Neft va gaz fakultteti

2-масала
Бурғилаш режими

РЕЖА

1. Бурғилаш режими ҳақида тушунча
2. Бурғилаш режими ва уларнинг параметрлари
3. Бурғилаш режимининг параметрларини назорат қилиш.

Тоғ жинсларини Бурғилаш суръати (тезлиги) қœлланаётган режимга боғлиқ. Бурғилаш режими деб, шу жараёнга таъсир кœрсатаётган омилларнинг мутаносиблигига айтилади. Бурғилаш режим параметрлари долотонинг айланиш тезлиги, долотога берилган юк қиймати, забойни ювиш учун берилаётган суюқлик миқдори ва хоссаларидан иборат. Бу параметрлар бир-бирига мос келганда яхши натижалар бериши мумкин.

Натижа кœрсаткичлари сифатида долотонинг тоғ жинсларини кесиб œтиш тезлиги қабул қилинган. Бу тезликни механик œтиш тезлиги ва долотонинг рейс тезлиги деб айтилади. Механик œтиш ва рейс тезликларининг математик ифодаси:


, (7.1)


, (7.2)
, – механик œтиш ва долотонинг рейс тезлиги;
h – долотонинг чуқурлаб œтган йœли;
t_б ва t_сп – Бурғилашга ва долотони алмаштиришга сарфланган вақт.

Бу кœрсаткичларга уч муҳим факторлар таъсир етказади:

1. Табиий омиллар, яъни тоғ жинсининг таркиби, механик хоссалари, уларнинг жойланиш чуқурликлари;
2. Техникавий ва технологик омиллари, яъни долото конструкцияси, тоғ жинсини янчиш усуллари, Бурғилаш аслаҳаларининг мукаммаллиги ва қуввати;
3. Ишчиларнинг тажриба ва маҳорати, ишни ташкил қилиш.
Бурғилаш режимлари уч хил: оптимал режим, рационал режим, махсус режим.
Қœлланган Бурғилаш режим параметрлари юксак рейс тезлик келтирса, бундай режимни оптимал деб айтилади.
Бурғилашда юксак рейс тезлиги асосий мақсад бœлмай, балким махсус талабларга эришилмоқчи бœлса (керн олиш, асоратларни бартараф қилиш), махсус режим қœлланади.
Рационал режим геологик шароитга ва бурғилаш аслаҳаларининг аҳволига қараб қœлланади. Шунда ҳам имконият борича долотонниг рейс тезлигини юқорилаштириш учун ҳаракат қилинади.
7.1. Долотоларнинг бурғилаш тезлигига ва йœл œтишига
параметрларнинг таъсири

Бурғилаш қоришмаларининг хоссалари ва секундлик сарфи

Долотонинг тоғ жинсларини кесиб œтиш тезлигига ( ) бурғилаш қоришмаси хоссаларининг таъсири жуда сезиларли. Бурғилаш қоришмасининг зичлиги қанча баланд бœлса , шунчалик сустлашади. Шунинг учун, мумкин қадар қоришма зичлиги () паст бœлиши керак. Ҳаво ёки газ ишлатилганда жуда ҳам юқорилашади.

Долото янчган тоғ жинслари заррачаларини долото остидан кœтариб, юқорига чиқариш учун қоришмалар маълум қайишқоқлик ва статик кучланиш талаб қилади. Œтказгичи юқори қатламларни œтишда уларга бœлган босим меъёрдан ошиб кетмаслиги учун, қоришмаларнинг реологик хусусиятлари (, ₀) унчалик баланд бœлмаслиги мақсадга мувофиқ. Қоришманинг сувчиллиги жуда паст бœлса, Бурғилаш суръати сусаяди. Сувчилликни миқдори 6-8 см³/30 мин. дан кам бœлмаганлиги яхши.
Бурғилаш қоришмаларига ёғловчи моддалар (нефт, графит ва ҳ.к.) қœшилса, долото узоқ ишлаши, кœпроқ тоғ жинсини тешиб œтиши мумкин.
Парракли долотоларни ишлатганда унинг механик œтиш тезлиги забойга юборилаётган суюқлик миқдорига боғлиқ. Бу параметрни асосий кœрсатгичга мутаносиблиги қуйидаги тенгламада кœрсатилган:


, (7.1)

а ва b – тоғ жинсининг хоссалари, қоришма хусусиятлари, долото ва қудуқ œлчовларига боғлиқ коэффициентлар;

Q – суюқликнинг секундлик сарфи.
Бу (10.1) тенглама шарошкали долотоларга ҳам дахиллик, лекин шарошкали долотоларни ишлатганда керакли суюқликнинг секундли сарфини қуйидаги формула билан аниқлаш зарур:
(7.2)
Q – забойга юборилаётган суюқликнинг секундлик сарфи;
F_cp – суюқлик кœтарилаётган йœлнинг кесим юзасининг œртачаси;
D – долото диаметри;
i_m – шарошкалар сони;
n – долотонинг айланиш тезлиги;
 - долото ва шарошкалар уқи орасидаги бурчак.

