№69-18
Вивчення можливостей застосування ударних імпульсів при спорудженні свердловин
А.О. Ігнатов1, І.К. Аскеров1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2022, 69:206-217
https://doi.org/10.33271/crpnmu/69.206
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Аналіз теоретичних основ, конструктивних схем та методики розрахунку техніко-технологічного супроводження операцій бурового циклу за використання динамічних ударних імпульсів, з метою інтенсифікації руйнівних процесів на вибої споруджуваної свердловини.
Методика дослідження. Лабораторні дослідження особливостей функціонування пристроїв генерування ударних імпульсів виконано із застосуванням сучасних методів експериментальних досліджень, методик обробки результатів досліджень у середовищі EXCEL, МАТНСАD, контрольно-вимірювальних приладів (манометри, витратоміри) і матеріалів. Протікання свердловинних циркуляційних та руйнівних технологічних 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 основного бурового і допоміжного інструменту.
Результати дослідження. Сформульовані теоретичні і практичні основи процесу роботи генераторів ударних імпульсів – бурових гідроударників. Детальним аналізом конкретних робіт і досліджень показана перспективність розробки методів гідроударного буріння, ефективних як з позицій механіки руйнування, так і енергоємності вказаного процесу. Встановлена необхідність визначення фізичної суті явищ, які відбуваються в гідроударних бурових машинах на різних етапах їх складного робочого циклу. Вивчені засадничі принципи механізму функціонування гідроударних пристроїв з виведенням найважливіших аналітичних залежностей, що характеризують їх робочий процес.
Наукова новизна. Висока ефективність ударно-обертального способу буріння полягає в значній величині швидкості прикладення руйнівного навантаження, яке за використання гідроударних машин піддається варіюванню в широких межах.
Практичне значення. Розглянуто теоретичні засади та створено кардинально нові конструктивні схеми виконання пристроїв генерування ударних імпульсів (гідроударників), використання яких забезпечить сталість процесу поглиблення вибою свердловини з високою мірою продуктивності і економічності; крім того, можливе органічне застосування означених пристроїв в технологічних схемах ліквідації свердловинних ускладнень.
Ключові слова: спорудження свердловин, буріння, промивальна рідина, гірська порода, гідроударник, механічна швидкість, вибій, робочий цикл, тиск, конструктивна схема.
Перелік посилань
1. Azar, J.J., & Robello, S.G. (2007). Drilling Engineering. PennWell Books.
2. Vaddadi, N. (2015). Introduction to oil well drilling. Bathos publishing.
3. Hossain, M.E., & Al-Majed, A.A. (2015). Fundamentals of sustainable drilling engineering.Scrivener publishing.
4. Zhang, Z. X. (2016). Rock fracture and blasting.Theory and applications.Elsevier Inc. publishing.
5. Войтенко, В., Вітрик, В. (2012). Технологія і техніка буріння. Центр Європи.
6. Hossain, M.E. (2016). Fundamentals of drilling engineering. Scrivener publishing.
7. Ihnatov, A., Pashchenko, O., KoroviakaYe., Semekhin, Yu., Logvinenko, O., & Askerov, I. (2021). Some explanations of the impact mechanism on rocks when drilling wells. НТУ «ДП».
8. Gabolde, G., & Nguyen. J.P. (2006). Drilling. Editions Technips publishing.
9. Kumar, D.S. (2009). Fluid mechanics and fluid power engineering. S K Kataria and Sons.
10. Curry, G.L. & Feldman, R.M. (2012). Manufacturing systems. Modeling and analysis. Springer.
11. Modi, P.N., &Seth, S.M. (2004). Fluid mechanics and hydraulic machines. Standard Book House.
12. Bansal, R.K.(2010). Hydraulics and fluid mechanics. Laxmi Publications LTD.
13. Falkovich, G.(2011). Fluid Mechanics, a short course for physicists. Cambridge University Press.
14. Білецький, В.С., Орловський, В.М., & Вітрик, В.Г. (2018). Основи нафтогазової інженерії. АСМІ.
15. Коровяка, Є.А., & Ігнатов, А.О. (2020). Прогресивні технології спорудження свердловин. НТУ «ДП».
16. Ihnatov, A., Koroviaka, Y., Rastsvietaiev, V. & Tokar, L. (2021). Development of the rational bottomhole assemblies of the directed well drilling. Gas Hydrate Technologies: Global Trends, Challenges and Horizons – 2020, E3S Web of Conferences 230, 01016 (2021).
https://doi.org/10.1051/e3sconf/202123001016
17. 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
18. Ihnatov, A. O., Koroviaka, Y. A., Pinka, J., Rastsvietaiev, V. O., & Dmytruk, O. O. (2021). Geological and mining-engineering peculiarities of implementation of hydromechanical drilling principles. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1, 11–18.
https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-1/011
19. Павличенко, А.В., Коровяка, Є.А., Ігнатов, А.О., & Давиденко, О.М. (2021). Гідрогазодинамічні процеси при спорудженні та експлуатації свердловин: монографія. Нац. техн. ун-т «Дніпровська політехніка».
20. Urbanowicz, K. (2017). Modern Modeling of Water Hammer. Polish Maritime Research, 24(3), 68-77.
https://doi.org/10.1515/pomr-2017-0091
21. Pepa, D., Ursoniu, C., Gillich, R. N., & Campian, C. V. (2017). Water hammer effect in the spiral case and penstock of Francis turbines. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 163, 012010.
https://doi.org/10.1088/1757-899X/163/1/012010
22. Yaobao, Y., & Wenqi, C. (2019). Analysis of Hydraulic Hammer Capacity under Different Inclination. 2019 2nd World Conference on Mechanical Engineering and Intelligent Manufacturing (WCMEIM), 164–168.
https://doi.org/10.1109/WCMEIM48965.2019.00039
