Отправить статью по E-mail Анализ условий забуривания нового направления скважины в твердых горных породах съемным отклоняющим комплексом
- Авторы: Нескоромных В.В.1, Комаровский И.А.1, Лысаков Д.В.1, Головченко А.Е.1, Попова М.С.2, Баочанг Л.3
-
Учреждения:
- Сибирский федеральный университет
- Югорский государственный университет
- Университет Цзилинь
- Выпуск: Том 336, № 3 (2025)
- Страницы: 89-99
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/2500-1019/article/view/288665
- DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2025/3/4088
- ID: 288665
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. В настоящее время в практике геологоразведочных работ при необходимости корректировки направления проведения скважин главным образом используются отклонители непрерывного действия. Однако их применение сопряжено с определенными сложностями. Затраты времени на спускоподъемные операции, связанные с необходимостью подготовки скважины к искривлению, спуска отклонителя, проработки интервала искривления и т. д., значительны и непроизводительны. Формируемая кривизна скважины со значениями интенсивности от 1,5 град/м даже после проработки интервала специальными снарядами приводит к риску образования значительных перегибов колонны и потенциальным аварийным ситуациям, в особенности при применении снаряда со съемным керноприемником, ввиду невозможности его использования в скважинах, имеющих интенсивность искривления более 0,1–0,3 град/м. Конструктивные особенности отклонителей и ориентирующих устройств предопределяют сложности с корректной постановкой и надежным закреплением устройств на забое, нередки случаи отклонения плоскости набора кривизны от проектной. Принимая во внимание вышесказанное, разработка специального технического средства, позволяющего с высокой точностью и умеренной интенсивностью кривизны производить оперативную корректировку направления проведения скважин без подъема буровой колонны с применением комплекса снаряда со съемным керноприемником является актуальной и требующей решения задачей.
Цель: оценка силового воздействия на породоразрушающий инструмент при формировании нового направления ствола скважины съемным отклоняющим комплексом; оценка влияния бокового вооружения алмазного инструмента на траекторию забуриваемого ствола скважины; обоснование оптимального расположения вооружения на периферии алмазного породоразрушающего инструмента.
Объект: механизм формирования нового направления проведения скважины при фрезеровании её стенки.
Методы: сбор, анализ и обобщение информации о работе отклонителей непрерывного действия, аналитические исследования силового взаимодействия в призабойной зоне при формировании нового направления проведения скважин фрезерованием её стенки.
Результаты. Приведена оценка временных затрат на непроизводительные технологические операции при корректировке направления проведения скважин с использованием отклонителей непрерывного действия и съемным отклоняющим комплексом; приведена зависимость формируемого отклоняющего усилия при использовании съемного отклоняющего комплекса от физико-механических и геометрических характеристик инструмента, свойств горных пород; приведена зависимость для определения оптимального угла наклона алмазосодержащих штабиков для компенсирования дезориентирующего усилия при фрезеровании стенки скважины алмазным породоразрушающим инструментом.
Ключевые слова
Об авторах
Вячеслав Васильевич Нескоромных
Сибирский федеральный университет
Email: sovair@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8922-0779
Институт цветных металлов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии и техники разведки
Россия, 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79Игорь Андреевич Комаровский
Сибирский федеральный университет
Email: igorkomarovskij702@gmail.com
Институт цветных металлов, аспирант кафедры технологии и техники разведки
Россия, 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79Дмитрий Викторович Лысаков
Сибирский федеральный университет
Email: Lysackovd@yandex.ru
Институт цветных металлов, аспирант кафедры технологии и техники разведки
Россия, 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79Антон Евгеньевич Головченко
Сибирский федеральный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: antong77@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7069-6483
Институт цветных металлов, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и техники разведки
Россия, 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79Марина Сергеевна Попова
Югорский государственный университет
Email: alleniram83@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1462-8339
кандидат технических наук, доцент высшей нефтяной школы
Россия, 628012, г. Ханты-Мансийск, ул. Чехова, 6Лиу Баочанг
Университет Цзилинь
Email: liubc@jlu.edu.cn
ORCID iD: 0000-0002-0185-3684
профессор геоинженерии кафедры разведки и бурения
Китай, 130061, г. Чанчунь, ул. Химинжу, 938Список литературы
- Che D., Zhu W.-L., Ehmann K.F. Chipping and crushing mechanisms in orthogonal rock cutting // International Journal of Mechanical Sciences. – 2016. – № 119. – P. 224–236.
