Пристрій для направленого буріння

Проаналізовано стан і перспективи розвитку техніки і технології направленого буріння свердловин. Розглянуто особливості конструкції та принцип дії вдосконаленого пристрою направленого буріння. Вивчено питання механіки руйнування гірських порід проектованим пристроєм, а також роботи вузла його опори....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автори:	Давиденко, А.Н., Ігнатов, А.О., Науменко, М.О.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України 2017
Назва видання:	Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
Теми:	Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134311
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Пристрій для направленого буріння / А.Н. Давиденко, А.О. Ігнатов, М.О. Науменко // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 71-74. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-134311
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1343112018-06-14T03:03:47Z Пристрій для направленого буріння Давиденко, А.Н. Ігнатов, А.О. Науменко, М.О. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Проаналізовано стан і перспективи розвитку техніки і технології направленого буріння свердловин. Розглянуто особливості конструкції та принцип дії вдосконаленого пристрою направленого буріння. Вивчено питання механіки руйнування гірських порід проектованим пристроєм, а також роботи вузла його опори. Ключові слова: направлене буріння, траєкторія, свердловина, механізм руйнування, опора, підшипник. Проанализированы состояние и перспективы развития техники и технологии направленного бурения скважин. Рассмотрены особенности конструкции и принцип действия усовершенствованного устройства направленного бурения. Изучены вопросы механики разрушения горных пород проектируемым устройством, а также работы узла его опоры. Ключевые слова: направленное бурение, траектория, скважина, механизм разрушения, опора, подшипник. The state and prospects of the development of the technology and technology of directed bore hole drilling are analyzed. The design features and operation principle of the advanced directional drilling device are considered. The problems of fracture mechanics of rocks by the device being designed, as well as the work of the node of its support. Key words: directional drilling, trajectory, borehole, fracture mechanism, bearing, bearing. 2017 Article Пристрій для направленого буріння / А.Н. Давиденко, А.О. Ігнатов, М.О. Науменко // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 71-74. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 2223-3938 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134311 622.24 uk Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения
spellingShingle	Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Давиденко, А.Н. Ігнатов, А.О. Науменко, М.О. Пристрій для направленого буріння Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
description	Проаналізовано стан і перспективи розвитку техніки і технології направленого буріння свердловин. Розглянуто особливості конструкції та принцип дії вдосконаленого пристрою направленого буріння. Вивчено питання механіки руйнування гірських порід проектованим пристроєм, а також роботи вузла його опори. Ключові слова: направлене буріння, траєкторія, свердловина, механізм руйнування, опора, підшипник.
format	Article
author	Давиденко, А.Н. Ігнатов, А.О. Науменко, М.О.
author_facet	Давиденко, А.Н. Ігнатов, А.О. Науменко, М.О.
author_sort	Давиденко, А.Н.
title	Пристрій для направленого буріння
title_short	Пристрій для направленого буріння
title_full	Пристрій для направленого буріння
title_fullStr	Пристрій для направленого буріння
title_full_unstemmed	Пристрій для направленого буріння
title_sort	пристрій для направленого буріння
publisher	Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134311
citation_txt	Пристрій для направленого буріння / А.Н. Давиденко, А.О. Ігнатов, М.О. Науменко // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2017. — Вип. 20. — С. 71-74. — Бібліогр.: 4 назв. — укр.
