в'язкістю і малою міцністю структури. Великі шматки шламу краще видаляються при густих і в'язких розчинах. Збільшення щільності підвищує підйомну здатність глинистих розчинів.
У той же час встановлено, що механічна швидкість проходки залежить від диференційного тиску, що представляє собою різницю між тиском стовпа бурового розчину в свердловині і пластовим (поровим) тиском. Тиск стовпа рідини (Гідростатичний тиск) прямо пропорційно її щільності. Якщо диференціальне тиск більше 3,5 МПа, то механічна швидкість проходки залишається приблизно постійною.
Із збільшенням щільності бурового розчину збільшується тиск на забій свердловини, опірність порід руйнуванню зростає, внаслідок чого показники буріння зменшуються. У тих випадках, коли геологічні умови дозволяють, слід використовувати в якості бурового розчину воду, газ або повітря з обов'язковою компенсацією їх недостатньої підйомної здатності високої швидкістю руху в затрубному просторі.
Американський вчений Бінгхем, аналізуючи численні промислові та стендові експерименти з використанням для буріння різних промивних агентів, робить наступні висновки:
а) в процесі буріння на ефективних режимах максимальні значення проходки за один оборот долота (h/п) можна отримати при використанні в якості бурового розчину води;
б) в значному більшості випадків бурити на ефективних режимах можна при використанні в якості бурових агентів повітря або газу. Однак у цьому випадку і навантаження на долото, і частота його обертання повинні бути меншими порівняно з такими при бурінні з промиванням вибою водою. Це пояснюється низькою очищає здатністю повітряного струменя.
2.Кількість бурового розчину, що подається на одиницю площі вибою свердловини. На підставі узагальнення експериментальних досліджень встановлено (дослідження проводилися при бурінні роторним способом та електробуром), що технологічно необхідний кількість промивання (Q, л/с) приблизно дорівнює
Q = 0,07 Fзаб (II.70)
де Fзаб - площа забою свердловини, см 2 .
Перевищення подачі бурових насосів над обчисленої по даному співвідношенню величиною не призводить до істотної зміни механічної швидкості проходки.
3. Швидкості закінчення потоку рідини з отворів долота і розташування цих отворів по відношенню до шарошка та забою свердловин. Із збільшенням швидкості витікання бурового розчину з долотний насадок поліпшується очищення вибою свердловини, а, отже, зростає механічна швидкість проходки. Спостереження показують, що значне зростання механічної швидкості проходки досягається в тому випадку, коли 'швидкість струменів, що випливають із "насадок гідромоніторного долота, перевищує 60-75 м/с. Велике значення на умови очищення вибою надає висота зубів шарошок. Чим більше просвіт між шарошкамі і забоєм, тим досконаліше його очищення і вище значення h/п. Найменші значення h/п спостерігаються в тих випадках, коли застосовуються алмазні долота, в яких зуби (алмази) виступають за матрицю на незначну висоту, й штирові з твердосплавними вставками, майже утопленими в тілі шарошки.
Вплив частоти обертання долота. Дослідженнями було встановлено, що при збільшенні частоти обертання долота п механічна швидкість проходки зростає, досягаючи максимальної величини, а потім знижується. Кожному класу порід (пластичні, пластічнохрупкіе і крихкі) відповідають свої критичні частоти обертання долота, перевищення яких викликає зниження механічної швидкості проходки. Треба також мати на увазі, що підвищення частоти обертання шарошечні доліт знижує довговічність їх роботи внаслідок більш інтенсивного зносу опор і скорочує проходку за рейс долота.
1.
Вплив осьового навантаження. Численні вітчизняні та зарубіжні дослідження впливу осьового навантаження на механічну швидкість проходки можуть бути охарактеризовані графіком (рис. 1), що відображає якісну сторону процесу. На кривій V = f (Р д ) виділяються три області. Область I характеризується тим, що V збільшується пропорційно збільшення Р д . У цій області питома навантаження значно менше міцності разрушаемой породи, тому процес руйнування носить поверхневий характер. Область I називається областю поверхневого руйнування.
В області II V також збільшується з ростом Р д , але в даному випадку механічна швидкість проходки зростає швидше, ніж збільшується створювана на долото навантаження. У цій області породи руйнуються при питомому навантаженні, меншої твердості руйнується породи, але вже близькою до неї. Ця область умовно називається областю втомного руйнування. На кордоні областей II і III питома навантаження буде відповідати твердості разрушаемой породи.
В області III процес руйнування носить об'ємний...
