№66-17

Деякі пояснення ударного механізму впливу на гірські породи при бурінні свердловин

А.О. Ігнатов¹, О.А. Пащенко¹, Є.А. Коровяка¹, В.Ю. Семехін², О.О. Логвиненко², І.К. Аскеров¹

¹Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна

²ТОВ «Будстрой Консалт», Дніпро, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 66:177-192

https://doi.org/10.33271/crpnmu/66.177

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Розробка теоретичних основ, конструктивної схеми та методики розрахунку режимно-технологічного супроводження процесів спорудження свердловин за умов використання модернізованих пристроїв абразивно-механічного ударного способу руйнування гірського масиву.

Методика дослідження. Теоретичні й лабораторні дослідження особливостей функціонування пристроїв абразивно-механічного ударного способу руйнування гірського масиву, виконано із застосуванням сучасних методів аналітичного аналізу і експериментальних досліджень, зокрема шляхом використання загальних принципів математичного та фізичного моделювання, методик обробки результатів досліджень у середовищі EXCEL, МАТНСАD, контрольно-вимірювальних приладів і матеріалів. Протікання свердловинних вибійних бурових процесів моделювалось на експериментальних свердловинах навчального бурового полігону Національного технічного університету «Дніпровська політехніка» із застосуванням бурового верстату ЗІФ-650М та бурової установки УКБ-4П, а також відповідного бурового і допоміжного інструменту.

Результати дослідження. Детальним аналізом конкретних робіт і досліджень показана перспективність розробки методів гідромеханічного буріння, ефективних як з позицій механіки руйнування, так і енергоємності процесу. Встановлена необхідність визначення фізичної суті явищ, які відбуваються при відділенні елементу гірської породи від масиву в умовах зовнішнього тиску, що у свою чергу дозволить в изначати найбільш раціональні параметри руйнування гірської породи на вибої свердловини, тобто максимальну продуктивність при мінімальних витратах енергії. Вивчені засадничі принципи механізму руйнування гірських порід ударами куль з виведенням найважливіших аналітичних залежностей, що характеризують вибійні процеси формування свердловини.

Наукова новизна. Позначений основний критерій, що визначає ефективність руйнування гірських порід – енергоємність відділення елементу від масиву, яка є власною характеристикою матеріалу і відбиває витрати енергії на відділення деякого об'єму від гірського масиву.

Практичне значення. Показаний механізм взаємодії основних деталей і вузлів розроблених бурових снарядів, що забезпечує досягнення раціональних показників процесу спорудження свердловин у відповідних гірничо-геологічних умовах. Сформульовані теоретичні і практичні основи роботи механічного породоруйнівного органу пристроїв, що розробляються. З'ясовані основні параметри процесу руйнування гірських порід в повітрі і водному середовищах. Виділені принципи і методи встановлення впливу гідростатичного тиску на ефективність руйнування гірських порід при абразивно-механічному ударному бурінні.

Ключові слова: буріння свердловин, гідромеханічне буріння, промивальна рідина, гірська порода, куля, механічна швидкість поглиблення, пневмомеханічний снаряд, вибій, гірський масив, стовбур свердловини.

Перелік посилань

1. Vaddadi, N. (2015). Introduction to oil well drilling. Bathos publishing.
2. Hossain, M.E., & Al-Majed, A.A. (2015). Fundamentals of sustainable drilling engineering.Scrivener publishing.
3. Войтенко, В., & Вітрик, В. (2012). Технологія і техніка буріння. Центр Європи.
4. Hossain, M.E. (2016). Fundamentals of drilling engineering. Scrivener publishing.
5. Давиденко А.Н., & Игнатов А.А. (2013) Абразивно-механическое ударное бурение скважин. Держ. вищ. навч. закл. «Нац. гірн. ун-т».
6. Калинин, А.Г. (2008). Бурение нефтяных и газовых скважин. ЦентрЛитНефтеГаз.
7. Давиденко, А.Н, Ратов, Б.Т, & Пащенко, А.А.(2018). Влияние гидростатического давления на ударное абразивно-механическое бурение скважин. Каспийский общественный университет.
8. Давиденко, А.Н, Дудля, Н.А., & Хоменко, В.Л. (2010). Разрушение горных пород планетарными долотами в условиях действия гидростатического давления. вищ. навч. закл. «Нац. гірн. ун-т».
9. Curry, G.L. & Feldman, R.M. (2012). Manufacturing systems. Modeling and analysis. Springer.
10. Білецький, В.С., Орловський, В.М., & Вітрик, В.Г. (2018). Основи нафтогазової інженерії. АСМІ.
11. Коровяка, Є.А., & Ігнатов, А.О. (2020). Прогресивні технології спорудження свердловин. НТУ «ДП».
12. Калинин, А.Г., Ошкордин, О.В, & Питерский, В.М. (2000). Разведочное бурение. Недра.
13. Коровяка, Є.А., Хоменко, В.Л., Винников, Ю.Л., Харченко, М.О., & Расцвєтаєв, В.О. (2021). Буріння  свердловин. Нац. техн. ун-т «Дніпровська політехніка».
14. Давиденко, А.Н., Игнатов, А.А., & Полищук, П.П. (2016). Транспортировка продуктов разрушения при бурении скважин. Держ. вищ. навч. закл. «Нац. гірн. ун-т».
15. Штеренлихт, Д.В. (1984). Гидравлика. Энергоатомиздат.
16. Черепанов,Г.П. (1987). Механика разрушения горных пород в процессе бурения. Недра.
17. Гукасов,Н.А., & Кочиев,А.М. (1991). Гидравлика в разведочном бурении. Недра.
18. Чугаев,Р.Р. (1982). Гидравлика. Энергоиздат.
19. Ігнатов, А.О. (2015). Пристрій для буріння. (Патент № 109274)
20. Ihnatov, A. (2021). Analyzing mechanics of rock breaking under conditions of hydromechanical drilling. Mining of Mineral Deposits, 15(3), 122–129.
    https://doi.org/10.33271/mining15.03.122

• < Попередня
• Наступна >