Преузми

RGF
TEHNOLOGIJA IZRADE
BUŠOTINA I
INŽENJERSTVO NAFTE I GASA

MEHANIZAM RAZARANJA STENA
DLETIMA
6
2

U procesu bušenja, dislociranje, tj.
razaranje stena nastaje uticajem
aksijalnih i tangencijalnih sila
proizvedenih radom dleta. Dejstvom
osnog pritiska na dleto, stenska masa
na dnu bušotine je podvrgnuta sili na
pritisak i sažimanje, a dejstvom
tangencijalnih sila usled rotacije dleta
na istezanje.
Mehanizam razaranja stena dletima
Svi tipovi dleta ne razaraju stenu, tj. ne
obavljaju operacije bušenja svojim
reznim elementima, na isti način.
Trokonusna dleta svojim zubima ili
umecima lome, drobe i melju stenu
formirajući ispod njih kratere, dok dleta
sa nepomičnim reznim elementima
(dijamantska, PDC i TSP) uglavnom
smiču, tj. stružu i seku bušenu
formaciju.
Delovanje reznih elemenata kod
raznih tipova dleta: a) PDC dleto
seče i struže; b) dijamantsko dleto
struže i drobi; c) trokonusno dleto
drobi, melje stenu.
3

Mehanizam formiranja kratera trokonusnim dletima
Primenom opterećenja na zub dleta (A), dodirni pritisak ispod zuba dleta se
povećava dok ne prevaziđe čvrstinu na sažimanje stene. Tako se ispod zuba ili
umetka formira klin od usitnjene stene (B).
Povećanjem sile na zub, materijal u klinu se komprimuje i stvaraju se pukotine
kada veličina naprezanja na smicanje τ prevaziđe čvrstoću na smicanje S (C).
Ove pukotine se proširuju duž maksimalne trajektorije smicanja koja preseca
osnovna naprezanja pri približno konstantnom uglu. Lom, odnosno aktivno
razrušavanje, javlja se kada dodirni pritisak između zuba dleta i stene
prevaziđe graničnu čvrstoću stene (D). Pri malim diferencijalnim pritiscima,
nabušeni materijal lako odlazi iz kratera, oslobađanjem energije elastičnog
naprezanja koja je koncentrisana u zgnječenom klinu, (E). Zub dleta onda
pomera se napred dok ne dostigne dno kratera, i proces može biti nastavljen
(F,G). Kod visokih diferencijalnih pritisaka, normalno naprezanje i trenje su
veliki tako da drže nabušen materijal pritisnut u krateru (E'). Povećanjem sile na
zub pomeranje materijala se vrši duž serije formiranih pukotina paralelnih
početnoj pukotini‚ (F',G'). Ovo daje utisak plastičnih deformacija i krateri
formirani na ovakav način se nazivaju pseudoplastični krateri.
4

Mehanizam formiranja
kratera ispod zuba dleta
5

Mehanizam razaranja stena dijamantskim dletom
Dijamantska dleta su konstruisana da buše uz
veoma malo prodiranje u formaciju. Prečnikф
pojedinih čestica stene u formaciji kao što je
peščar nije mnogo manji od dubine prodiranja
dijamanata. Delovanje dijamantskog dleta
smicanjem se u ovoj situaciji prvenstveno ogleda
u dejstvu drobljenja gde se cementacioni
materijal, koji drži zajedno pojedinačne čestice
minerala drobi, tj. lomi od strane dijamanata.
Stručnjaci za mehaniku stena su primenili više
kriterijuma loma u pokušaju da povežu jačinu
stene merenu jednostavnim testovima kompresije
sa procesom rotacionog bušenja. Jedan ovakav
kriterijum loma koji se često koristi je Mohr-ova
teorija loma. Prema Mohr-ovom kriterijumu
elastične deformacije ili frakture mogu da se
pojave kada naprezanje na smicanje prekorači
vrednost zbira kohezione otpornosti materijala ''c''
i otpora trenja duž klizajućih ravni ili ravni frakture.
6

