Обоснование параметров новых технических средств для повышения эффективности высокооборотного алмазного бурения глубоких геологоразведочных скважин

• Автор: Склянов, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 25.00.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА И СРЕДСТВ ПРОИЗВОДСТВА РЕМОНТНЫХ РАБОТ В СКВАЖИНАХ
1.1. Устройства для повышения частоты вращения бурового инструмента при высокооборотном бурении скважин алмазным инструментом
1.2 Устройства для снижения частоты вращения и повышения крутящего момента бурового инструмента при проведении буровых и ремонтных работ
1.3. Современные способы и средства ликвидации прихватов, извлечение неприхваченной части трубных колонн из скважины
1.4. Постановка задач исследований
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОБОСНОВАНИЮ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ МЕХАНИЗМОВ НА ОСНОВЕ СИНУСОШАРИКОВОЙ ПЕРЕДАЧИ
2.1. Перспективы применения синусошариковой передачи в забойном мультипликаторе для высокооборотного бурения алмазным инструментом
2.1.1. Влияние частоты вращения на технико-экономические показатели бурения
2.1.2. Мощность, затрачиваемая на забое скважины, в роторно-мультипликаторном буре, на вращение бурильной колонны и
в буровом станке

2.1.3. Синусошариковый роторно-мультипликаторный бур
принципиально новое конструктивное решение, способное обеспечить существенный рост механической скорости алмазного бурения твёрдых пород
2.2. Обоснование и расчёт основных рабочих параметров устройства УРТ
2.3. Исследования и конструкторско-технологические проработки синусошариковой передачи для использования в забойных устройствах
2.4. Конструкция устройства УРТ
ГЛАВА 3. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Стендовые исследования макетов мультипликатора и устройства УРТ
3.1.1. Экспериментальная оценка работоспособности и КПД макетного образца синусошарикового мультипликатора
3.1.2. Стендовые исследования макетов отдельных узлов устройства УРТ
3.1.3. Заводские испытания опытного образца устройства для развинчивания труб в скважине УРТ
3.2. Производственные испытания опытного образца устройства

3.3. Промышленные испытания опытного образца устройства для развинчивания труб в скважине УРТ
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО ИЗВЛЕЧЕНИЮ ПРИХВАЧЕННЫХ ТРУБ В СКВАЖИНЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ УСТРОЙСТВА УРТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

действию сил трения, динамическому и термическому воздействию, что вызывает наряду с разрушением породы и износ алмазного зерна.
Исследования фирмы «Атлас Копко» [49] показали, что механическая скорость бурения повышается проноционально росту частоты вращения до 4000 об/мин. Так, при экспериментальных работах на стенде повышение частоты вращения до 3000 об/мин при соответствующей осевой нагрузке, даже в наиболее твёрдых породах типа гранитоидов и кварцитов, приводило к увеличению механической скорости бурения до 50-60 см/мин.
При бурении инструментом типоразмера В механическая скорость достигала 8-15 м/час, рейсовая скорость - 4-10 м/час при п = 920 об/мин, что соответствует углублению на один оборот 0,14 - 0,27 мм.
По данным других исследователей [48], при использовании коронок диаметром 76 мм в определённых условиях частота вращения возрастает до 8000 об/мин, при окружной скорости 20 м/с. Высказывается предположение, что по аналогии со шлифовкой металлов, когда окружные скорости составляют 50-75 м/с, частота вращения может быть увеличена до 20000- 30000 об/мин.
По данным фирм «Даймонд Боарт» (Бельгия), «Атлас Копко» (Швеция) и «Кристенсен» (США), окружные скорости однослойных алмазных коронок в зависимости от твёрдости пород должны находиться в пределах 1-3 м/с. Широкое распространение импрегнированных коронок предопределило повышение окружных скоростей до 2-5 м/с. Однако это увеличение не приводит к росту механической скорости бурения без соответствующего повышения осевой нагрузки.
Кроме того, отечественными исследователями [48] установлено, что при этом снижается эффективность разрушения, поскольку по экспоненциальному закону уменьшается углубление алмазов в породу. В результате интенсивность роста механической скорости снижается по мере