Розробка алмазних бурильних головок із гідроструминним ефектом руйнування гірських порід
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265304Ключові слова:
бурильні головки, гідроструминне руйнування, інформативний керн, алмазна матриця, ступінчаста, багатоступінчастаАнотація
З аналізу матеріалів з розробки та експлуатації бурової техніки випливає, що важливим напрямом у пошуку ефективного розв’язання є вдосконалення конструкції робочої матриці алмазних бурильних головок та розширення їх технологічних можливостей використанням у їх схемах фізичних ефектів, нетрадиційних у галузі техніки буріння свердловин.
Завдання, що вирішуються – зниження енерговитрат процесу поглиблення свердловин, отримання структурно цілісного, інформативного керна та забезпечення стійкості стін свердловин.
Наслідуючи концепції, розроблені та випробувані при бурінні свердловин алмазні бурильні головки з роздільною системою промивних каналів та з гідроструминним ефектом руйнування гірських порід.
Новизна конструкції бурильних головок – напрям напірного потоку рідини на сходи вибою свердловин, що повторюють форму матриці, винос шламу по канавках і радіальним пазам, обробка стінки свердловин.
Розроблено спеціальну технологію виготовлення алмазних бурильних головок зі складною геометрією матриці.
Відпрацювання алмазних бурильних головок у різному конструктивному виконанні проведено у виробничих умовах буріння свердловин на воду та родовищах поліметалів. Встановлено, що за якістю розв’язуваних завдань та техніко-економічними показниками, вони мають суттєву перевагу в порівнянні з серійною технікою за механічною швидкістю буріння свердловин, енерговитратами та структурною цілісністю керну.
Показовими є порівняльні стани форми, поперечного розміру гідрогеологічної свердловини, чистоти обробки стінки останньої, пробурені алмазними бурильними головками та серійною технікою шарошечними долотами. Забезпечується структурна цілісність керна відібраного серійним колонковим набором HQ у компонуванні із бурильними головками із гідроструминним ефектом руйнування гірських порід
Посилання
- Niu, S., Zheng, H., Yang, Y., Tong, X., Chen, L., Liu, Y., Bao, Z. (2019). Experimental research on torque characteristic and weight distribution of the polycrystalline diamond compact–roller hybrid bit. Advances in Mechanical Engineering, 11 (5), 168781401984974. doi: https://doi.org/10.1177/1687814019849740
- Tan, Q., Guan, S. (2017). Application of Wellbore Stability Mechanics in Offshore Drilling With Complex Pressure. 4th ISRM Young Scholars Symposium on Rock Mechanics. Jeju.
- Fan, Y., Cui, S., Liu, H., Wu, P., Wang, X., Zhong, C., Meng, Y. (2021). Borehole wall tensile caving instability in the horizontal well of deep brittle shale. Science Progress, 104 (1), 003685042110023. doi: https://doi.org/10.1177/00368504211002330
- Parshukova, L. A. (2017). Kompleksnyy podkhod k probleme ustoychivosti glinistykh porod pri burenii skvazhin. Bulatovskie chteniya, 3, 222–230.
- Berle, A., Adestål, V. (2018). Advances in Instrumented Coring. 80th EAGE Conference and Exhibition 2018. doi: https://doi.org/10.3997/2214-4609.201801554
- Isonkin, A. M. (2018). Vliyanie intensivnosti razrusheniya gornoy porody na effektivnost' primeneniya almaznykh burovykh koronok. Zhurnal «Veles», 12-1 (66), 20–32.
- Ivasiv, V., Yurych, A., Zabolotnyi, S., Yurych, L., Bui, V., Ivasiv, O. (2020). Determining the influence of the condition of rock-destroying tools on the rock cutting force. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (1 (103)), 15–20. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.195355
- Wang, J., Qian, D., Sun, Y., Peng, F. (2021). Design of Diamond Bits Water Passage System and Simulation of Bottom Hole Fluid Are Applied to Seafloor Drill. Journal of Marine Science and Engineering, 9 (10), 1100. doi: https://doi.org/10.3390/jmse9101100
- Regotunov, A. S. (2020). On the influence of some factors on the value of the energy intensity indicator for rock destruction during roller-bit drilling of blastholes. Setevoe periodicheskoe nauchnoe izdanie «Problemy nedropol'zovaniya», 3, 41–51. doi: https://doi.org/10.25635/2313-1586.2020.03.041
- Bugakov, V. I., Laptev, A. I. (2017). Manufacture of drill bits from new diamond materials at high pressures and temperatures. Steel in Translation, 47 (1), 12–16. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091217010041
- Stoxreiter, T., Wenighofer, R., Portwood, G., Pallesi, S., Bertini, A., Galler, R., Grafinger, S. (2019). Rock fracture initiation and propagation by mechanical and hydraulic impact. Open Geosciences, 11 (1), 783–803. doi: https://doi.org/10.1515/geo-2019-0061
- Gao, Y., Xiang, X., Li, Z., Guo, X., Han, P. (2021). An experimental and simulation study of the flow pattern characteristics of water jet impingements in boreholes. Energy Exploration & Exploitation, 40 (2), 852–872. doi: https://doi.org/10.1177/01445987211052063
- Brenner, V. A., Zhabin, A. B., Pushkarev, A. E. (2002). Perspektivy razvitiya gidrostruynykh tekhnologiy v gornodobyvayuschey promyshlennosti i podzemnom stroitel'stve. Gornye mashiny i avtomatika, 5, 2–10.
- Brenner, V. A., Zhabin, A. B., Pushkarev, A. E. (2005). Razrushenie gornykh porod pri pomoschi gidrostruynykh tekhnologiy. Nauchnye raboty Donetskogo natsional'nogo tekhnicheskogo universiteta, 99.
- Gorelikov, V. G. (2012). Konstruktivnye osobennosti almaznykh koronok dlya bureniya treschinovatykh gornykh porod. Zapiski gornogo instituta, 197, 29–33.
- Mendebaev, T. N., Izakov, B. K., Kalambaeva, A. S. (2018). Resursosberegayuschaya tekhnologiya bureniya skvazhin zaboynoy komponovkoy s gidroraspredelitelem i tonkostennymi almaznymi koronkami. Razvedka i okhrana nedr, 3, 41–43.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Toktamys Mendebaev, Nurlan Smashov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