Parametri koji utiču na brzinu bušenja
Mnogobrojni su parametri koji direktno ili indirektno utiču na brzinu bušenja,
odnosno na dislociranje stena dletom. To su pre svega: fizičko mehaničke
osobine stena, tipovi i radni uslovi dleta, pritisak višeležećih naslaga stena,
pritisak stuba isplake i slojnih fluida, sastav i karakteristike isplake, itd. Uticaj
mnogih od njih moguće je egzaktno utvrditi, dok je uticaj nekih moguće samo
približno oceniti.
Uticaj pritiska višeležećih naslaga i diferencijalnog pritiska na brzinu bušenja
Mnogobrojna istraživanja i eksperimentalni radovi sa mikro dletima u
stenama različite čvrstoće i otpornosti na bušenje su pokazali uticaj pritiska
višeležećih naslaga, litološkog pritiska, pornog pritiska i pritiska stuba isplake
na brzinu bušenja. Došlo se do zaključka da je smanjenje brzine bušenja
posledica povećanja otpornosti stene u zavisnosti od razlike između pritiska
isplake i pritiska fluida u porama formacije, a da sam pritisak stenske mase
nije od bitnijeg uticaja na bušivost. Takođe, ustanovljeno je da je prisustvo
diferencijalnog pritiska na dnu bušotine, gde se formiraju čestice nabušenog
materijala, glavni razlog smanjenju brzine bušenja, jer onemogućuje njihovo
iznošenje, kao i to da on može biti statičkog ili dinamičkog porekla.
7

1. Pritisak višeležećih naslaga i brzina bušenja
Laboratorijskim eksperimentima na uzorcima
peščara i lapora pokazano je da očvršćavanje
stene u uslovima pritiska višeležećih naslaga, tj.
pritiska stenske mase i pornog fluida, nastaje
usled pomeranja granice elastičnih deformacija
stena, koja je specifična za svaku vrstu stene
posebno.
Odnos između brzine bušenja i granice
elastičnih deformacija za ispitivani peščar i
krečnjak prikazan je na dijagramu. Kriva (A)
odnosi se na ispitivanje krečnjaka i selektirana
je da pokaže samo uticaj otpornosti stene na
brzinu bušenja sa opterećenjem dleta, brojem
obrtaja i vodom u cirkulaciji, kao konstantom.
Jasno se vidi da povećanje elastičnosti stena
utiče na snižavanje mehaničkih brzina bušenja.
Uticaj čvrstine stena i
diferencijalnog
pritiska na brzinu
bušenja
8

Kriva (B) na dobijena je na osnovu rezultata bušenja peščara sa konstantnim
parametrima bušenja uz ispiranje sa glinenom isplakom. Kriva pokazuje naglo
smanjenje brzine bušenja sa malim promenama granice elastičnosti pri niskim
pritiscima ∆p is i dobro reprezentuje ukupan uticaj pritiska višeležećih naslaga,
uključujući i povećanje otpornosti stene.
Upoređivanjem nagiba krive (A) i (B) pri maloj granici elastičnosti stene
ukazuje da je: 1) granica elastičnosti stene važan faktor od uticaja na
smanjenje brzine bušenja, kao što je prikazano krivom (A); 2) dok ostali faktori
kao što su isplačni kolač i zadržavanje čestica na dnu kao posledica
diferencijalnog pritiska imaju veći uticaj.
Druga serija ispitivanja vršena je u cilju
određivanja uticaja pritiska stenske mase
(litološkog pritiska) na brzinu bušenja. Ova
ispitivanja su pokazala da je uticaj pritiska stenske
mase (litološki pritisak) mali ili nikakav na brzinu
bušenja, ako su vrednosti p is
- p sl
= ∆p is ,
konstantne, ili ako se p is
i p sl
menjaju.
Uticaj pritiska stenske
mase na brzinu bušenja
9

2. Diferencijalni pritisci i brzina bušenja
Naponsko stanje stene kao rezultat pritiska stenskih naslaga nije uzrok
smanjenja brzine bušenja sa dubinom, smanjenje proizilazi iz prenosa
dodatnog pritiska fluida u oblasti dna bušotine. Tako nastali diferencijalni
pritisak preko zone drobljenja, ograničava efekat čišćenja i biće poistovećen
sa povećanjem granice elastičnosti stena, odnosno zadržavanjem čestica na
dnu.
Laboratorijskim testovima utvrđeno je da je smanjenje brzine bušenja usled
očvršćavanja stene od manje važnosti nego smanjenje brzine bušenja u
uslovima zadržavanja čestica na dnu. Sile zadržavanja čestica na dnu koje
imaju delimično statičko, a delimično dinamičko poreklo, rezultuju iz uticaja
diferencijalnog pritiska na formaciju. Istraživanja su pokazala da se ispod
formirane čestice javlja neka vrsta vakuuma. Izjednačenje pritiska preko
čestice, potrebno za njeno efikasno iznošenje, mora se obezbediti od
strane: 1) bušaćeg fluida koji teče kroz pukotine oko čestice, 2) filtrata koji
teče kroz česticu i od 3) slojnog fluida koji se kreće kroz porni prostor stene.
Pri bušenju stena niske propusnosti sa isplakom, koja formira glinenu
oblogu, tok fluida u pukotine oko čestice je suviše spor da bi sprečio
smanjenje pritiska ispod čestice.
10

