«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Исследования взаимодействия периферийных венцов шарошек буровых долот с забоем и стенкой скважины на основе математического моделирования

УДК: 681.5:622.24
DOI: 10.33285/2782-604X-2022-1(582)-44-48

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия

Ключевые слова: бурение скважин, шарошечное буровое долото, шарошка, проскальзывание вооружения, проходка на инструмент, калибрующий конус, механическая скорость бурения, математическое моделирование

Аннотация:

Представлены результаты исследования взаимодействия периферийных венцов шарошек буровых долот с забоем и стенкой скважины на основе математического моделирования. Проведенные исследования позволили установить, что долота, оснащенные шарошками с параллельно смещенными осями вращения относительно оси вращения инструмента, изначально работают с формированием дугообразной переходной зоны от стенки скважины к поверхности забоя. Причем геометрия и кривизна переходной зоны зависят от максимального диаметра периферийного венца шарошки и ее смещения относительно оси вращения долота. Кроме того, чем больше максимальный диаметр периферийного венца шарошки и ее смещение относительно оси вращения долота, тем больше скорость встречи периферийного зуба вооружения шарошки в момент вхождения его во взаимодействие с разрушаемой породой забоя. Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что геометрия зубьев периферийных венцов долот, оснащенных смещенными шарошками относительно оси вращения инструмента, не является оптимальной и нуждается в корректировке с целью ее соответствия характеру взаимодействия вооружения с разрушаемой горной породой.

Список литературы:

1. Богомолов Р.М., Носов Н.В. Буровой инструмент: энциклопедия изобретений (1914–2014 гг.): в 2 ч. – М.: Инновационное машиностроение, 2015. – Ч. 1. – 399 с.; ч. 2. – 426 с.
2. Мокшин А.С., Владиславлев Ю.E., Комм Э.Л. Шарошечные долота. – М.: Недра, 1971. – 216 с.
3. Богомолов Р.М. Методы повышения эффективности разрушения горных пород при бурении шарошечными долотами: дис. … д-ра техн. наук: 25.00.15. – М., 2001. – 434 с.
4. Сериков Д.Ю., Панин Н.М., Агеева В.Н. Совершенствование систем герметизации подшипниковых узлов шарошечных долот // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2016. – № 4. – С. 16–19.
5. Палий П.А., Корнеев К.Е. Буровые долота: справ. – М.: Недра, 1971. – 445 с.
6. Мавлютов М.Р. Разрушение горных пород при бурении скважин. – М.: Недра, 1978. – 215 с.
7. Буровое оборудование: учеб. пособие / В.Г. Крец, Л.А. Саруев, В.Г. Лукьянов [и др.]. – Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2011. – 121 с.
8. Богомолов Р.М., Сериков Д.Ю. Совершенствование вооружения шарошечного бурового долота // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2018. – № 5. – С. 24–28. – DOI: 10.30713/1999-6934-2018-5-24-28
9. Блинков О.Г., Анисимова С.Е., Сериков Д.Ю. Особенности развития инновационной деятельности на предприятиях нефтегазового машиностроения // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2019. – № 6(114). – С. 5–8. – DOI: 10.33285/1999-6934-2019-6(114)-5-8
10. Сериков Д.Ю., Пиканов К.А. Методика определения положения мгновенной оси вращения шарошки бурильного инструмента // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2014. – № 5. – С. 20–22.
11. Крылов К.А., Стрельцова О.А. Повышение долговечности и эффективности буровых долот. – М.: Недра, 1983. – 206 с.
12. Ищук А.Г., Сериков Д.Ю. Шарошечный буровой инструмент. – М.: МДМпринт, 2021. – 303 с.