PDC долота НТФ

Главная > PDC долота НТФ
PDC долота НТФ

 

Момент бурения.

Одной из важнейших технических характеристик в бурении, если не самой важной, является момент бурения. Не утомляя сложными определениями, поясним, что момент бурения есть усилие, затрачиваемое буровой колонной для бурения определенного участка скважины.

Судите сами:

  • Именно момент бурения определяет работоспособность ВЗД (турбобура) и нагрузку на долото при бурении. А значит, от момента бурения зависит механическая скорость бурения.
  • Именно момент бурения определяет управляемость компоновки (послушность компоновки при направленном бурении). А значит, от момента бурения зависит и траектория скважины.
  • Именно от момента бурения очень часто зависит вероятность возникновения аварий в процессе бурения. Действительно, высокий момент бурения является причиной частого отказа ВЗД, поломки ротора и верхнего привода, сломов инструмента и элементов КНБК.

Если мы обобщим все наши утверждения, то придем к выводу, что механическая и коммерческая скорость бурения, траектория бурения, безаварийность бурения во многом зависит от того, не превышает ли момент бурения некоторой критической отметки.

Таким образом, от момента бурения зависит рентабельность бурения и прибыль буровой компании.

Еще от момента бурения зависит возможность строительства скважин в том или ином регионе.

 

Долото.

Момент бурения зависит только от типа выбранного долота, которое будет применяться при бурении планируемой скважины. Классифицируем основные типы долот, которые получили распространение на территории Российской Федерации.

  • Шарошечные долота.
  • Классические PDC долота (высокомоментные).
  • Низкомоментные PDC долота.

Мы не будем останавливаться на экзотических и узкоспециализированных долотах (бицентрические, пикодолота, зарезные и т.д.)

 

Шарошечные долота.

На сегодняшний день шарошечные долота дают самый низкий момент бурения из всех типов долот. И действительно, при бурении шарошечным долотом момент бурения образовывается в основном силой трения качения шарошек по забою, которая в несколько раз ниже силы трения скольжения.

Плюсы такого бурения очевидны: низкая аварийность, отличная управляемость. Шарошечные долота могут работать в любом регионе, где ведется бурение.

Более того, низкий момент бурения шарошечных долот позволяет проводить буровые работы в районах с твердыми и абразивными породами, там, где долота других типов бурить не смогут.

Минусы шарошечных долот тоже всем хорошо известны:

  • Очень низкий ресурс работы долот такого типа.
  • Сильная зависимость механической скорости бурения от промывки забоя.

 

Классические PDC долота.

Если верить умным книгам, момент бурения классическим PDC долотом в 6 раз выше, чем у шарошечных долот. При бурении резцы классического PDC долота «снимают стружку» с забоя, именно это и дает высокий момент бурения.

Главный плюс классических PDC долот это его рабочий ресурс, который примерно в 10 раз больше, чем рабочий ресурс шарошечных долот.

А все минусы классических PDC долот имеют в своей природе высокий момент бурения. Классические PDC долота плохо управляются при направленных участках бурения, дают высокую аварийность бурения, и имеют ограниченную географию применения.

 

Низкомоментные PDC долота.

Низкомоментные PDC долота появились сравнительно недавно, но уже успели отлично себя зарекомендовать. По моменту бурения они приближаются к шарошечным долотам, а по ресурсу отработки равны классическим PDC долотам, а может быть даже, и превосходят ресурс отработки классических PDC долот.

К низкомоментным долотам следует отнести простые низкомоментные долота и канавчатые низкомоментные долота (НТФ, фирмы ООО «Урал-ТСП»).

 

Простые низкомоментные PDC долота.

До сегодняшнего дня, данная конструкция была наиболее удачной среди PDC долот. Такие долота отлично себя зарекомендовали в ХМАО и в прилегающих регионах Российской Федерации (Западная Сибирь).

Особенности конструкции PDC долот простых низкомоментных долот это широкие лопасти. Широкие лопасти дают массу преимуществ при бурении мягких низкообразивных пород (ХМАО и другие регионы Западной Сибири). Однако эти же лопасти дают еще и пару минусов:

  • Простые низкомоментные долота относительно медленно проходит мягкие пропластки.
  • Простые низкомоментные долота очень сильно боится сальников.