U slučaju korišćenja isplake, kao ispirnog fluida, dolazi do smanjenja brzine
bušenja sa povećanjem pritiska isplake, iako statički natpritisak ostaje
konstantan. Ovo pokazuje da je efektivni dinamički natpritisak tokom stvaranja
čestica veći od statičkog natpritiska. Korišćenjem vode kao ispirnog fluida,
izjednačavanje pritiska ispod formirane čestice je mnogo brže za stene
umerene propusnosti, i brzina bušenja ostaje konstantna sa povećanjem
pritiska.
Uticaj ispirnog
fuida, propusnosti
stene i efektivnog
natpritiska na
brzinu bušenja
(pri 32 min -1 ).
11

U propusnim stenama brzinu bušenja kontrolišu dinamičke sile koje se direktno
odnose na mehaničke faktore, kao što su geometrija dleta i njegova rotaciona
brzina. Zavisnost brzine bušenja od broja obrtaja dleta pokazuje smanjenje
brzine bušenja sa povećanjem broja obrtaja, saglasno povećanju dinamičkog
diferencijalnog pritiska. Brzina bušenja se ne menja pri dostizanju određenog
broja obrtaja, jer se iznad ovog broja obrtaja ispod svih čestica javlja potpuni
vakuum, usled nedovoljnog priticanja fluida iz stenske mase.
Smanjenje brzine bušenja
od dinamičkih sila
zadržavanja čestica
12

3. Oblepljivanje dleta i zamuljivanje bušotine
Eksperimenti sa mikro dletima pokazali su da se nabušene čestice stena
koje se obično formiraju pri bušenju povezuju u lepljivu masu kad god je
pritisak isplake povišen. Taj fenomen je dobro poznat na terenu i najčešće
se javlja u mekim i srednje čvrstim stenama pri većim brzinama bušenja,
kao i usled pritiska isplake i manjim pritiscima fluida u pornom prostoru.
Pojava oblepljivanja i zamuljivanja može se smatrati kao sekundarni uticaj
diferencijalnog pritiska.
Povećanjem opterećenja na dleto i dostizanjem nekog kritičnog opterećenja,
na većini dleta dolazi do pojave oblepljivanja. Dalje, neznatno povećanje
opterećenja dovodi do njegovog potpunog oblepljivanja. Pri tome se
stvaraju naslage na dletu i dnu bušotine koje apsorbuju deo opterećenja
namenjenog dletu, čime se znatno smanjuje brzina bušenja.
13

Brzina bušenja u zavisnosti od mehaničkih i hidrauličkih faktora
Brzina bušenja se povećava uz povećanje mehaničke energije na dleto (tj.
povećanja opterećenja na dleto i broja obrtaja) ukoliko postoji dovoljna
hidraulička energija (količina fluida za ispiranje i pad pritiska) za čišćenje dna
bušotine. Savremene metode za određivanje optimalnih parametara bušenja
zasnivaju se na međuzavisnom odnosu između hidrauličke snage na dletu i
primenjene mehaničke energije koje su potrebne da spreče oblepljivanje
dleta i zamuljivanje dna bušotine.
Mehanički faktori
Pošto su delovanje opterećenja na dleto i brzina obrtanja međusobno
povezani, tj. uvećanje jednog izaziva smanjenje drugog, da bi se postigla
maksimalna brzina bušenja oni se moraju kompleksno razmatrati. U slabo
otpornim formacijama udvostručavanje opterećenja na dleto i brzine obrtanja
dvostruko će povećati brzinu bušenja, ukoliko je obezbeđeno dovoljno
hidrauličke energije na dletu. U čvrstim formacijama otpornim na bušenje,
opterećenje na dleto mora da bude dovoljno da savlada graničnu otpornost
stena na bušenje.
14

- Efekat broja obrtaja
Laboratorijska ispitivanja i praktična iskustva pokazuju povećanje brzine
bušenja sa povećanjem broja obrtaja. Međuzavisnost između broja obrtaja i
brzine bušenja opisana je izrazom:
gde je:
v m - mehanička brzina bušenja
n - broj obrtaja dleta
v =
y - eksponent koji se određuje praktičnim ispitivanjima, i njegova vrednost
u zavisnosti od čvrstine stene varira između 0,4-1,0.
Brzina bušenja kao funkcija broja obrtaja pokazuje da brzina obrtanja ima
mnogo većeg uticaja u mekim nego u čvrstim stenama. Razlog ove
nelinearne zavisnosti je u radu dleta, gde se dovedena energija, osim što
vrši razrušavanje stene, u isto vreme i troši na odstranjivanje nabušenih
krhotina sa dna.
m
n
y
15

