Результаты исследования деформационных процессов при бурении изотропных горных пород алмазным буровым инструментом

Цель данной статьи - анализ результатов проведенных аналитических и экспериментальных исследований процесса бурения изотропной горной породы алмазным породоразрушающим инструментом для представления в виде графических зависимостей взаимосвязи между основными параметрами процесса алмазного бурения и прочностными характеристиками твердых горных пород. В качестве исходного материала для работы приняты во внимание гипотезы, подкрепленные аналитическими расчетами и многочисленными экспериментальными исследованиями по разбуриванию в стендовых условиях кафедры нефтегазового дела Иркутского национального исследовательского технического университета блоков горных пород различной твердости алмазным породоразрушающим инструментом. Результаты исследований обработаны при помощи пакета MS Office Excel и представлены в виде графических зависимостей. В результате построены и проанализированы графические зависимости, позволяющие наглядно оценить взаимосвязи между основными техническими (диаметр породоразрушающего инструмента, число одновременно работающих резцов), технологическими (усилие резания-скалывания, осевая нагрузка, механическая скорость бурения, тип очистного агента и др.) параметрами процесса бурения и основными прочностными характеристиками (разрушающее напряжение, общий коэффициент сопротивления) твердых изотропных горных пород. Экспериментально доказана эффективность применения очистного агента, содержащего поверхностно-активные вещества, при бурении твердых горных пород алмазным инструментом. Проведенный анализ позволяет расширить имеющиеся представления о деформационных процессах, происходящих при бурении изотропных горных пород алмазным породоразрушающим инструментом. На основании представленных результатов могут быть составлены рекомендации по повышению эффективности алмазного бурения твердых пород. Результаты работы могут быть полезны для производственных геологоразведочных организаций, а также применены в учебном процессе.

горная порода, процесс разрушения, алмазный инструмент, механическая скорость бурения

1. Пушмин П.С., Нескоромных В.В. Аналитическое исследование влияния усилия резания-скалывания и коэффициента сопротивления на процесс разрушения горной породы алмазным резцом // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований: сб. стат. Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. уч. «Геонауки-2003». Вып. 3. Иркутск, 2003. С. 212-217.

2. Пушмин П.С., Нескоромных В.В., Ламбин А.И. Экспериментальные исследования буримости анизотропной горной породы // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований: сб. стат. Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. уч. «Геонауки-2005». Вып. 5. Иркутск, 2005. С. 310-316.

3. Пушмин П.С., Романов Г.Р. Особенности механизма разрушения твердой горной породы алмазным породоразрушающим инструментом // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2014. № 5 (48). С. 59-64.

4. Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам. Оренбург: Летопись, 2005. 664 с.

5. Богданов Р.К., Закора А.П., Исонкин А.М. Некоторые представления механизма работы алмазного резца буровой коронки // Совершенствование техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые: межвуз. науч. темат. сб. Вып. 25. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2003. С. 71-80.

6. Евсеев В.Д., Петухов М.В., Самохвалов М.А. Импульсные токи с забоя скважины - источник информации о свойствах горных пород // Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308, № 6. C. 39-43.

7. Зайцев В.И., Карпиков А.В., Че В.В. Эффективность использования долот PDC // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2014. № 5 (48). С. 58-66.

8. Третьяк А.Я., Попов В.В., Гроссу А.Н., Борисов К.А. Инновационные подходы к конструированию высокоэффективного породоразрушающего инструмента // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 8. С. 225-230.

9. Спирин В.И., Будюков Ю.Е., Кубасов В.В. Алмазный породоразрушающий инструмент для бурения скважин предельно малого диаметра на нефть и газ // Инженер-нефтяник. 2013. № 4. С. 24-26.

10. Пушмин П.С. Некоторые причины нарушения устойчивости стенок скважин // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2016. № 2 (55). С. 61-65.

11. Буглов Н.А., Карпиков А.В., Гриб П.С. Стендовые исследования характера закрепления на забое нижней части бурильной колонны при алмазном бурении геологоразведочных скважин // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2011. № 2 (39). С. 197-205.