Научно-практическое обоснование рациональной технологии колонкового бурения неглубоких скважин с использованием хладагентов

• Автор: Беляев, Алексей Степанович
• Шифр специальности: 25.00.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 173 с. : ил.

1. Анализ технологии очистки забоя газообразными очистными агентами и регулирования температурного режима призабойной зоны при бурении неглубоких скважин
1.1 Области применения колонкового способа бурения неглубоких скважин.
1.2 Станки и инструмент для неглубокого бурения.
1.3 Очистка забоя газообразными очистными агентами и их влияние на температурный режим призабойной зоны
1.3.1 Применение пенообразующих составов
1.3.2 Бурение с очисткой забоя сжатым воздухом
1.4 Влияние температуры циркулирующей среды на эффективность колонкового бурения
1.5 Цели и задачи исследования
Выводы по главе 1.
2. Исследование температурного режима призабойной зоны при бурении с продувкой с использованием хладагентов.
2.1 Регулирование температурного режима призабойной зоны скважины хладагентами
2.2 Методика исследований.
2.3 Постановка и решение задачи регулирования температурного режима призабойной зоны при бурении с продувкой и использованием хладагентов
2.3.1 Математическая модель сублимации единичной гранулы угольного ангидрида
2.3.2 Математическая модель процесса охлаждения призабойной зоны за счт сублимации угольного ангидрида при бурении с продувкой.
2.5 Вычислительный эксперимент регулирования температурного режима призабойной зоны скважины хладагентами
2.6 Определение расхода хладагента при бурении с продувкой
Выводы по главе 2.
3. Экспериментальные исследования регулирования
температурного режима призабойной зоны при бурении с продувкой воздухом, охлаждаемым гранулами угольного ангидрида
3.1 Экспериментальная оценка массового расхода угольного ангидрида и степени охлаждения газообразного очистного агента
3.1.1 Методика лабораторных исследований
3.1.2 Проведение эксперимента и обработка опытных данных
определения расхода хладагента и степени охлаждения газообразного очистного агента.
3.2 Бурение мрзлых пород с продувкой воздухом, охлаждаемым гранулами угольного ангидрида
3.2.1 Методика экспериментальных исследований при бурении мрзлых пород
3.2.2 Проведение эксперимента и обработка опытных данных по выходу керна в мрзлых породах.
3.3 Алмазное бурение с продувкой охлаждаемой гранулами угольного ангидрида
3.3.1 Методика экспериментальных исследований алмазного бурения с продувкой воздухом, охлаждаемым гранулами угольного ангидрида
3.3.2 Проведение эксперимента и обработка опытных данных.
Выводы по главе 3.
4. Технология бурения неглубоких скважин с продувкой и
использованием хладагентов.
4.1 Управление теплообменным процессом в гранулированном слое угольного ангидрида.
4.2 Технология алмазного бурения с использованием хладагентов
4.2.1 Расход и температура очистного агента
4.2.2 Осевая нагрузка на алмазную коронку.
4.2.3 Частота вращения снаряда
4.2.4 Прогнозирование механической скорости бурения.
4.3 Технология бурения скважин в условиях многолетней мерзлоты с использованием хладагентов
4.3.1 Расход, температура и роль очистного агента при бурении мрзлых пород.
4.3.2 Технологические параметры бурения мрзлых пород.
4.4 Области рационального применения и технические средства способа регулирования температурного режима призабойной зоны тврдыми хладагентами.
4.5 Оценка экономической целесообразности предлагаемых решений.
Выводы по главе 4 .
Заключение.
Список литературы


Так применение пены, содержащей ПЛВ, не только исключает запылнность рабочего места, но и дат возможность снизить энергомкость на , интенсивность износа алмазного инструмента на . Исследования, проведнные ВИТРом, показали, что с введением ПАВ в раствор коэффициент трения алмаза о породу снижен почти в 2 раза. Применение пены образованной ПАВ позволило в среднем увеличить проходку на коронку на , снизить удельный расход алмазов на ,4 и увеличить среднюю производительность на . Установлено, что высокие смазывающие и демпфирующие свойства пены обеспечивают снижение самозаклиниваний керна, увеличивают углубку за рейс и выход керна по сравнению с промывкой водой. Решающее влияние на выход керна оказывают выбор и поддержание расходов пенообразующего раствора и сжатого воздуха, давление нагнетания пены в скважине в оптимальных пределах. Однако, наряду с перечисленными преимуществами, данная технология имеет свой существенный недостаток, обусловленный низкой тепломкостью и теплопроводностью предлаг аемого очистного агента. В различных источниках 7, , , , , опубликованы результаты бурения алмазными коронками с использованием пены, в которых приводятся данные частых прижогов инструмента. Применение пены также осложнено необходимостью использования компрессора, помимо насоса и пеногенератора. В случае бурения мрзлых пород применение пены в некоторых случаях является единственным способом сохранения устойчивости стенок скважин и сохранности керна. Однако е низкотепломкие свойства не позволяют с достаточной эффективностью отводить генерирующееся на забое тепло, что является основным вопросом в случае бурения с отбором керна мрзлых пород.