Pri bušenju otpornih, tj. čvrstih stena, brzina bušenja kod povećanja brzine
rotacije nije u linearnoj funkciji, pošto je potrebno određeno vreme da rezni
elementi dleta dislociraju stenu.
Brzina bušenja u funkciji broja obrtaja dleta
16

-Efekat opterećenja na dleto
Za idealno čisto dno bušotine, brzina bušenja je proporcionalna kvadratu
opeterećenja na dleto. Međutim, za većinu uslova u praksi, međuzavisnost
brzina bušenja - opterećenje na dleto je uprošćena i iskazana linearnim
odnosom i može se izraziti kao:
gde su:
F d
- opterećenje na dleto
v
( F − F ) do
F do
- opterećenje pri kome rezni elementi dleta započinju dislokaciju stene
m
=
d
Povećanjem opterećenja na dleto povećava se i brzina bušenja i taj odnos
kod manjih opterećenja raste proporcionalno, dok se kod većih opterećenja ta
proporcionalnost gubi. Isto tako, povećanje opterećenja na dleto daje bolje
efekte, tj. veće brzine bušenja u mekim, nego u čvrstim stenama.
17

Brzina bušenja u funkciji
opterećenja na dleto
Zavisnost brzine bušenja od
opterećenja i diferencijalnog pritiska
Važno je pomenuti da diferencijalni pritisak isplake na dno bušotine ima
znatan uticaj na brzinu bušenja pri istom opterećenju na dleto.
Upoređivanjem donje krive ∆p is = 6 bar, sa gornjom krivom koja je
dobijena u atmosferskim uslovima, veličina brzine bušenja je gotovo za
polovinu manja u odnosu na brzinu bušenja bez diferencijalnog pritiska na
dnu i to kod oba slučaja, kod velikog i malog opterećenja na dleto.
18

Hidraulički faktori
Ako je stepen hidrauličkog ispiranja zadovaljavajući u pogledu podizanja i
iznošenja nabušenih čestica stena, moguće je mehaničkim parametrima uticati
na povećanje mehaničke brzine bušenja, pri čemu su zubi dleta u neposrednom
kontaktu sa stenom.
- Uticaj brzine isticanja i količine ispirnog fluida na čišćenje dleta i dna bušotine
Fenomen oblepljivanja i zamuljivanja u osnovi nastaje zbog smanjene brzine
strujanja, tj. protoka i ispunjavanja sa filtratom zone rezanja, u kojoj se
akumuliraju čestice nabušenog materijala.
Pojedini istraživači su eksperimentalno proučavali dejstvo brzine isticanja i
količine ispirnog fluida i utvrdili da brzina bušenja raste sa povećanjem brzine
isticanja i količine ispirnog fluida. Daljim istraživanjima dokazana je uska
povezanost uticaja hidrodinamike mlaza na mehaničku brzinu bušenja,
međutim, veličine diferencijalnih i osmotskih pritisaka, kao i vrednost
kinematskog viskoziteta, mogu degradirati taj uticaj. Isto tako su ustanovili da je
veća brzina bušenja kod primene malih opterećenja na dleto, gde se ne javlja
oblepljivanje i zamuljivanje, rezultat smanjenja dinamičkog zadržavanja krhotina
usled efikasnijeg ispiranja.
19

Usmeravanjem dela ispirnog fluida na zube dleta i drugim delom upotrebljenim
za ispiranje dna bušotine ili sa neznatno nagnutim mlaznicama u odnosu na
standardne-vertikalne mlaznice, postignuti su povoljniji efekti za rad dleta u
različitim uslovima.
Uticaj opterećenja i kapaciteta
ispiranja na brzinu bušenja
20