- A novel method for measuring and analyzing the interaction between drill bit and rock / X. Wang, Z. Wang, D. Wang, L. Chai // Measurement. – 2018. – № 121. – P. 344–354.
- Оценка влияния абразивности горных пород на параметры породоразрушающих машин / А.Б. Жабин, А.В. Поляков, Е.А. Аверин, Ю.Н. Линник, В.Ю. Линник // Записки Горного института. – 2019. – Т. 240. – С. 621–627.
- Toolface control method for a dynamic point-the-bit rotary steerable drilling system / Wang Weiliang, Geng Yanfeng, Wang Ning, Pu Xiaojiao, Joice de Oliveira Fiaux // Energies. – 2019. – № 12. – Р. 1–20.
- Tianshou Ma, Ping Chen, Jian Zhao Overview on vertical and directional drilling technologies for the exploration and exploitation of deep petroleum resources // Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources. – 2016. – Vol. 2. – № 4. – P. 365–395.
- Bashir B., Piaskowy M., Alusta G. Overview on directional drilling wells // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2021. – Vol. 16. – № 22. – P. 2305–2316.
- Петенев П.Г. Исследование и совершенствование компоновки бурильной колонны для повышения эффективности бурения геологоразведочных скважин: дис. ... канд. техн. наук. – Томск, 2016. – 179 с.
- Сулакшин С.С., Кривошеев В.В., Рязанов В.И. Методическое руководство по направленному бурению геологоразведочных скважин. – М.: Изд-во «Недра», 1978. – 186 с.
- Морозов Ю.Т., Мочуловский А.М. Механизм искусственного искривления скважин скользящими отклонителями непрерывного действия // Записки Горного Института. – 2017. – Т. 170. – № 1. – С. 33–36.
- Еловых П.Ф. Совершенствование забуривания новых направлений в открытом стволе скважины с искусственного забоя: дис. ... канд. техн. наук. – М., 2021. – 146 с.
- Evaluation and prediction of drilling wear based on machine vision / G. Peng, Z. Chuanmin, Y. Yiqing, W. Yinyue // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2021. – Vol. 114 (11). – P. 2055–2074.
- Prediction model of build rate of push-the-bit rotary steerable system / M. Wang, X. Li, G. Wang, W. Huang, Y. Fan, W. Luo, J. Zhang, X. Shi // Mathematical problems in engineering. – 2020. – Vol. 2020. – P. 1–9.
- Prediction of drill bit breakage using an infrared sensor / M.-J. Jeong, S.-W. Lee, W.-K. Jang, H.-J. Kim, Y.-H. Seo, B.-H. Kim // Sensors. – 2021. – Vol. 21. – P. 1–13.
- Васильев С.И., Милосердов Е.Е., Тряпичкин М.А. Технологические приемы забуривания дополнительных направлений с искусственных забоев в необсаженных стволах скважин // Горная промышленность. – 2016. – Т. 128. – № 4. – С. 73–76.
- Morenov V., Leusheva E. Development of drilling mud solution for drilling in hard rocks // International journal of engineering, transactions А: basics. Materials and Energy Research Center. – 2017. – Vol. 30. – № 4. – P. 620–626.
- Epikhin A., Zhironkin V. Method for determining the loads on the deflection module of the push-the-bit rotary steerable system // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. – 2021. – № 1. – P. 1–7.
- Нескоромных В.В., Лысаков Д.В. Разработка технологий и средств забуривания дополнительных стволов скважин с искусственного забоя отклонителями непрерывного действия в твердых и очень твердых горных породах // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. – 2020. – № 2. – С. 86–94.
- Устройство для направленного бурения скважин: пат. Рос. Федерация, № 2714998, заявл. 28.12.2018; опубл. 21.02.2020. Бюл. № 6. – 5 с.
- Разработка алмазного бурового долота для направленного бурения / В.В. Нескоромных, П.Г. Петенёв, Д.В. Лысаков, М.С. Попова, А.Е. Головченко, Лиу Баочанг // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 5. – С. 116–125.
- Алмазное буровое долото: пат. Рос. Федерация, № 198234, заявл. 06.02.2020; опубл. 25.06.2020. Бюл. № 18. – 5 с.
Дополнительные файлы