series	Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения
work_keys_str_mv	AT davidenkoan pristríjdlânapravlenogoburínnâ AT ígnatovao pristríjdlânapravlenogoburínnâ AT naumenkomo pristríjdlânapravlenogoburínnâ
first_indexed	2025-07-09T20:44:07Z
last_indexed	2025-07-09T20:44:07Z
_version_	1837203560413003776
fulltext	РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 71 УДК 622.24 А. Н. Давиденко, д-р техн. наук, А. О. Ігнатов, М. О. Науменко Державний вищий навчальний заклад«Національний гірничий університет», м. Дніпро, Україна ПРИСТРІЙ ДЛЯ НАПРАВЛЕНОГО БУРІННЯ Проаналізовано стан і перспективи розвитку техніки і технології направленого буріння свердловин. Розглянуто особливості конструкції та принцип дії вдосконаленого пристрою направленого буріння. Вивчено питання механіки руйнування гірських порід проектованим пристроєм, а також роботи вузла його опори. Ключові слова: направлене буріння, траєкторія, свердловина, механізм руйнування, опора, підшипник. Вступ Управління просторовим положенням свердловин – одне з найважливіших задвдань технології буріння. Майже з перших кроків розвитку бурової справи поставали питання збереження заданого напряму свердловин. Надалі зі збільшенням глибини до переходу на спорудження не лише вертикальних, але похилих і горизонтальних свердловин завдання щодалі ускладнювалися, що потребувало розроблення спеціальних методів і засобів управління траєкторією свердловини [1]. На сучасному етапі розвитку техніки та технології буріння з метою корегування траси свердловини або штучного викривлення широко застосовують відхилювачі разової, періодичної та безперервної дії. До найскладніших за конструкцією належать відхилювачі безперервної дії ковзаючого типу. Проте зазначені пристрої мають певні недоліки: складність конструкції, нестабільність роботи вузла викривлення та значна інтенсивність викривлення при створенні необхідного осьового навантаження [2]. Мета цієї статті – висвітлення принципів удосконалення пристрою для направленого буріння, в якому конструктивні особливості виконання та функціонування робочих органів забезпечують необхідну його просторову орієнтацію і наслідок цього якнайповніше виконання завдання по корегуванню траси свердловини. Основний матеріал З метою розв’язання завдання з удосконалення пристрою для направленого буріння на кафедрі техніки розвідки РКК Національного гірничого університету розроблено конструкцію відхилювача [3], в якому конструктивні особливості виконання та функціонування робочих органів забезпечують необхідну просторову орієнтацію пристрою незалежно від осьового навантаження та твердості порід і як наслідок цього підвищуються – якість реалізації заданого профілю свердловини, стабільність та точність штучного викривлення незалежно від розробленості стовбура; створюються умови для реалізації відповідних значень осьового навантаження на пристрій; за рахунок цього досягають якнайповнішого виконання геологічного завдання при бурінні свердловин, посилюється інтенсивність та підвищується ефективність ведення робіт, збільшується рейсова швидкість буріння. Выпуск 20. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 72 Загальна схема пристрою для направленого бурінняпоказанана рисунку, де 1 – корпус; 2 – зубчасті диски; 3 – зірочки, змонтовані ні осі 4 та допоміжній осі 5. Зубчасті диски 2 та зірочки 3 закріплені на осях 4 і 5 дворядними підшипниками кочення 6. Ланцюги 7 оснащені зубцями 8 і кінематично пов’язані з зубчастими дисками 2 та зірочками 3. Зубчасті диски та зірочки можуть обертатись. Видаляється зруйнована порода із забою відбувається за рахунок подавання промивної рідини через циркуляційний канал 9. Відхиляється корпус пристрою від осі бурильних труб та стовбуру свердловини за допомогою спеціального механізму, що складається зі втулки 10 шарніру 11 та перевідника 12. Пристрій працює так: при постановці його на забій та вторгненні в гірську породу ланцюги 7, на зовнішній поверхні яких розміщені зубці 8 та зубчасті диски 2 руйнують породу. Ланцюги 7 та зубчасті диски 2, а внаслідок кінематичного зв’язку і зірочки 3, обертаються під впливом сил реакції забою свердловини. Через відмінність діаметрів зубчастих дисків 2 забезпечується необхідний перекіс корпусу 1 пристрою та дозволяє спрямовувати стовбур свердловини в потрібне просторове положення. Кут відхилення свердловини складається з суми кутів, що досягається кожним з дисків 2, тобто α + β + γ. Обертання на пристрій передається за рахунок наявності рухомого зубчастого з’єднання між шарніром 11 та корпусом 1. Задля виключення можливості провертання шарніра 11 всередині перевідника 12 його насаджено жорстко. Зміною втулки 10 досягають певного обмеження максимального значення кута перекосу пристрою. Інтенсивність викривлення стовбуру свердловини безпосередньо визначається можливістю оперативної заміни робочих органів пристрою – ланцюгів 7 і зубчастих дисків 2 та додаткового обмеження кута перекосу за рахунок втулки 10 відповідно до необхідних геометричних співвідношень навіть у польових умовах. Відмінність діаметрів зірочок позитивно впливає на забійні процеси руйнування гірської породи та створює умови для якнайефективнішого руйнування, а саме сколювання. Цей механізм пов’язаний з появою значних знакозмінних напружень, зумовлених наявністю моментів пар сил між трьома