Рассмотрим подробнее недостатки простых низкомоментных PDC долот . Первый недостаток это сравнительно медленное прохождение мягких проспастков. Это вызвано тем, что простое PDC низкомоментное долото как-бы «недочерпывает» мягкие породы.

Второй недостаток широких лопастей PDC долот, это затрудненное удаление шламов из под них. А это значит, что под лопастями низкомоментных долот скапливаются шламы, что часто приводит к образованию сальников под лопастями, а это, в конечном счете, уменьшает механическую и коммерческую скорость бурения.

 

PDC долота НТФ со стабилизирующими канавками .

PDC долота НТФ со стабилизирующими канавками относятся к классу низкомоментных PDC долот. И действительно, по внешнему виду долота НТФ похожи на простые низкомоментные долота, и по характеристикам бурения тоже.

Отличие долот НФТ от простых низкомоментных PDC долот это специально нанесенные кольцевые канавки на рабочую поверхность лопастей долота. Нанесенные стабилизирующие канавки очень похожи на кольцевую выработку, но сделаны они специально.

Специально сделанные кольцевые стабилизирующие канавки дают ряд преимуществ. Первое преимущество это то, что канавки увеличивают механическую скорость бурения мягких пропластков, без увеличения момента бурения и нагрузки на долото. Второе преимущество это то, что канавки улучшают промывку под лопастями PDC долота. А это в свою очередь уменьшает вероятность образования сальников под лопастями, что позитивно отражается на механической и коммерческой скоростях бурения.

Таким образом, стабилизирующие канавки на низкомоментных PDC долотах НТФ почти полностью устраняют недостатки данного типа долот и при этом сохраняются все достоинства низкомоментных простых PDC долот .

За счет дополнительных преимуществ, которые дают канавки, средняя механическая скорость бурения скважины долотами НТФ увеличивается на 3-6 м/ч, по сравнению с простыми низкомоментными долотами. При этом, специально увеличивать момент бурения и нагрузку бурения для увеличения механической скорости нет никакой необходимости. Условия бурения стандартны. А это значит, что управляемость долота остается на безупречном уровне, как и у простого низкомоментного долота .

 

Преимущество долот НФТ.

Покажем наглядно преимущество долот НТФ по сравнению классическими и низкоментными PDC долотами.

Наиболее ярко преимущества долот НТФ проявляются при бурении секции эксплуатационной колонны (распространенный типоразмер долот для данной секции 215,9 или 220,7) горизонтальных и наклонно-направленных нефтяных и газовых скважин.

Для наглядности покажем на графике схематические зависимости механической скорости бурения высокомоментных долот (синяя линия), простых низкомоментных долот (оранжевая линия) и долот НТФ со стабилизирующимим канавками (красная линия) от глубины скважины. График сравнения скоростей приведен ниже.

график

На графике отражена общая закономерность: высокомоментные PDC долота начинают интервал бурения эксплуатационной колонны (из-под кондуктора) с более высокой механической скоростью, чем низкомоментные PDC долота . К концу секции ситуация меняется: низкомоментные PDC долота демонстрируют более высокую механическую скорость и безупречную управляемость, в то время как высокомоментные PDC долота демонстрируют низкую механическую скорость и ужасную управляемость.

Теперь покажем, как пойдет бурение долотом НТФ, производства ЗАО «Урал-ТСП». На графике отработка НТФ долота показана красной линией.

Долото НТФ начинает интервал как высокомоментное PDC долото. Скорость бурения канавчатым долотом будет выше, чем скорость бурения низкомоментным PDC долотом . В конце секции механическая скорость бурения долотом НТФ будет такой же, как у низкомоментного долота , то есть гораздо выше, чем у высокомоментного PDC долота.

Это значит, долото НТФ при равных условиях бурения отработает секцию эксплуатационной колонны быстрее, чем высокомоментные PDC долота и низкомоментные PDC долота. И это будет происходить на любом месторождении с мягкими и низкоабразивными породами, то есть на любом месторождении Западной Сибири.

При этом канавчатое долото НТФ на протяжении всего интервала будет демонстрировать безупречную управляемость.

Имевшие место отработки долот НТФ подтверждают это.

И поэтому можно утверждать, что канавчатые низкомоментые PDC долота фирмы ООО «Урал-ТСП» на сегодняшний день самые совершенные по своей конструкции PDC долота и рекомендованы к применению при строительстве нефтяных и газовых скважин в ХМАО и других регионах Западной Сибири.

Наша страница Вконтакте