- Uticaj hidrauličkih efekata na dletu
Istraživanja su dokazala da se brzina bušenja povećava sa povećanjem
hidrauličkih efekata na dletu. Pojedini istraživači smatraju da od hidrauličkih
efekata najveći uticaj na brzinu bušenja ima maksimalna hidraulička snaga na
dletu, drugi da je mnogo bitnija sila udara mlaza, a ostali veruju da je potrebno
maksimalizovati brzinu isticanja. U toku izrade bušotine svaki od ta tri efekta
pokazuju optimalni uticaj na brzinu bušenja, ali ni jedan od tih uslova ne može
da egzistira za vreme bušenja celog intervala bušotine.
Dleto za bušenje ima više mlaznica, tj. koliko i konusa (uobičajeno tri mlaznice
kod trokonusnih dleta), ali je i tada pad pritiska kroz sve mlaznice u dletu isti a
i brzina mlaza (v ml ) kroz sve mlaznice. Uobičajeni parametri za proračun
hidraulike na dletu, tj. za izbor veličine mlaznica su:
-Maksimalne hidrauličke snage na dletu
-Sila udara mlaza
-Maksimalna brzina mlaza
21

-Maksimalna hidraulička snaga na dletu
Raspoloživa hidraulička snaga na dletu definiše se kao funkcija proizvoda
pada pritiska na dletu i količine ispirnog fluida.
Kod primene efekta maksimalne hidrauličke snage na dletu prečnik mlaznica
treba tako odabrati da pad pritiska na dletu iznosi 2/3 od pritiska ostvarenog
na isplačnoj pumpi. 2
Δpd ≈ ⋅ p p
3
Maksimalna hidraulička snaga na dletu, obično se izražava kao specifična
hidraulička snaga po prečniku bušenja, tj. po površini dna bušotine, sledećom
jednačinom:
Phd
Phd
SPhd
= =
2 −2
π 2
⋅ D
0,7854⋅
Dd
⋅10
d
gde su:
4
SP hd
- specifična hidraulička snaga po površini dna (kW/cm 2 )
D d
- prečnik bušotine, dleta (cm)
P hd
- hidraulička snaga na dletu (kW)
22

Praksa je pokazala da je vrednost specifične hidrauličke snage po površini
dna optimalna od 0,30 do 0,46 (kW/cm 2 ), a da primena vrednosti iznad
0,60 (kW/cm 2 ) imaju negativno dejstvo jer izazivaju prevremena oštećenja
dleta.
- Sila udara mlaza
Sila udara se izražava kao funkcija proizvoda:
Δp
1
≈ ⋅
2
d
p p
Optimalna sila udara na dletu javlja se kada pad pritiska na dletu iznosi
1/2, od pritiska ostvarenog na isplačnoj pumpi.
23

- Maksimalna brzina mlaza
Maksimalna brzina mlaza kroz mlaznice dleta zasniva se na činjenici da je
brzina mlaza proporcionalna kvadratnom korenu pada pritiska na dletu za
datu gustinu isplake.
Brzina isticanja može se povećati smanjenjem kapaciteta ispiranja putem
smanjenja prečnika mlaznica, ali samo do određene vrednosti Q, a to je
Q min
, tj. minimalno potrebna količina ispiranja za iznošenje nabušenih
čestica koja je u funkciji: prečnika dleta, brzine bušenja, reoloških osobina
isplake i drugih faktora. U praksi, optimalna brzina kroz mlaznice dleta, pri
minimalnom kapacitetu ispiranja iznosi v ml
= 100-120 m/s.
24

Zbog praktičnih ograničenja kapaciteta ispiranja primena
efekata:
hidrauličkih
- Maksimalna hidraulička snaga na dletu se favorizuje u svim ostalim
slučajevima;
- Sila udara mlaza daje najbolje rezultate pri bušenju dubokih bušotina
malog prečnika, gde su veliki padovi pritiska u sistemu cirkulacije;
- Maksimalna brzina mlaza je najprihvatljivija za primenu kod početnog
bušenja velikim prečnikom (slabo se koristi zbog razaranja mlaznica).
- Uticaj svojstava bušaćeg fluida na brzinu bušenja
Mnogobrojna istraživanja i studije posvećene su određivanju efekata
bušaćeg fluida na brzinu bušenja. Najvažnije osobine bušaćeg fluidaisplake,
koje imaju uticaj na brzinu bušenja su: 1) filtracija; 2) gustina
isplake; 3) sadržaj čvrstih čestica; 4) viskoznost i 5) sadržaj nafte-ulja.
25

Ostali faktori od uticaja na brzinu bušenja
-Prečnik bušenja
Kod idealno čistog dna bušotine, promena brzine bušenja pri konstantnom
opterećenju i brzini obrtanja dleta, proporcionalna je kvadratu prečnika dleta.
U praksi, s obzirom na nedovoljno čišćenje dna bušotine, zavisnost brzine
bušenja od prečnika dleta data je izrazom:
gde je:
v
m
≈
1
D
d
D d
–prečnik dleta
Brzina bušenja u zavisnosti od
prečnika dleta
26