рухливими ланцюгами. Для можливості побудови математичної моделі роботи пристрою в аспекті руйнування гірської породи необхідно знати лінійне знімання матеріалу за час, іншими словами, поглиблення пристрою, що описується диференціальним рівнянням [4]  xQK dt dx  1 , (1) де Q – товщина загального лінійного шару; х – поточне зняття шару за час дії на всю оброблювану поверхню; K1 – коефіцієнт руйнування FкрK 1 , (2) де σкр – критичне напруження, за якого відбувається руйнування; μF – коефіцієнт площі або питомий імпульс. Знімання матеріалу розраховується за формулою Загальна схема пристрою для направленого буріння свердловин РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 73  S qdSG , (3) де S – площа оброблюваної поверхні; q – знімання з елементарної ділянки    N 1i iqq , (4) де N – кількість одиничних актів контактної взаємодії на елементарної ділянки; qi – знімання після одиничного акту контактної взаємодії. З метою поліпшення експлуатаційних характеристик розробленого пристрою необхідно розглянути також питання стійкості його опори, зокрема підшипників, що можливо досягнути не лише використанням промивних рідин з високими мастильними властивостями, й подання останньої до зони тертя під тиском, що зумовлює гідродинамічний ефект змащення. Для теоретичного дослідження роботи опори використовується диференціальне рівняння, за яким визначають розподіл тиску Р у зоні тертя без урахування впливу інерційних сил на рух мастила . z P h zx P h x 01313                     (5) де h – товщина шару мастила. Система координат для рівняння (5) складається з осі Z, нормальної до поверхні тертя. У свою чергу, ,PP / 11 1   (6) де  = ∞ у разі використання рідин. Параметр Р1 можна також записати у вигляді     zfxfP mm 211 , (7) підставивши (7) у (5), отримаємо звичайні диференціальні рівняня         ,0 ;0 2 2 2 2 2 1 1 2 1 2 mm mm mm mm f dz df z h h v dz fd f dx df x h h v dx fd       (8) де m – константа розподілу. Якщо    xChzxh z h 1,,0    , система (8) набере вигляду          .0 ;0 )( )( 22 2 2 1 11 1 2 1 2 mm m mm mm f dz fd f dx df dx xh xh v dx fd    (9) За пропонованими точними розв’язками можливо одержати задовільну апроксимацію виразу (9) при підстановці схематичного розподілу тиску, підтвердити ефективність використання в конструкції пристрою направленого буріння герметизованої мастильно- заповненої опори і розробити вимоги до мастильних матеріалів. Окрім зазначеного розглядуваний пристрій вирізняється можливістю застосування не лише в експлуатаційних свердловинах, які, як відомо, мають значний діаметр, а геологорозвідувальних невеликого діаметру, що найчастіше потребують викривлення. Також пристрій має відносно просту схему просторової орієнтації, яка передбачає лише його орієнтоване спускання, без застосування будь яких інших операцій. Досягають цього конструктивним виконанням вузлу перекосу, а саме наявністю рухомого зубчастого з’єднання Выпуск 20. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ 74 між шарніром та корпусом пристрою, що, у свою чергу допускає перекіс лише у вертикальній площині, положення якої визначається орієнтованим спусканням. Незначна відмінність діаметрів зубчастих дисків та рухомий гвинтоподібний контакт ланцюгів зі стінками свердловини забезпечують плавне набирання кривизни і жорстке центрування пристрою з відповідним калібруванням стінок свердловини без її розроблення. При симетричній заміні положення зубчастих дисків пристрій можна також використовувати для виправлення викривленого стовбура свердловини. Висновки 1. Розглянуто основні питання виникнення та розвитку техніки і технології направленого буріння свердловин. 2. Наведено вичерпні відомості про особливості конструкції і принципу дії вдосконаленого пристрою направленого буріння. 3. Вивчено питання механіки руйнування гірських порід проектованим пристроєм при поглибленні свердловини, а також роботи вузла його опори. Проанализированы состояние и перспективы развития техники и технологии направленного бурения скважин. Рассмотрены особенности конструкции и принцип действия усовершенствованного устройства направленного бурения. Изучены вопросы механики разрушения горных пород проектируемым устройством, а также работы узла его опоры. Ключевые слова: направленное бурение, траектория, скважина, механизм разрушения, опора, подшипник. A DEVICE IS FOR THE DIRECTED BORING DRILLING The state and prospects of the development of the technology and technology of directed bore hole drilling are analyzed. The design features and operation principle of the advanced directional drilling device are considered. The problems of fracture mechanics of rocks by the device being designed, as well as the work of the node of its support. Key words: directional drilling, trajectory, borehole, fracture mechanism, bearing, bearing. Література 1. Мельничук И. П. Бурение направленных скважин малого диаметра. – М.: Недра, 1978. – 232 с. 2. Костин Ю. С. Современные методы направленного бурения скважин. – М.: Недра, 1981. – 152 с. 3. Пат. 111351Україна. МПК Е 21 В 7/16. Пристрій для направленого буріння / А. О. Ігнатов. – Заявл. 07.10.13; Опубл. 25.04.16; Бюл. № 8. 4. Проволоцкий А. Е. Струйно-абразивная обработка деталей машин пород. – К.: Тэхника, 1989. – 177 с. Надійшла 16.06.17

Пристрій для направленого буріння

Репозитарії

Схожі ресурси