Повышение показателей работы шарошечных долот на основе исследований определяющих их факторов

• Автор: Курочкин, Виктор Яковлевич
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 243 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Анализ современного состояния изученности факторов,

определяющих эффективность работы долот, обоснование

постановки задач исследований Ю

1.1. Анализ факторов, воздействующих на долото в процессе бурения и определяющих показатели его работы .

1.2. Анализ методов исследования свойств пород .

1.3. Анализ критериев и методов выбора типа долот

1.4. Анализ существующих методик исследования и проектирования режимов эксплуатации долот .
1.5. Анализ существующих методик выявления эмпирических зависимостей механической скорости бурения и стойкости долота от осевой нагрузки и частоты вращения .
1.6. Анализ методов определения характеристик привода шарошечных долот и их использования при бурении
1.7. Задачи исследований .
2. Методика проведения исследований 5Ъ
2.1. Методика определения механических и абразивных свойств пород .
2.2. Методика выбора типа долота
2.3. Методика проведения исследований режима эксплуатации долот
2.4. Методика обработки и анализа экспериментальных данных
2.5. Место и объем проведения исследований 7
2.6. Контрольноизмерительные приборы и методы определения величин параметров режима эксплуатации
Экспериментальные исследования по определению свойств
пород и выбору типов долот .
3.1. Определение твердости, пластичности и абразивности горных пород .
3.2. Выявление предпочтительных типов долот для проведения исследований режимов их эксплуатации
3.3. Разделение разреза на интервалы равной буримости
Исследование режимов эксплуатации и характеристик привода долота при бурении долотами 0,5 мм .
4.1. Результаты исследования расхода промывочной жидкости через долото на механическую скорость бурения
4.2. Результаты исследований по выявлению эмпирических зависимостей механической скорости бурения и стойкости долота от частоты вращения и осевой нагрузки
4.3. Исследование износа вооружения долот при высоких осевых нагрузках
4.4. Определение моментоемкости долот
4.5. Исследование характеристик забойных двигателей.
Исследование работы долот диаметром 5,9 мм .
5.1. Стендовые исследования надежности герметизации опор долот
5.2. Исследование режима эксплуатации долот серии ГНУ диаметром 5,9 мм
6. Разработка и внедрение рекомендаций по эффективному сочетанию типов долот, характеристик их привода и параметров режима эксплуатации
6.1. Построение полей показателей работы долот .
6.2. Анализ полей показателей работы долот
6.3. Оптимальные осевые нагрузки на долота СЗ диаметром 0,5 мм .
6.4. Выбор рациональных типов долот . У
6.5. Выбор рациональных характеристик забойных двигателей 1УЛ
6.6. Промысловая проверка разработанных рекомендаций
6.7. Результаты внедрения и экономическая эффективность проведенных исследований
Общие выводы и рекомендации
Список литературы


Герметизация маслонаполненных опор шарошек, использование в опоре подшипников скольжения, применение твердосплавных зубков новых форм также вызывает изменение величины оптимальной частоты вращения, которая для долот, имеющих в конструкции эти элементы, не выявлялась. Осевая нагрузка на долото и частота его вращения могут оказывать взаимное воздействие на их оптимальные значения, что вызвано как влиянием этих параметров на характер разрушения породы Ю, , , , , так и на характер износа долота. Следовательно, поиск оптимальных значений осевой нагрузки должен производиться на нескольких уровнях частоты вращения, а оптимальной частоты вращения на нескольких уровнях осевой нагрузки. Результаты проведенных работ по выявлению оптимальных значений частоты вращения и осевой нагрузки при соблюдении этого условия не могут быть использованы для разработки режима бурения на месторождениях Пермской области без проведения дополнительных исследований изза различия геологотехнических условий бурения , , , или некоторой противоречивое
ти выводов , . Зарубежные же разработки представляют интерес, преимущественно, с методической стороны и для оценки принятых в зарубежной практике параметров режима бурения , , , , , . Нет единого мнения о степени влияния осевой нагрузки на долото и частоты вращения на показатели его работы и об аналитическом выражении зависимостей механической скорости бурения V и стойкости долота Т от осевой нагрузки Р и частоты вращения П. Приводимые различными авторами виды уравнений Уи Т 4 Р п разнообразны и их можно классифицировать следующим образом. Р0 отрезок, отсекаемый на оси абсцисс линией, являющейся графиком У Р . Р0 0 с. С 0,, , 0,,3, но в большинстве случаев принимается I. Ю.Ф. Икр. Р i и заданных условиях работы. То же при и vi Имеются уравнения, учитывающие в зависимости V Р, П. Vi и У о текущая и начальная механические скорости бурения функция, характеризующая степень уменьшения V во времени в связи с износом вооружения. К,а, 6 коэффициенты, зависящие от интенсивности бурения. Кр коэффициент буримости
Щ3 опытные коэффициенты, зависящие от износа вооружения шарошек. Имеются и более сложные виды зависимости Р , в которых учитываются динамические нагрузки на долото различной частоты и дифференциальное давление промывочной жидкости на забой скважины . Из приведенного обзора эмпирических зависимостей следует, что наряду с разнообразием формул механической скорости значительно отличаются и значения входящих в формулы одного вида коэффициентов. Такое разнообразие мнений о форме зависимости МЦР. Значительное различие коэффициентов, входящих в формулы, объясняется различием в условиях бурения физикомеханическими свойствами разбуриваемых пород, глубиной бурения, качеством промывочной жидкости и т. На рис. Л.А. Шрейнер . I область давление по плоскости контакта не достигает предела прочности на вдавливание разрушаемого тела, т. Скорость разрушения в этой области мала и растет с увеличением нагрузки приблизительно линейно. РисI, Зависимость механической скорости бурения от осевой нагрузки по А. А.Шрейнеру. Скорость разрушения значительно выше, чем в первой области и растет также почти линейно. Переход от чисто поверхностного разрушения к объемному П область происходит постепенное в этой области скорость разрушения растет быстрее, чем увеличивается нагрузка. В.С. Федоров приводит более сложный вид зависимости УР рис. Р 6 и более полное е толкование. Кривая I соответствует бурению при полной очистке забоя скважины. Кривая 2 соответствует так называемому нормальному положению на забое скважины, когда зашламление не превышает высоты наиболее изношенных зубьев шарошек. Кривая 3 соответствует бурению при неудовлетворительной промывке скважины, когда на забое имеется значительное количество шлама. При совершенной очистке забоя механическая скорость возрастает пропорционально Р при возрастании ее до Р0 пока Ь, где предел прочности породы. При наличии зашламления забоя т I. В крепких породах кривая V Р берет начало в точке О1, лежащей на оси абсцисс. Величина тем больше, чем крепче порода и чем больше тупизна зубьев. Зависимость Уп имеет также сложный характер. На рис. В.С. Федорова .