Установление оптимальных кинетических характеристик шарошечных долот с целью повышения эффективности бурения скважин

• Автор: Биланенко, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ташкент
• Количество страниц: 219 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Современное состояние вопроса выбора и отработки

буровых долот шарошечноготипа.

1.1. Вопросы выбора и отработки буровых долот в промысловых условиях . II

1.2. Анализ литературных источников в области

изучения процесса бурения

1.3. Анализ экспрессметодов выбора и отработки

буровых долот

1.4. Краткий анализ аналитической модели работы шарошечных долот на деформируемом забое
скважины.
2. Задачи и методика исследований.
2.1. Задачи исследований.
2.2. Методика исследований.
3. Теоретические исследования механизма взаимодействия шарошек с поверхностью забоя скважины .
3.1. Исследования кинематики зубчатого венца
чистого качения .
3.2. Исследования механизма взаимодействия зубьев периферийных калибрующих венцов долота со смещенными осями вращения шарошек .
4. Исследование возможностей и путей использования аналитической модели работы бурового долота .
4.1. Теоретические основы совершенствования
геометрии бурового долота .
4.2. Решение оптимизационной задачи применительно
к одношарошечным долотам.
, 4.3. Решение оптимизационной задачи применительно
к трехшарошечным долотам.
5. Основы методики выбора и отработки буровых долот .
5.1. Аналогия решения конструкторских и
технологических задач .
5.2. Основы экспрессметода выбора и отработки
буровых долот
5.2.1. Общие положения .
5.2.2. Методическая схема выбора и отработки
бурового долота
5.3. Апробация основных положений экспрессметода выбора и отработки долот в промысловых
условиях.
5.4. Вопросы организации и функционирования служб контроля качества и отбраковки буровых
долот .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Л РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


В большинстве своем они базируются на экспериментальных данных. И какими бы тонкими и точными не были проведенные эксперименты, эмпирические зависимости все-таки не давали общих закономер -ностей. Оптимальные параметры режима бурения для определенного сочетания геометрии бурового долота и условий на забое сква -жины, как правило, не являлись оптимальными для других соче -таний. Так, данные / 6 / исследований, проведенных: фирмой "Хьюз Тул Компани" в США, показали закономерность: общее количество оборотов, которое в состоя -нии выдержать опоры, т. В другом . Таким образом, несмотря на полезность проведения экспе -риментальных исследований на пути построения зависимостей эффективности работы бурового долота от параметров режима бурения, результаты их не позволяют сделать выводов для общего случая, т. Этот вопрос является наиболее сложным в технических аспектах, наиболее интересным с теоретической точки зрения. Поэтому данному вопросу посвящено множество научно-исследовательских работ. Здесь и получены наиболее значительные результаты как теоретического, так и практического значения. Очевидным является и то,что прочность к абразивная стойкость материалов, используемых при изготовлении буровых долот, прямо влияет на их эффективность. Поэтому в настоящее время огромное внимание уделяется использованию дорогостоящих композиционных материалов на основе редких и благородных металлов, естественных и искусст -венных алмазов / ,,, /. Высокостойкие материалы используются в основном при изготовлении вооружения и опорных поверхностей шарошек. Естественно, при этом и другие элементы долота изготавливаются из наиболее качественных сталей. Вышесказанным, в частности, объясняется огромное разнообразие буровых долот шарошечного типа. Только отечественное долотостроение имеет более трехсот модификаций буровых долот / /, а зарубежные фирмы / , / таких модификаций имеют более тысячи. Заметим при этом, что за рубежом в настоящее время наметилась тенденция сокращения типажа буровых долот. Это связано с тем, что в распоряжении долотостроителей имеются высокостойкие материалы, используя которые можно изгото -вить долото одинаково эффективное для разбуривания нескольких смежных пачек одинаковой буримости. В настоящее время существует мнение о том, что шарошечные долота в геометрическом отношении исчерпали свои возможности. Нам представляется, что это ошибочная точка зрения. Действительно, к настоящему времени решены основные задачи на пути значительного повышения производительности буровых долот. Так, найдены пути максимального использования объема ограниченного диаметром скважины,вскрыты возможности многоконусных шарошек, наличия обратного конуса и смещения осей вращения шарошек в плане. Конечно,теперь вряд ли можно отыскать и дать на вооружение проектировщикам буровых долот такой фактор, как смещение осей вращения шарошек в плане, который сразу же резко повышает производительность породоразрушающего инструмента. Но наличие перечисленных факторов, которые заметно влияют на работоспособность долота, ставит вопрос о рациональном их сочетании. Эти задачи пока решаются слабо, но в этом есть необходимость и актуальность таких решений будет тем выше, чем глубже будут скважины. Если в настоящее время значительный экономический эффект получается при увеличении проходки новых долот на десятки метров, то с увеличением глубин скважин такой же, если не больший, эффект можно будет получить повышая цроходку долота на единицы метров. Об этом необходимо помнить,решая оптимизационные задачи в области совершенствования породоразрушающих инстру -ментов шарошечного типа. Значительное количество научно-технической информации посвящено изучению процесса бурения, в центре внимания -физико-механические свойства горных пород,,/ 3,,,,,, ,,,,,,,,5 /. Горная порода имеет огромное значение в процессе оптимизации проводки глубоких нефтяных и газовых скважин. В данном случае существует три аспекта исследований: изучение на основе методов,используемых в машиностроении (сопромат,теория уцрутости и т.