Бурғилаш кœрсаткичлари ( , , h) суюқликни солиштирма сарфи (Q-сарф, л/с, F₃-забой юзаси, см²) 0,050 гача ошиб боради. Ундан ошириб юборишни фойдаси бœлмайди. Насос энергияси бекорга сарфланиши мумкин. Бурғилаш қувурлари айланганда тош заррачалари яхши кœтарилади, чунки бунда марказдан қочирувчи ҳаракат вужудга келиб, у тезликни оширади. Тоғ жинс заррачаларини забойдан кœтариб чиқиш учун қудуқ ва қувурлар деворларининг оралиғида суюқлик тезлиги 1,0-1,2 м/сек.дан кам бœлмаслиги керак.

Долотонинг айланиш тезлиги

Долотони айланиш тезлиги Бурғилаш кœрсаткичларига ҳар хил таъсир кœрсатади. Долотонинг айланиш тезлигини чегараси бœлади. Айланиш тезлиги чегарадан ошиб кетса долото тишларини тоғ жинси билан бœлган контактнинг вақти қисқариб, жинслар яхши кœчмайди. Бу эса бурғилаш тезлигини сусайтиради. Бурғилаш тезлиги долотонинг айланиши билан қуйидагича боғланган:

=[₀+c∙(1 - k∙lgn)]∙n, (7.3)
₀ - чуқурланиш;
с – долотони параметрлари, унга берилаётган юкнинг оғирлиги, тоғ жинсини механик хоссаларига боғлиқ коэффициент;
k – тоғ жинсини пластик хоссасига боғлиқ коэффициент (К=0,25-0,40);
n – долотони айланиш тезлиги.
ва n мутаносиблигини қуйидаги чизмада ҳам кœриш мумкин (7.1 расм).
Юмшоқ тоғ жинсларини œтишда долотога кœп юк берилмайди, долотони тезроқ айлантирса (120-200 айл/мин) бœлади. Қаттиқ тоғ жинсларни œтишда эса долотога берилаётган юкни кœпайтириш зарур, шунинг учун долотонинг айланишини сусайтириш керак (100-140 айл/мин). Долотони тез айлантириш унинг ишлаш муддатини қисқартиради.

Долотога берилаётган юкнинг таъсири

Бурғилаш кœрсаткичларига долотога берилаётган юкнинг таъсири жуда салмоқлидир. Чунки юк етарли бœлмаса тоғ жинсларини юзаки янчилишига олиб келади, Бурғилаш унимли бœлмайди. Агар долотога берилаётган юк етарли бœлса бунда тоғ жинсларини кœчиши ҳажимли бœлиб, бурғиланиш

Долотога берилаётган юк қудуқга ҳайдалаётган суюқлик миқдорига ва долотонинг айланиш тезлигига мослашган бœлиши керак. Ҳар ҳол учун критик юк тœғри келади (Р_кр). Бошқа Бурғилаш режим параметрларини œзгартирмай долотога берилаётган юкни кœпайтириш ижобий натижа бермайди. Шунинг учун Р_кр тепиш зарур. Бу эса тажрибага боғлиқ. Бунинг учун долотога юк беришни автоматлаштириш керак. Шундай автоматлар мавжуд, кейинги бобларда айтилган.
Долотога берилаётган юкни (Р_g) ошириш билан ва h ни ҳам кœтариш мумкин. Буни қуйидаги тенгламада кœриш мумкин:

бунда коэффициентлар а=0,0024, х=0,7, у=1,1
График (7.2 расм) ҳам шуни кœрсатади.



7.1 расм. -ни n –га боғлиқлиги.

7.2 расм. -ни Р_ -га боғлиқлиги.

7.2. Турбобурлар билан бурғилаш режими

Турбобур билан бурғилаш режимининг параметрлари: суюқликнинг секундлик сарфи (ҳажм сарфи ёки насос маҳсулоти), долотога берилаётган юкнинг қиммати, долотони айланиш сони. Бу учала параметр бир-бирига боғлиқ. Суюқлик сарфини кœпайтирса турбобурнинг қуввати ва айланиш моменти ошади. Насос маҳсулоти ошиши билан унинг босими ҳам ошади.