-Brzina bušenja u funkciji istrošenosti zuba
Sa povećanjem trošenja zuba i umetaka dleta povećava se dodirna površina
između zuba i stene, što rezultira u smanjenju brzine bušenja. Smanjenje
brzine bušenja je obrnuto proporcionalno funkciji trošenja zuba i može se
izraziti kao:
1
v m
≈
f h
( )
Praktična ispitivanja, pri konstantnom opterećenju i broju obrtaja dleta kod
bušenja u mekim formacijama, ukazuju da je f(h) približno: f(h)=1+2,5h, gde
je h-trošenje zuba i ta vrednost je nula za novo dleto, a 1,0 za istrošeno dleto.
Brzina bušenja pri bilo kojoj zatupljenosti zuba korigovana je za habanje dleta,
i to tako da je habanje ekvivalentno nuli, pomoću sledećeg izraza:
gde je:
v
mo
= vm
1
+ h
( 1 2,5
1)
v mo
– brzina bušenja pri h=0
v m1
– brzina bušenja pri istrošenosti zuba jednako h 1
27

Tehnički pokazatelji i mehanička brzina bušenja
Efikasnost bušenja u stenama različitih otpornosti na bušenje u funkciji je raznih
činilaca i meri se opštim tehničkim pokazateljem – brzinom bušenja.
U cilju definisanja efikasnosti pojedinih faza, odvojeno od celokupne tehnologije
izrade jedne bušotine, koriste se sledeći tehnički pokazatelji:
∆Z - napredak bušenja, izbušeno metara jednim dletom (m)
v m
v h
v t
v c
v u
t m
t t
t o
- mehanička brzina bušenja (m/h)
- brzina hoda (radno vreme jednog dleta, m/h)
- tehnička brzina bušenja (vreme čistog bušenja, m/h)
- komercijalna brzina bušenja (m/h)
- ukupna brzina bušenja (m/h)
- čisto bušenje jednim dletom (h)
- vreme zamene dleta (manevar) i dodavanje bušaćih šipki (h)
- operativno vreme, vreme utrošeno za bušenje umanjeno za t m
i t t
(h)
t n
- neproduktivno vreme (instrumentacije, čekanja, popravke i drugo, h)
28

Između ovih tehničkih pokazatelja postoje sledeći odnosi:
Mehanička brzina bušenja
v
m
=
ΔZ
t
m
Komercijalna brzina bušenja
v
c
=
c
( t + t + t + t )
m
ΔZ
t
o
n
''c'' - koeficijent pretvaranja časova u mesece
Mehanička brzina bušenja ima bitan uticaj na efikasnost bušenja. Međutim,
mehanička brzina ne zavisi samo od izbora dleta u odnosu na fizičkomehanička
svojstva stene koja se buši, već i od drugih faktora.
29

Koeficijent bušivosti stene
U praksi se fizičko-mehanička svojstva stena, uticaj tipa dleta, hidraulike i fluida
za bušenje obično karakterišu realnim pokazateljima koji određuju otpor
bušenja stene. Taj stepen pogodnosti bušenja naziva se koeficijentom bušivosti
''drillability''. Koeficijent bušivosti može biti konstantan na datoj dubini samo za
uslov poznatih karakteristika stene i za određeni tip dleta i isplake uz
pretpostavku održavanja čistog dna bušotine. Koeficijent bušivosti u suštini
predstavlja kompleksan parametar koji buhvata niz mehaničkih, hidrauličkih i
drugih faktora.
Prema radovima pojedinih autora, koeficijent bušivosti se može izraziti preko
mehaničke brzine bušenja za trokonusna dleta, tako da jednačina za njegovo
izračunavanje glasi:
vm
K
f
=
Fd
⋅ n
Dd
gde su:
v m
- mehanička brzina bušenja
F d
- opterećenje na dleto sa eksponentom 1,0 za meke i 1,2 za čvrste formacije
D d
-prečnik dleta
n - broj obrtaja dleta sa eksponentom 1,0 za meke i 0,5 za čvrste formacije 30

