента состояла из следующих элементов: долото 142,93ТК-ЗОД,. надцолотный гидроударник, колонна: труб УБТ диаметром 108 мм длиной 28 м, колонна бурильных труб СБТ диаметром 73мм. Вращение бурильной колонны проводилось ротором.марки Р400/80 с частотой вращения; 68 об/мин. Бурение велось буровой установкой АР-60/80, оснащенной одним буровым насосом НБ-125. Диаметр втулок насоса 90 мм, давление на стояке 9,0 МПа. При бурении скважины нагрузка на долото составляа - 60 кН; расход промывочной жидкости 0,008:..0,010 м3/с. Боковой ствол скважины имел кривизну 29,9. Экспериментальный буровой раствор имел следующие показатели: плотность 1,21 кг/м3, вязкость 55 с, водоотдача 3 см /мин. Бурение велось на Доманиковом горизонте, который сложен из твердых горных пород. Средняя механическая скорость бурения составила 0,992 м/ч. Результаты бурения скважины № 1314 «С» приведены в таблице 5.3. По приведенной таблице 5.3 видна эффективность работы наддолотного гидроударника. Механическая скорость бурения с использованием гидроударника на 47% выше по сравнению с бурением скважин с аналогичными условиями. Надцолотный гидроударник с подвижным штоком показал работоспособность и надежность при бурении боковых стволов скважины при промывке глинистым раствором.
