Гидромониторный эффект и его полезное использование.

Гидромониторная система промывки выполняется в долотах, предназначенных для разбуривания мягких и средней твердости горных пород, а также в долотах всех типов для низких и средних частот вращения, т.е. в долотах с опорами АУ, НУ и Н. При бурении скорость истечения жид­кости из промывочных отверстий составляет 80—120 м/с. Для предупреждения износа долота промывочные отверстия оборудуются гидромониторными узлами (ГМУ), а струи жидкости направляются непосредственно на забой. Очистка шарошек от шлама осуществляется отраженными от забоя потоками жидкости.

Долото с гидромониторной системой промывки и схема движения жидкости в призабойной зоне приведены на рис. 4.26, а. Гидромониторные струи жидкости направляются на периферийную часть забоя между периферийными конусами шарошек. Ос­новным элементом ГМУ является насадка 3, выполненная или из твердого сплава, или из минералокерамики. Преимущество гидромониторной системы - высокая энергия струи, позволяющая реализовать отрыв шлама на пери­ферийной части забоя по первой схеме. В средней части за­боя шлам отрывается под действием радиальных потоков жидкости.

Из схемы на рис, а видно, что струя жидкости из на­садки после воздействия на забой образует радиальный по­ток, который движется к центру забоя, очищая его от шлама. Там он встречается с радиальными потоками, создаваемыми двумя другими насадками, что заставляет жидкость двигаться вверх. Но движение вверх ограничено корпусом долота, а поэтому поток жидкости отклоняется к периферии и выходит в кольцевой зазор между корпусом долота и стенкой скважи­ны рядом с движущейся вниз гидромониторной струей жид­кости. Струя увлекает часть жидкости со шламом вниз к за­бою, который попадает под вооружение долота и вновь из­мельчается. Это свидетельствует о том, что движение жидко­сти в призабойной зоне гидромониторного долота организо­вано значительно хуже, чем у долота с обычной системой промывки. Улучшению организации потока способствуют приближение насадок к забою, а также выполнение системы промывки асимметричной.

Гидромониторный узел с креплением пружинным кольцом показан также на рис. 4.26, а. Он включает насадку 3, уплот­нение насадки относительно корпуса 4 (резиновое кольцо) и крепление 5. Конструкция простая, но неудобная для смены насадок в условиях буровой.

На рис. 4.26, б показан гидромониторный узел конструк­ции ОАО «Волгабурмаш», в котором крепление насадки 3 выполнено в виде резьбовой втулки 5, имеющей шлиц для ввинчивания и вывинчивания. Уплотнение ГМУ осуществлено прокладкой 4, размещенной между торцами втулки и гнезда. Нетрудно видеть, что такая конструкция ГМУ обеспечивает приближение насадки к забою и несколько улучшает органи­зацию потоков жидкости в призабойной зоне.

Рис. 4.26. Гидромониторное долото и конструкции гидромониторных узлов

Влияние очистки забоя на процесс и показатели бурения. Понятие о совершенной очистке забоя. Пути улучшения очистки забоя. Новые типы насадков, их конструкция, создаваемые ими эффекты, влияние па очистку.

Чем лучше очистка забоя тем выше показатели бурения (механическая скорость, рейсовая скорость, проходка на долото), т.к частицы сразу уносятся с забоя.

Совершенная очистка забоя:

-шлам сразу уносится

- Q –оптимальный

- Структура оптимальная.

Пульсационные насадки

Пульсационное давление положительно влияет на разгрузку забоя

Также применяют вихревые насадки, которые создают вихрь вращающее поле давления. Воздействие струи перпендикулярно стенки забоя неприемлимо поэтому вихревые струи отклоняют, так чтобы угол между ними составлял 140-150 градусов.

Рыскающие насадки –это сочетание гидромониторной с центральной промывки.

Симметричная (3-х шарошечное долото и 3 насадки) и ассиметричная(3-х шарошечное долото и 2 насадка) промывка.