Bušivost formacija, odnosno klasifikaciju stena prema njihovoj otpornosti na
bušenje i mehaničkim brzinama bušenja, vrlo je teško odrediti jer na samo
bušenje utiče više parametara. Problem se komplikuje još i time što isti slojevi
nisu homogeni, odnosno nemaju istu bušivost u svim pravcima zbog prirode
njihove sedimentacije, ili zbog dejstva prirodnih sila. Kategorizacija bušivosti
formacija, tj. otpornost stena na bušenje, prema laboratorijskim ispitivanjima sa
mikrodletima i konstantnim parametrima, prikazana je u tabeli.
Otpornost stena na bušenje
Meh. brzina bušenja, m/h
Meke rastresite stene 8,5 – 4,5
Meke nestabilne, malo otpornije od prethodnih 4,5 – 2,5
Srednje otporne od prethodnih 2,5 – 1,1
Srednje otporne 1,1 – 0,36
Otporne 0,36 – 0,23
Jako otporne 0,23 – 0,15
Izuzetno otporne 0,15 – 0,10
Stene najveće otpornosti 0,10 – 0,04
31

Kriterijumi efikasnosti rada dleta
Sveobuhvatna praćenja podataka o dletu pomažu i daju smernice za izbor tipa
dleta, kao i uslova rada u cilju određivanja kriterijuma za njihov efikasni učinak.
Procena istrošenosti dleta
Nakon što se dleto izvadi iz bušotine procenjuje se stepen istrošenosti i
oštećenja. Novi klasifikacioni sistem za procenu istrošenosti dleta (IADC/SPE
23938-23939 iz 1992 god.) primenjuje se za trokonusna dleta i dleta sa
nepomičnim reznim elementima. Sistem je fleksibilan tako da se može koristiti i
u izveštaju o radu dleta i za bazu podataka.
Unutrašnji
redovi
Spoljašnji
redovi
Struktura sekača B G Primedba
Karakteristike
trošenja
Lokacija Ležajevi /
zaptivanje
Istrošenost prečnika
1/16"
Drugo
trošenje
Razlog
vađenja dleta
1 1 2 3 4 5 2 6
32

Tabela 1: odnosi se na istrošenost reznih elemenata kod dleta sa
nepokretnim reznim elementima i na istrošenost zuba i umetaka kod
trokonusnih dleta. Istrošenost zubi ili umetaka utvrđuje se u osminama od
početne visine zuba ili ukupnog broja umetaka.
Unutrašnji: elementi koji dodiruju samo dno
Spoljašnji: elementi koji su u kontaktu sa zidom
kanala bušotine
0 = novi rezni elementi
1 = istrošeno 1/8 visine zuba
.
.
.
.
8 = potpuno istrošeni rezni elementi
33

Tabela 2: definiše bliže karakteristike o stanju istrošenosti dleta, tj. o vrsti i
načinu trošenja.
BC = slomljeni konus (rolka)
BT = polomljeni zubi (rezni elementi)
BU = oblepljeno dleto
CC = naprsli konus
CD = vučeni konus (zaribao konus)
CI = međusobno delovanje konusa
CR = trošenje centralnog dela dleta (kao kod jezgrovanja)
CT = zdrobljeni zubi/rezni elementi
ER = dleto erodirano abrazijom
FC = ravno trošenje vrha reznih elemenata
HC = oštećenje od toplote
JD = oštećenje od stranog predmeta
LC = izgubljen konus
LT = izgubljeni zubi/rezni elementi
LN = izgubljena mlaznica
OC = ekscentrično trošenje
PB = habanje prečnika u obliku klina
PN = začepljene mlaznice/prolaz cirkulacije
RG = zaobljeni prečnik dleta
RO = trošenje u obliku prstena
SD = oštećenje vrha šape
SS = trošenje u obliku samooštrenja
TR = greben na vrhu dleta
WO = dleto isprano isplakom
WT = potpuno istrošeni zubi/rezni elementi
NO = nema oštećenja
34

Tabela 3: određuje se tačna pozicija tj. mesto oštećenja na dletu u zavisnosti
da li se procenjuje istrošenost dleta sa nepomičnim reznim elementima, ili
trokonusnih dleta.
Trokonusna dleta
N = unutrašnji redovi konus #
M = srednji redovi 1
G = spoljašnji redovi 2
A = svi redovi 3
Dleta sa nepomičnim reznim elementima
C = konični nastavak
N = vršni red
T = iskošenje,suženje
S = rame
G = prečnik dleta (kalibar)
A = sve površine/redovi
35

