Підвищення ефективності роботи шарошкових доліт на основі експериментальних досліджень процесу буріння

Abstract

Дисертацію присвячено підвищенню ефективності поглиблення свердловин за результатами експериментальних досліджень впливу жорсткості та демпфування бурильного інструменту на руйнування гірської породи. На основі статистичної обробки результатів стендових досліджень одержано емпіричні залежності механічної буріння та енергоємності процесу руйнування гірської породи від характеристик бурильного інструменту за різних значень режимних параметрів буріння свердловин шарошковими долотами. Запропоновано багатофакторні емпіричні моделі механічної швидкості та енергоємності буріння свердловин на основі результатів планованого експерименту. Розроблено методики адаптації результатів експериментальних досліджень до промислових умов поглиблення свердловин шарошковими долотами.

Диссертация посвящена повышению эффективности бурения скважин на основании результатов экспериментальных исследований влияния жесткости и демпфирования бурильного инструмента на разрушение горной породы. В первом разделе приведен анализ исследований влияния характеристик бурильного инструмента на основные технико-экономические показатели бурения скважин и энергоемкость процесса разрушения горных пород. Во втором разделе предложено методику обработки аналоговых записей проходки на долото, состоящей из трех этапов: - выделение однородных по буримости интервалов разреза скважин; - определение статистических характеристик выборок значений механической скорости бурения на выделенных однородных участках и проверка соответствия этих выборок нормальному закону распределения; - выделение выборок значений механической скорости бурения, принадлежащих одной генеральной совокупности, с использованием статистической проверки параметрических гипотез. Предложена методика определения энергоемкости процесса разрушения горной породы по записям проходки и вращательного момента на долоте. Результаты стендовых исследований позволяют уточнить с учетом жесткости и демпфирования бурильного инструмента целевой критерий выбора оптимальных режимов бурения - максимум механической скорости проходки и предложить новый критерий - минимум энергоемкости процесса разрушения горной породы. В пятом разделе по результатам планируемого эксперимента предложены многофакторные эмпирические модели механической скорости и энергоемкости бурения скважин шарошечными долотами, которые учитывают режимные параметры, жесткость и демпфирование бурильного инструмента и имеют одинаковый качественный характер с моделями, полученными на основе анализа размерностей с использованием критериев подобия. Разработаны методики адаптации результатов стендовых экспериментальных исследований к условиям бурения нефтяных, газовых и дегазационных скважин.

The thesis is devoted to increase of efficiency of deepening of mining holes as a result of experimental researches of influencing of inflexibility and dampfenation of boring instruments on destruction of mountain breed. On the basis of statistical treatment of results of stand researches empiric dependences of mechanical are got boring drilling and energy capacity of process of destruction of mountain breed from descriptions of boring instrument at different values of regime parameters of the boring drilling of mining holes by roller cone bits. The multifactor empirical models of mechanical speed and energy capacity of the boring drilling of mining holes are offered on the basis of results of the planned experiment. The methods of adaptation of results of experimental researches to the industrial terms of deepening of mining holes are developed by roller cone bits.