Часть 10
Частота вращения породоразрушающего инструмента
Частота вращения может быть замерена несколькими способами в зависимости от принципа вращения.
Если применяется роторный способ вращения (ротор или СВП), то оценка частоты вращения долота сводится к оценке частоты вращения колоны на поверхности. Это может быть осуществлено с помощью оптических датчиков регистрирующих количество оборотов вращателя ротора или верхнего привода, либо с помощью встроенных системы определения частоты вращения (чаще такие применяются в СВП).
Если разговор идет о вращении с помощью забойного двигателя, то имеет место два варианта. Либо оценка частоты вращения долота через значение подаваемого на двигатель расхода и согласно его паспортной характеристике. Обычно в паспортах двигателя указывается максимальное и минимальное значение расходов и номинальных частот вращения. Для определения частоты вращения при конкретной величине расхода достаточно воспользоваться принципом пропорции. Но данный расчет теряет свою точность со временем по ходу износа забойного двигателя, поскольку в этом случае меняется его кинематическая характеристика.
В качестве альтернативного способа получения информации о значении частоты вращения долота можно пользовать специальными забойными датчиками телеметрической системы. С одной стороны их использование увеличивает статью финансовых затрат на проведение замеров, но благодаря этому можно определить не только фактическое значение частоты вращения, но стабильность работы долота на забое.
В случае использования совмещенного способа вращения – необходимо суммировать значение частоты вращения, которое подается от ротора или верхнего привода и частоты вращения, которая создается на забойном двигателе.
Увеличение частоты вращения должно приводить к росту механической скорости бурения, поскольку увеличивается скорость контакта вооружения с забоем. Но в данном случае мы ограничиваемся тремя факторами:
- предельное значение частоты вращения, которое приведет к чрезмерному износу (разрушению) элементов долота;
- предельное значение частоты вращения, которое обусловлено техническими возможностями ротора, верхнего привода или забойного двигателя;
- значение частоты вращения, необходимое для эффективного контакта вооружения с забоем – это такое значение, которое при действующей осевой нагрузке позволит внедриться вооружению в горную породу. В противном случае – вооружение не будет внедряться и будет просто скользить по поверхности забоя, шлифуя его.
Таким образом, увеличение частоты вращения требует и увеличения осевой нагрузки для обеспечения механического внедрения вооружения в массив породы. Но важно понимать, что при этом закономерно будет расти реактивный момент на долоте, а увеличение количества шлама должно компенсировать дополнительной промывкой забоя.