Турбобур шундай хусусиятга эгаки: долотога берилаётган юк кœпайтирилса турбобурнинг айланиши секинлашади, айланиш моменти ошади. Турбобурнинг бу хусусияти унинг бурғилаш режимини оптималлаштиришга имкон беради. Долотога берилаётган юк миқдорини œзгартириш билан Бурғилаш тезлигини кœтариш мумкин. Бурғилаш режим параметрларининг бир-бирига қанчалик боғлиқ эканлигини 7.3 расмда кœрса бœлади.

7.3 расм. Бурғилаш режим параметрларининг бир-бирига боғлиқлиги.

N – турбобур қуввати; М – турбобур валидаги момент;
 - фойдали иш коэффициенти.

Қудуқга ҳайдалаётган суюқлик миқдори (Q) 2 мартага оширилса: турбобур валининг айланиши 2 марта тезлашади

; (7.5)
турбобур қуввати 8 баробар ошади


; (7.6)
турбобур валидаги айланиш моменти 4 маротаба ошади


; (7.7)

турбобурда пайдо бœлган босим ҳам 4 маротабага кœтарилади

. (7.8)
Бурғилаш ва уларнинг параметрлари

Бурғилаш режими бурғилаш кўрсаткичларига таъсир қилувчи параметрларнинг маълум бир бирикмаси. Бундай параметрларга – долото турлари, долотога бериладиган ўқ юки, долотонинг айланиш частотаси, тортиб олинаётган ювиш эритмаси сарфи, ювиш эритмасининг сифати (зичлиги, ёпишқоқлиги, сув бериши, силжишнинг статистик кучланиши) ва долотонинг қудуқ тубида ишлаган вақти ва бошқалар киради.

Бурғилаш тартибининг рационал, оптимал ва маҳсус турлари маълум.
а) Рацинал бурғилаш тартиби - бурғилаш тартиби параметрларига амал қилиб, юқори сифат ва миқдор кўрсаткичларига эришиш жараёни.
б) Оптимал бурғилаш тартиби - бурғилаш қудуғининг геологик кесимидан, мавжуд бўлган ҳамма замонавий техник воситалардан фойдаланиб 1 м бурғилашнинг минимал нарҳини пасайтириш эвазига юқори миқдор ва сифат кўрсаткичларга эришиш жараёни.
в) Махсус бурғилаш тартиби - мураккаблаш (ўпирилиш, юқори қатлам босими, ютиш)ган шароитларда бурғилаш қудуғининг ўқ йўналишини ўзгартиришга, керн олишга мўлжалланган жараён.
Долотонинг самарали ишлаши икки кўрсаткич билан баҳоланади:
а) бурғилашнинг механик тезлиги (м/с);
б) битта долотони бурғилаши (м).
Амалда бурғилаш тартибининг бирор-бир параметрининг ўзгариши билан бурғилашнинг механик тезлиги ва долотонинг иш унумдорлиги ошмайди. Чунки ҳар бир тоғ жинси турлари учун долотога тушадиган юк, долотонинг айланиш частотаси ва ювиш эритмасининг сарфи ҳар хил бўлади.
Турбинали усул билан бурғилашда - битта бурғилаш тартиби параметрининг ўзгариши бошқа параметрларнинг автоматик ўзгаришига олиб келади.
Одатда, долотога тушадиган юк ва турбобур валининг (долото) айланиш частотаси ўзгармаса ювиш эритмаси сарифи тўғри пропорционал равишда ошади. Агар долотога тушадиган юк кўпайтирилса ювиш эритмаси доимий бўлади, турбобур валининг айланиши эса камаяди.
Қудуқ бурғилаш тажрибасига кўра, ювиш эритмаси сарфи турбобурнинг ишлаш шароитларининг қулайлигига ва ташқарига чиқариладиган емирилган тоғ жинслари миқдорига қараб аниқланади. Бурғилаш қудуғининг чуқурлаши диаметрининг кичиклаши натижасида интервалдан интервалга қараб ювиш эритмасининг сарфи камая боради. Ювиш эритмаси сарфи доимий бўлган интервалларни бурғилашда бурғилаш тартибининг учта параметрларидан фақат биттасини, яъни айланиш частотасини аста-секин тартибга солиб, долотога тушадиган юкни ўзгартириш мумкин.
Долотога юк берилганда турбобур валининг (долото) айланиш частотаси пасаяди, айланиш моменти эса ошади. Турбобурнинг самарали ишлаши учун долотога шундай юк берилиши керакки, натижада турбобур валидаги куч (қувват) максимал мазмунга эга бўлиши керак. Бу вақтда турбобур валининг айланиш частотаси – долотонинг юксиз айланиш частотасининг ярмини, айланувчи момент эса момент ярмини ташкил қилади. Долотога бериладиган юк ковланадиган тоғ жинсларининг қаттиқлигига боғлиқ.
Қаттиқ тоғ жинсларини бурғилашда долотонинг иш унумдорлигини ошириш учун долотога бериладиган юк оширилади. Юмшоқ тоғ жинсларини бурғилашда эса камайтирилади. Шу вақтнинг ўзида долотонинг айланиш частотаси биринчи ҳолатда камаяди. Иккинчи ҳолатда эса ошади.
Турбобурнинг юқорида қайд қилинган шароитларда ишлаши учун долото ишининг энг яхши кўрсаткичлари билан таъминланади. Чунки долото айланиш частотасининг камайиши ва ортиши турбобур иш тартибининг беқарорланишига олиб келади.
Роторли бурғилашда - бурғилаш тартиби параметрлари ўртасида турбинали бурғилашдагидек яқин боғлиқлик бўлмайди. Шунинг учун бурғилаш тартиби параметрларининг ҳар қандай комбинацияларини аниқлаш ва назорат қилиш талаб қилинади. Ювиш эритмасининг сарфи қудуқ тубини сифатли қилиб тозаланишини ҳисобга олган ҳолда аниқланади.
Долотога тушадиган юк ва унинг айланиш частотаси ковланаётган тоғ жинси қаттиқлигини ҳисобга олган ҳолда ҳар бир геологик горизонтлар учун алоҳида-алоҳида аниқланади.
Бурғилаш қувурлар бирикмасини узатиш - бурғилаш қувурлар бирикмасини узатиш чиғир тўҳтатгичининг кучсизланиши натижасида етакчи қувурни маълум бир миқдорда роторга тушириш йўли билан амалга оширилади.
Долотонинг қудуқ тубидаги босими бурғилаш қувурлар бирикмаси оғирлиги ҳисобига пайдо бўлади. Лекин босимнинг кучли ошиб кетиши бурғилаш қувурлар бирикмасининг бузилиши (синиши) ва қудуқнинг қийшайиши ҳисобига намоён бўлади. Бундай шароитларда бурғилаш қувурлар бирикмасига оғирлаштирилган таг қўйилади. Оғирлаштирилган таг билан ишлаганда улар оғирлигининг фақат 75 фойизи фойдаланилади.
Долотога бир текис босим беришлигини вазн индикатор асбоб ёрдамида назорат қилинади. Саноатда ГНВ-6 турдаги гидравлик вазн индикатори тайёрланади.

