«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Исследования взаимодействия периферийных венцов буровых долот с отрицательным смещением осей шарошек с забоем и стенкой скважины

УДК: 622.24.051
DOI: 10.33285/0130-3872-2022-5(353)-21-28

Авторы:

¹ Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия
² Ухтинский государственный технический университет, Ухта, Россия

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

Аннотация:

В статье представлены результаты исследования взаимодействия периферийных венцов буровых долот с отрицательным смещением шарошек с забоем и стенкой скважины. Проведенные исследования позволили установить, что долота, оснащенные шарошками с осями вращения, параллельно смещенными в отрицательную сторону относительно оси вращения инструмента, изначально работают с формированием дугообразной переходной зоны от стенки скважины к поверхности забоя. При этом геометрия и величина кривизны переходной зоны зависит от максимального диаметра периферийного венца шарошки и величины ее смещения относительно оси вращения долота. Кроме того, работа долота с отрицательно параллельно смещенными осями шарошек вследствие калибрования стенки скважины снизу вверх сопровождается дополнительным прижатием зубчатого вооружения к поверхности забоя, а на шарошку создается осевое усилие реакции разрушаемой породы, направленное к центру долота. Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что геометрия зубьев периферийных венцов долот, оснащенных шарошками, отрицательно параллельно смещенными 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. Повалихин А.С., Близнюков В.Ю. Освоение инновационных технологий строительства скважин на основе опорно-технологического бурения // Инженер-нефтяник. – 2014. – № 2. – С. 5–9.
2. Инновационные подходы к конструированию высокоэффективного породоразрушающего инструмента / А.Я. Третьяк, В.В. Попов, А.Н. Гроссу, К.А. Борисов // Горный информ.-аналит. бюл. (науч.-техн. журн.). – 2017. – № 8. – С. 225–230. – DOI: 10.25018/0236-1493-2017-8-0-225-230
3. Стеклянов Б.Л. Повышение эффективности породоразрушающих буровых инструментов на основе сравнительного анализа кинетических характеристик их вооружения: дис. … д-ра хим. наук: 05.15.10, 05.04.07. – М.: 1990. – 393 с.
4. 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.
5. Мокшин А.С., Владиславлев Ю.E., Комм Э.Л. Шарошечные долота. – М.: Недра, 1971. – 216 с.
6. Близнюков В.Ю. Научные основы управления разработкой рациональных конструкций глубоких и сверхглубоких скважин в сложных горно-геологических условиях: дис. … д-ра техн. наук: 25.00.15. – Ухта, 2007. – 529 с.
7. Блинков О.Г. Определение эффективных геометрических параметров твердосплавного вооружения буровых шарошечных долот в зависимости от механических свойств горных пород // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2022. – № 1(127). – С. 27–31. – DOI: 10.33285/1999-6934-2022-1(127)-27-31
8. 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
9. 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
10. Шигин А.О., Гилев А.В., Шигина А.А. Напряжения и стойкость шарошечных долот при бурении сложноструктурных массивов горных пород // Горный информ.-аналит. бюл. (науч.-техн. журн.). – 2013. – № 4. – С. 325–333.
11. Агошашвили Т.Г. Качественный анализ величин скольжений в долотах со смещенными осями шарошек // Теория и техника бурения: тр. ВНИИБТ. – М., 1967. – Вып. 17. – С. 144–154.
12. Харин О.Н. Лекции по теоретической механике: учеб. пособие в 2 ч. Ч. 1. – М.: Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001. – С. 65–68.
13. 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.
14. Сериков Д.Ю. Совершенствование боковых гидромониторных насадок шарошечных буровых долот // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2017. – № 1. – С. 9–14.
15. Сердюк Н.И., Блинков О.Г. Анализ процессов разрушения подшипников скольжения шарошечных буровых долот // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2017. – № 4. – С. 15–17.