Tabela 4: određuje se stepen istrošenosti ležajeva na trokonusnom dletu, ili se
navodi da je u upotrebi dleto sa nepomičnim reznim elementima.
Standardni ležaj (bez zaptivanja)
0 = novi ležaj
.
.
8 = potpuno istrošeni ležaj
Zaptivni ležaj
E = efikasno zaptivanje
F = oštećeno zaptivanje
N = nemoguće određivanje stanja
X= dleta sa nepokretnim reznim elementima
Tabela 5: određuje se veličina istrošenosti spoljašnjeg prečnika dleta u 1/16".
Izvađeno dleto punog prečnika označava se sa ''I'' . Kada je spoljašnji prečnik
dleta smanjen označava se sa ''O'' i dodaje veličina istrošenosti u 1/16".
Praktično merenje obavlja se posebnim kalibracijskim prstenom za merenje
smanjenja prečnika dleta, tako da se prsten postavi na spoljašnji deo dva
konusa i meri rastojanje između kalibracijskog prstena i trećeg konusa.
I = puni prečnik dleta
0 do 1/16 ", smanjenja prečnika
1/16 do 1/8", smanjenje prečnika
.
.
.
36

Tabela 6: navodi se razlog vađenja dleta iz bušotine.
BHA = izmena alata na dnu bušotine
DMF = oštećenje dubinskog motora
DSF = oštećenje bušaćeg alata
DST = testiranje bušotine (DST)
DTF = oštećenje dubinske alatke
CM = regulisanje svojstava isplake
CP = jezgrovanje
DP = začepljenje
FM = izmena formacije tokom bušenja
HP = problemi u kanalu bušotine
LIH = izgubljeno u bušotini
HR = časovi rada dleta
LOG = merenja u bušotini
PP = porast pritiska na pumpi
PR = mehanička brzina bušenja
RIG = opravka na bušaćem postrojenju
TD = konačna dubina bušotine/dubina ugradnje z.c.
TQ = torzija na dletu
TW = lom bušaćeg alata
WC = vremenski (klimatski) uslovi
WO = erozija na bušaćem alatu
37

Primer:
Izveštaj o proceni istrošenosti izvađenog trokonusnog zupčastog dleta sa
standardnim ležajem glasi: T6 – B6; O 1/16; CD; PR. Stepen istrošenosti
dleta?
Rešenje:
Stepen istrošenosti izvađenog dleta glasi:
-T6, zubi na dletu su istrošeni sa 6/8
-B6, ležajevi na dletu su istrošeni takođe sa 6/8
-O 1/16, dleto je tokom rada izgubilo prečnik za 1/16 inča.
-CD, konus na dletu je zaribao tako da je dleto vučeno po dnu
-PR, razlog za vađenje iz bušotine je smanjenje mehaničke brzine bušenja
38

Vreme rada dleta u bušotini
Činjenica je da je u praksi uvek neizvesno kako odrediti optimalno vreme
rada dleta u bušotini, tj. kada se odlučiti na operaciju vađenja dleta. Pri tome,
od izuzetne važnosti je praćenje ponašanja torzije na dletu, jer istrošenost
jednog ili više ležaja na konusu dleta uslovljava porast vrednosti torzije.
Takođe, naglo smanjenje mehaničke brzine bušenja, u slučaju bušenja kroz
formacije bez litoloških promena, ukazuje na potpunu istrošenost reznih
elemenata na dletu, što je znak da treba izvaditi dleto iz bušotine.
Generalno, kada se buše ujednačene formacije, najbolja metoda za
određivanje vremena rada dleta je izračunavanje cene metra bušenja prema
jednačini:
C
f
C
=
d
+
C
g
ΔZ
( t + t )
m
t
39

gde su:
C f
- cena bušotine po metru dužine (dinara/m; USD/m ... )
C d
- cena dleta (din.; USD ... )
C g
- cena sata rada bušaćeg postrojenja (din./čas; USD/čas... )
t m
t t
- vreme rada dleta (čas)
- vreme manevra, dodavanja bušaćih komada, zamena dleta (čas)
∆Z - ukupna dužina izbušena dletom (m)
Primenom ove jednačine dleto je potrebno izvaditi iz bušotine kada cena
koštanja metra bušenja počne da raste, pa čak i ako indikacije ponašanja
rada dleta ukazuju da ono nije potpuno istrošeno.
Kada se buše neujednačene formacije, metoda izračunavanja koštanja cene
metra bušenja neće uvek dati najbolje rezultate. U takvim slučajevima
efikasan kriterijum za vreme rada dleta u bušotini može se ustanoviti tek
nakon nekoliko izbušenih bušotina, tj. kada se tačno definiše litologija tog
prostora. Uopšteno, dok se ne definiše tačna litologija, najbolje je primeniti tzv.
''grubu procenu'' kada izvaditi dleto, koja se zasniva na proceni istrošenosti
rada prethodnog (izvađenog) dleta, a pri tome je bitno praćenje ponašanja
40
torzije dleta u radu.

KRAJ
41