image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 7-8 2016

№ 7-8 2016

Бурение

01.7-8.2016 10:00 Исследование проскальзывания вооружения шарошечных буровых долот

Проведено исследование процесса проскальзывания зубчатого вооружения шарошечных долот при бурении мягких и средних пород. Осуществлен анализ кинематики шарошки бурового долота, работающего с проскальзыванием вооружения по забою. Определены основные факторы, влияющие на величину и направления проскальзывания зубьев вооружения по забою скважины. Выявлены недостатки прямозубого вооружения шарошечных буровых долот и обоснованы преимущества использования косозубого вооружения.

Установлено, что максимальная площадь поражения забоя, а следовательно, и производительность бурового инструмента, достигается при ориентации зубьев вооружения таким образом, чтобы большие стороны их площадок притупления располагались под определенным углом к образующей конуса шарошки, обеспечивающим расположение основных боковых поверхностей зубьев перпендикулярно направлению их проскальзывания.

При этом возможность достижения максимальной площади поражения забоя в горизонтальной плоскости является не единственным преимуществом косозубого вооружения над прямозубым. Несмотря на то что у прямозубого вооружения зубья ориентированы параллельно образующим конусам шарошки, кинематика движения инструмента обуславливает их движение относительно забоя скважины с возникновением осевых составляющих от усилия разрушения породы. Вследствие их неуравновешенности это обстоятельство приводит к возникновению отклоняющего усилия на долоте, уводящего его от заданного направления бурения. Возможность создавать вооружение косозубым позволяет уже на этапе проектирования инструмента взаимно уравновесить эти силы за счет различной ориентации зубьев и их геометрии в рамках как одной шарошки, так и долота в целом.

Также на основе проведенных исследований было установлено, что оснащение шарошек буровых долот, предназначенных для бурения мягких и средних пород, косозубым вооружением позволит повысить эффективность удаления шлама как непосредственно из зоны разрушения породы, так и из межзубного пространства вооружения, а также повысит качество обработки забойной зоны за счет фрезерующего эффекта косозубого вооружения, что, в свою очередь, скажется на процессе выравнивания поверхности забоя, а следовательно, приведет к повышению эффективности очистки за счет поперечных потоков бурового раствора.

Ключевые слова: шарошечное буровое долото, мгновенная ось вращения, относительная и переносная скорость, косозубое вооружение, геометрия вооружения.
Ссылка для цитирования: Сериков Д.Ю., Гринев А.М. Исследование проскальзывания вооружения шарошечных буровых долот // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. № 7–8. С. 20–27.




← Назад к списку


im - научные статьи.