Вращение бурильной колонны при пневматическом бурении
Более значима эта проблема при работе с пенами и увлажненным воздухом (применение туманообразующих агентов) в интервалах бурения участков с большими значениями зенитных углов, т.к. при этом необходимо обеспечивать значительно большие объемы воздуха.
Вращение бурильной колонны при пневматическом бурении облегчает вынос шлама, т.к. при вращении колонны происходит постоянное встряхивание, перемешивание и уменьшение размеров частиц шлама. При этом воздушный поток способствует образованию псевдосжиженного слоя шлама, что облегчает вращение бурильной колонны. Практика показывает, что объемы воздуха, достаточные для очистки скважины при роторном бурении, не всегда обеспечивают такую же степень очистки при бурении с забойным двигателем без вращения бурильной колонны.
В скважинах с большими отклонениями и в горизонтальных скважинах частицы шлама скапливаются в местах наибольшего искривления ствола. Поэтому неудовлетворительная степень очистки скважины будет проявляться в увеличении осевых сил и напряжений при прохождении таких участков компоновками низа бурильной колонны, а также при выполнении спуско-подъемных операций, из-за сужения ствола.
Силы и моменты на бурильной колонне
Силы и моменты на бурильной колонне, обусловленные силами трения о стенку скважины, являются наиболее значительными проблемами при бурении с сжимаемыми буровыми флюидами. Длина горизонтального участка ствола при пневматическом бурении меньше, чем при бурении с буровыми растворами, т.к. возникающие силы сопротивления препятствуют спуску бурильной или обсадной колонны в скважину.
Сила трения определяется коэффициентом трения между трубой и стенкой скважины. При работе с буровыми растворами на коэффициент трения влияет смазывающая способность бурового раствора, которой можно управлять или регулировать с помощью введения в раствор добавок. Однако при использовании сжимаемых флюидов, существуют только три основных способа воздействия на силы сопротивления - это изменение значения коэффициента трения, изменение профиля траектории ствола и изменение веса колонны. Сила трения определяется значением коэффициента трения и величиной нормальной силы, действующей на колонну. Если коэффициент трения уменьшается на 50%, то и сила трения уменьшится на 50%. При увеличении коэффициента трения соответственно увеличивается и сила трения. Высокие интенсивности набора небольших значений зенитных углов приводят к возникновению больших сил трения, чем низкие интенсивности набора больших значений зенитных углов.