Розгляд шляхів підвищення ефективності буріння глибоких свердловин

Анотація

Об'єктом дослідження є компановка низу бурильної колони при встановленні гвинтових підсилювачів. Одним з найбільш проблем є місце встановлення гвинтового підсилювача у компоновці низу бурильної колони та її вплив на динамічні властивості породоруйнівного інструменту.

Отримано результати дослідження впливу застосування гвинтового підсилювача на ефективність буріння глибоких свердловин. За результатами досліджень зокрема визначено, що накладання вібрацій часто викликає зміну характеру взаємодії долота з породою вибою, тому установка підсилювача в різних точках компоновки буде по різному впливати на показники буріння. Показано, що кінетична енергія, накопичена обважненими бурильними трубами, при встановленні підсилювача над долотом, передається через гвинтовий механізм породоруйнуючому інструменту (долото) і є операцією, яка призводить до збільшення показників буріння.

Завдяки проведеним дослідженням доведено, що властивість елементів бурильної колони та діючих на них збурень коливних процесів різної природи повʼязані з динамічною навантаженістю її елементів за встановлення підсилювача в різних місцях компоновки низу колони. Це пов'язано з тим, що запропонований гвинтовий підсилювач використовують з фрикційним запобіжником, що обумовлює обертовий рух гвинта під дією крутного моменту та поступальним рухом гайки разом з наддолотною масою, скріпленою з долотом.

У більшості практичних випадків, особливо під час глибокого буріння, долота виходять з ладу через руйнування опор кочення шарошок, що призводить до заклинювання шарошок та їх залишення на вибої. Для використання на практиці у запропонованій конструкції застосовано фрикційний запобіжник, за допомогою якого долото через пружний елемент з’єднується з колоною бурильних труб. Аналітичні дослідження та проведені розрахунки показують, що даний гвинтовий підсилювач буде ефективно забезпечувати руйнування будь-яких порід, особливо під час перевантажень без проковзування доліт та застосовуватись для спорудження свердловин в рідних гірничо-геологічних умовах.