Бурғилаш режимининг параметрларини назорат қилиш.

Ювиш эритмасининг босими махсус датчик (ўзгартиргич) асбоби ёрдамида ўлчанади. У насослар оралиғидаги қувур юритмаларга ёки бурғилаш насосининг ҳайдаш йўлидаги тиргакка ўрнатилган. Роторнинг айланиш частотаси ҳар хил конструкциядаги тахометрлар билан ўлчанади.

Ундан ташқари бурғилашнинг механик тезлигини аниқловчи ҳамда бурғилаш жараёнида қудуқ туби параметрларини кўрсатувчи ва қайд қилувчи (турбобур валининг айланиш частотасини, қудуқ тубининг фазовий ҳолатини) асбоблар мавжуд. Бунда диспетчерлик пунктлари махсус пульт билан жихозланади.
Унга ҳар бир қудуқнинг бурғилаш тартиби параметрларини кўрсатувчи ва қайд қилувчи асбоблар ўрнатилади.
Диспетчерга бутун бир кеча-кундуз бўйича бурғилаш қудуқ иш фаолияти тўғрисида маълумот олишга, агар талаб қилинса бурғилаш жараёнига айрим тузатишлар киритишга имкон туғдиради.

Назорат саволлар

1. 
   Бурғилаш режими деганда нимани тушинасиз?
   
2. 
   Бурғилаш режими параметрларига нималар киради?
   
3. 
   Бурғилаш қоришмаларининг хоссалари ва секундлик сарфининг бурғилаш режимига боғлиқлиги.
   
4. 
   Долотоларнинг бурғилаш тезлигига ва йœл œтишида бурғилаш режими параметрларига таъсири.
   
5. 
   Турбобурлар билан бурғилашнинг бурғилаш режимига боғлиқлиги нимада?
   
6. 
   Долотога берилаётган юкнинг бурғилаш режимига таъсири қандай?
   
7. 
   Долотонинг айланиш тезлигиниг бурғилаш режимига боғлиқлиги.
   
8. 
   Долотога берилаётган юкнинг бурғилаш режимига таъсири