ВЛИЯНИЕ КРУТИЛЬНЫХ И ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ НА СКОРОСТЬ БУРЕНИЯ И ОБРАЗОВАНИЕ ПОЛОМОК РЕЖУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ БУРОВЫХ ДОЛОТ, АРМИРОВАННЫХ PDC

Александр Александрович Третьяк, Юрий Федорович Литкевич, Константин Андреевич Борисов
2019 Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta Inziniring Georesursov  
Актуальность. В настоящее время для сооружения скважин на нефть и газ наиболее эффективным инструментом являются долота, армированные пластинами PDC (polycrystalline diamond cutters). Такие долота работают по принципу резания–скалывания, так как из всех механизмов разрушения породы резание является наиболее эффективным по причине того, что прочность породы на растяжение и скол значительно меньше её прочности на сжатие. Анализ состояния отработанных буровых долот, армированных пластинами PDC,
more » ... пластинами PDC, показывает, что они отрабатывают свой ресурс не полностью, так как часть режущих PDC элементов выходит из строя по причине скола. Многообразие форм сколов по форме и размерам требует провести классификацию, выявить причину появления и определить нагрузки, приводящие к их возникновению. Кроме того, слом пластин или их потеря в значительной степени сказываются на конечных технико-экономических показателях бурения разведочных и эксплуатационных скважин. Решение вопросов повышения качества долот путем уменьшения числа поломок будет способствовать повышению экономической эффективности работ при добыче и разведке полезных ископаемых. Целью исследования является определение размеров площадок скола пластин PDC для дальнейшей классификации в зависимости от толщины срезаемого слоя породы, причин возникновения крутильных и продольных колебаний в бурильной колонне, вызывающих поломки PDC, а также разработка конструкции бурового долота, армированного пластинами PDC, предупреждающего появление автоколебаний в бурильной колонне. Объекты: режущие элементы буровых долот, армированных пластинами PDC с плоской передней гранью и PDC с выпуклой передней гранью, сколы пластин PDC на буровых долотах, возникающие в процессе бурения скважин. Методы: экспериментально-аналитический метод исследования на лабораторных образцах и на отработанных буровых долотах, армированных пластинами PDC. Результаты. На основании анализа и обобщения результатов выполненных лабораторных исследований причин возникновения поломок пластин PDC и их характера разработан ряд технических и технологических решений, предупреждающих возникновение крутильных и продольных автоколебаний в бурильной колонне и повышающих эффективность породоразрушающего инструмента, армированного пластинами PDC.
doi:10.18799/24131830/2019/12/2410 fatcat:asjc6xjw2neejkqwzc2n42zg6m