Реферат на тему Буровые долота и бурильные головки PDC. Современные конструкции элементов вооружения долот PDC. Технология изготовления элементов вооружения долот PDC и их крепления в долоте. Основные направления развития вооружения долот PDC.

Введение:

Заметным преимуществом PDC долота перед шарошечными заключается в его износостойкости. Даже при деформации такие долота можно ремонтировать и вновь запускать в работу. Механизм разрушения горной породы срезом в два раза эффективнее сжатия, и, соответственно, механическая скорость проходки (МСП) для долот PDC должна быть выше. Разработка новых форм и профелей лопастей ведёт к улучшению управляемости долотами при наклонно-направленном бурении. А разработки в области резцов PDC позволяют бурить все более твердые породы, интервалы с переслаиванием крепких горных пород.
Основной причиной износа буровых долот при эксплуатации в России является значительное повреждение долота при ударной нагрузке. Буровой организацией, должны приниматься меры для оптимизации КНБК и улучшения режима бурения, чтобы уменьшить степень повреждения долот под воздействием ударной нагрузки. Главную сложность представляют не литологические условия. Основная проблема заключается в недостаточных мощностях буровых станков, некачественном контроле параметров бурения и недостаточной информации об условиях бурения в тех регионах, где применяются долота.
Конструкция долота выбирается только после подробного изучения литологии, мощности станка, проекта по буровым работам и детального анализа отработки долота на соседних скважинах.
Порода разрушается более эффективно при срезающем действии. Долота PDC разрушают породу в основном за счет именно этого свойства. Поэтому очевидно, что бурение может осуществляться значительно быстрее при использовании долот PDC. Негативным эффектом является то, что чем больше породы удаляется за один оборот долота, тем больше требуется энергии. Избыточный крутящий момент на долоте и нестабильное направленное бурение – это основные причины порой неудовлетворительной работы долот PDС.
Шарошечное долото разрушает породу в основном за счет дробления (хотя в его действии присутствует и срезающий компонент: в большей степени в конструкциях долот для мягких пород), а вращательное движение зубьев производит энергию в форме тепла. Действие шарошечных долот более благоприятно по отношению к изношенным забойным гидравлическим двигателям и старому буровому оборудованию. Алмаз – это наиболее твердый из известных материалов, поэтому резцы PDC обладают высочайшей прочностью при разрезании породы. Однако, алмазы в той форме, которая используется в PDC, характеризуются высокой хрупкостью и могут сломаться при колебаниях нагрузки на долото и под воздействием ударной нагрузки на забое.
Здесь следует отдать должное шарошечным долотам, так как твердосплавные карбид-вольфрамовые вставки намного устойчивее к ударной нагрузке, чем алмазы, поэтому в некоторых случаях это будет лучший выбор.
К основным достоинствам PDC долот относится целый ряд параметров: отсутствие в их конструкции движущихся частей (что значительно снижает риски оставления частей долота в забое скважины при бурении), высокая износостойкость, позволяющая обеспечивать высокие показатели проходки, низкая требуемая осевая нагрузка при высоких скоростях бурения.
Развитие долот PDC, привело к качественному скачку показателей, как по механической скорости, так и по длине рейсов и соответственно сокращению количества СПО (спуско-подъемных операций). Так же снизилась аварийность, связанная с оставлением частей долота на забое.

Заключение:

Появление долот с резцами серии ONYX около двух лет назад ознаменовало существенное расширение области применения долот PDC. В сочетании с постоянной оптимизацией режимов бурения и модернизацией бурового оборудования долота PDC позволили значительно, а в некоторых случаях кратно сократить цикл строительства скважин при бурении в сложных геологотехнологических условиях.
Между тем, инженеры продолжали постоянно работать над улучшением всех основных характеристик резцов PDC: термостойкости, устойчивости к износу и усталостному разрушению. Несмотря на то, что внедрение новых разработок в технологии изготовления резцов PDC шло постоянно, сегодня, представляя новое поколении резцов PDC серии ONYX II, мы можем говорить о значимом шаге в повышении эффективности бурения — 20%-ном увеличении термостойкости и устойчивости к износу.
При работе с ультрасовременными буровыми станками с мощной насосной группой, управляемыми роторными КНБК и высокомоментными ВЗД и высококлассным буровым инструментом, так и с далеко не самыми современными и не всегда достаточно модернизированными установками ЭУК 3000-х серий, оснащенными стандартными ВЗД и комплектом телеметрического оборудования. Конечно, было бы неправильно ожидать одинаковых и даже близких результатов в названных случаях. Однако мы многократно убеждались, что долота PDC, оснащенные резцами ONYX, дают значительное сокращение времени строительства скважин, даже на недостаточно оснащенных буровых установках.
К сожалению, далеко не всегда имеется достаточное количество геологических данных (геофизические исследования и анализ шлама), из-за чего затруднительно полностью задействовать один из самых современных в отрасли программных комплексов динамического моделирования — IDEAS для определения наиболее подходящей конфигурации вооружения долота.

Фрагмент текста работы:

1. Буровые долота и бурильные головки PDC

Обладая высокой износостойкостью и работоспособностью, лопастные долота PDC обеспечивают кратное увеличение проходки за долбление, повышая при этом механическую скорость бурения.
Простая, но достаточно прочная система крепления резца в сочетании с упрочнением поверхности наплавкой карбида вольфрама делают эти долота неповторимыми по эксплуатационным качествам и ремонтопригодности.
Спиральная калибрующая поверхность улучшает качество очистки, уменьшает крутящий момент и сводит на нет завихрения долота. Наличие стабилизирующих элементов снижает вибрацию бурового инструмента, предотвращает излом резцов, улучшает технологичность управления по заданному курсу траектории ствола скважины.
Высокая работоспособность инструмента и технологичность управления траекторией ствола скважины позволяют буровикам решить важнейшую задачу по снижению стоимости метра проходки и улучшающие эксплуатационные качества инструмента.
Типы долот по принципу разрушения горной породы [2]:
-режущего действия,
-режуще-скалывающего действия,
-режуще-истирающего действия,
-комбинированного действия.
Заметным преимуществом PDC долота перед шарошечными заключается в его износостойкости. Даже при деформации такие долота можно ремонтировать и вновь запускать в работу. Механизм разрушения горной породы срезом в 2 раза эффективнее сжатия, и, соответственно, механическая скорость проходки (МСП) для долот PDC должна быть выше. Разработка новых форм и профелей лопастей ведёт к улучшению управляемости долотами при наклонно-направленном бурении. А разработки в области резцов PDC позволяют бурить все более твердые породы, интервалы с переслаиванием горных пород.
Основной причиной износа буровых долот при эксплуатации в России является значительное повреждение долота при ударной нагрузке. Буровой организацией, должны приниматься меры для оптимизации КНБК и улучшения режима бурения, чтобы уменьшить степень повреждения долот под воздействием ударной нагрузки. Главную сложность представляют не литологические условия. Основная проблема заключается в недостаточных мощностях буровых станков, некачественном контроле параметров бурения и недостаточной информации об условиях бурения в тех регионах, где применяются долота.