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

Влияние конструкции алмазного инструмента на гидравлические процессы бурения

УДК: 622.24.051.64
DOI: 10.33285/0130-3872-2023-10(370)-9-13

Авторы:

¹ Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

Ключевые слова: алмазный резец, бурение, компьютерное моделирование, механизм разрушения, горная порода, буровой инструмент, проектирование, гидравлические процессы, конструкция породоразрушающего инструмента

Аннотация:

В статье рассмотрены вопросы, определяющие необходимость исследования влияния конструкции алмазного бурового инструмента на гидравлические процессы, сопутствующие бурению. Отмечена роль гидродинамических процессов в разрушении горной породы. На основе комплекса аналитических, экспериментальных методов исследования и методов компьютерного моделирования проведен анализ циркуляции жидкости в зоне контакта породоразрушающего бурового инструмента с горной породой. Описаны основные геометрические параметры, оказывающие влияние на характер циркуляции жидкости в призабойной зоне, отмечены недостатки промывочной системы классических конструкций алмазного бурового инструмента. Обоснована необходимость и предложены направления улучшения конструкции алмазного инструмента с целью повышения возможности проникновения промывочной жидкости в зону контакта режущего элемента с горной породой.

Список литературы:

1. Жентичка М.В. Применение PDC долот Smith bits (Schlumberger) при бурении скважин на Ванкорском месторождении // Инженерная практика. – 2012. – № 10. – С. 54–58.
2. Пушмин П.С., Рожков А.А. Задачи оптимизации параметров промывочных систем породоразрушающего инструмента // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геолог. исслед.: сб. науч. тр. / Иркутский гос. техн. ун-т. – 2008. – Вып. 8. – С. 233–240.
3. Борисов К.И. Современные методы оценки сопротивления горных пород резанию-скалыванию при бурении скважин долотами PDC: моногр. – Томск: Изд-во ТПУ, 2013. – 129 с.
4. Горшков Л.К., Осецкий А.И. Развитие принципов конструирования и эксплуатации нового алмазного породоразрушающего инструмента // Зап. Горного ин-та. – 2012. – Т. 197. – С. 40–45.
5. Попова М.С. Обоснование параметров однослойных коронок, армированных синтетическими алмазными монокристаллами с повышенной термостойкостью: дис. … канд. техн. наук: 25.00.14. – Томск, 2018. – 152 с.
6. 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
7. Нескоромных В.В., Попова М.С., Баочанг Л. Разрушение горных пород при бурении скважин алмазным буровым инструментом. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2020. – 268 с.
8. Нескоромных В.В., Попова М.С., Харитонов А.Ю. Влияние сил сопротивления на глубину резания-скалывания горной породы алмазным резцом // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331, № 10. – С. 40–48. – DOI: 10.18799/24131830/2020/10/2848
9. Нескоромных В.В., Попова М.С. Гидродинамика процесса резания резцами PDC // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2020. – № 7(331). – С. 13–15. – DOI: 10.33285/0130-3872-2020-7(331)-13-15
10. Чихоткин В.Ф. Исследование призабойных процессов в алмазном бурении: моногр. – М.: ВНИИОЭНГ, 1998. – 144 с.
11. Никитин В.И., Бурахин Н.Д. Моделирование потока буровой промывочной жидкости при обтекании замковых соединений бурильных труб в программном комплексе ANSYS // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2023. – № 4(364). – С. 11–15. – DOI: 10.33285/ 0130-3872-2023-4(364)-11-15
12. Попова М.С., Харитонов А.Ю. Особенности проектирования работы режущей части алмазного бурового инструмента // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2023. – № 2(362). – С. 5–10. – DOI: 10.33285/0130-3872-2023-2(362)-5-10