Вивчення роботи долота ріжучого типу. Аналіз залежності заглиблення долота та площі контакту ріжучих елементів від осьового навантаження. Розробка моделей роботи бурильного інструменту при бурінні свердловин долотами ріжучого типу роторним способом.
Аннотация к работе
Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН ДОЛОТАМИ РІЖУЧОГО ТИПУ З ВИКОРИСТАННЯМ НАДДОЛОТНИХ ВІБРОЗАХИСНИХ ПРИСТРОЇВНАУКОВИЙ КЕРІВНИК: доктор технічних наук, професор Векерик Василь Іванович, Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу, завідувач кафедри теоретичної механіки. ОФІЦІЙНІ ОПОНЕНТИ: доктор технічних наук, професор Чернов Борис Олександрович, Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу, завідувач кафедри фізики; Захист відбудеться “02 ”липня 2001 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д20.052.02 Івано-Франківського державного технічного університету нафти і газу за адресою: 76019, Україна, м. З дисертацією можна ознайомитись в науково-технічній бібліотеці Івано-Франківського державного технічного університету нафти і газу за адресою: 76019, Україна, м.Оцінка сил, що діють на окремі породоруйнівні елементи долота ріжучого типу підтверджує, що однією з основних причин руйнування озброєння долота є динамічні навантаження, що діють на різці при обертанні долота в процесі буріння свердловин. Створення більш загальних аналітичних адаптованих моделей роботи бурової механічної системи “порода - долото - бурильна колона - привід установки”, з урахуванням динамічної взаємодії породоруйнівних елементів з вибоєм та параметрів компоновки бурильної колони, дозволить виявити нові закономірності її роботи й оцінити вплив динаміки на показники ефективності процесу буріння. Установлено вплив параметрів долота ріжучого типу та компоновки бурильної колони на динамічність і ефективність роботи долота при бурінні. Розроблені аналітичні моделі, алгоритми та програми розрахунку на ЕОМ динамічних параметрів взаємодії долота ріжучого типу з вибоєм, кутових зміщень січень бурильної колони, величин динамічних крутних моментів, що діють на долото, турбобур і в січенях бурильної колони, дозволяють більш обґрунтовано проводити оцінку процесу заглиблення вибою свердловин при різних способах і параметрах режиму буріння. Особисто автором вивчена та описана робота долота ріжучого типу [5, 7], створена модель роботи бурильного інструменту [1] при бурінні свердловин долотами ріжучого типу турбінним способом, проведено теоретичні дослідження [4, 6, 9] взаємодії долота ріжучого типу з вибоєм свердловини, аналіз їх результатів [6, 8, 11], та розроблена (у співавторстві) конструкція універсального бурового амортизатора [3, 12], проведено його виготовлення, стендові і промислові випробування.Значний вклад в дослідження роботи доліт ріжучого типу, закономірностей взаємодії їх озброєння з породою і вивчення впливу параметрів компоновки бурильної колони на ефективність процесу буріння внесли такі вітчизняні та зарубіжні вчені, як Х.І. Встановлено, що на сьогоднішній день відсутні багатофакторні залежності, що повязують показники руйнування породи та конструктивні параметри елементів озброєння доліт ріжучого типу і режими їх роботи. Вивчення коливань бурильного інструменту при заглибленні вибою долотами ріжучого типу дозволило встановити, що основною причиною руйнування озброєння долота та погіршеня роботи бурильного інструменту є динамічні навантаження, що діють на долото в процесі буріння. На кожний різець долота діють вертикальне і горизонтальне зусилля, які врівноважуються осьовим навантаженням i крутним моментом на долоті. Таким чином, при моделюванні руху долота ріжучого типу і бурильного інструменту враховано, що в момент січення бурильної колони , яке зєднане зі столом ротора, починається обертатись з кутовою швидкістю , а в момент часу збудження досягає долота і воно починає обертатися з початковою кутовою швидкістю .Проведені нами дослідження дозволили встановити конструктивні і технологічні вимоги до доліт ріжучого типу, що забезпечують ефективність їх застосування : - встановлення ріжучих елементів “стратапакс” з переднім кутом різання 150-200 при якому зберігається підвищена міцність і опір ріжучих елементів поломкам та руйнуванню; оцінювати оптимальні значення режимів буріння на основі виведеної функціональної залежності , яка враховує механічну характеристику породи, геометричні параметри ріжучих елементів та умови буріння; при бурінні долотами ріжучого типу порід середньої твердості та твердих порід використовувати в компоновці низу бурильної колони ВЗП, що приведе до зменшення динамічних навантажень на ріжучі елементи долота, вібрацій, які поширюються вверх по бурильній колоні, збільшення проходки на долото, покращання роботи вибійного двигуна та бурильної колони.