Анализ работы алмазных долот при строительстве скважин в сложных условиях

Цель данного исследования - анализ применения алмазных долот - долот типа PDC (polycrystalline diamond cutters - поликристаллические алмазные резцы) - при их работе в районах со сложным геологическим разрезом, а также разработка рекомендаций для дальнейшего усовершенствования инструмента. Долота PDC созданы для бурения породы мягкой и средней твердости, в регионах со сложным геологическим разрезом применение данных долот было неэффективным. В ходе работы изучалась механика образования нароста на резцах долота и его воздействие на разрушение горной породы. Исследовалось влияние прокачивания объема бурового раствора и перепада давления в винтовом забойном двигателе на механическую скорость бурения долота PDC. Выдвинут ряд предложений по улучшению геометрии и ориентации резцов инструмента, изменению конструкции площадки калибрующего вооружения и лопастей долота. Предложен ряд мер по уменьшению забойных вибраций долота при его работе. В результате установлен механизм возникновения нароста на рабочей грани резца и его опережающее воздействие на образование трещин в объемном слое породы. Выявлено влияние максимальной подачи раствора на полное отсутствие сальникообразования и резкое увеличение механической скорости бурения. Большую эффективность показали винтовые забойные двигатели с высоким крутящим моментом, найдены оптимальные диапазоны падения давления у долот PDC в зависимости от скорости потока раствора. Предложены методы уменьшения вибраций и стабилизации долот PDC при помощи применения конструктивного исполнения и геометрического улучшения резцов и лопастей инструмента, введения гибридных резцов в качестве резцов вспомогательных. Использование усовершенствованных долот PDC поможет повысить эффективность их работы в сложных геолого-технических условиях Восточной Сибири и Якутии.

бурение скважин, резцы PDC, долото, испытание