Статья:

Результаты производственных испытаний алмазной коронки с эксцентриситетом торца матрицы

Конференция: XLI Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: естественные и медицинские науки»

Секция: Науки о Земле

Выходные данные
Иордан В.И., Осипова Д.А. Результаты производственных испытаний алмазной коронки с эксцентриситетом торца матрицы // Молодежный научный форум: Естественные и медицинские науки: электр. сб. ст. по мат. XLI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(40). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_nature/1(40).pdf (дата обращения: 16.10.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 40 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Результаты производственных испытаний алмазной коронки с эксцентриситетом торца матрицы

Иордан Виктор Иванович
студент, Сибирский Федеральный Университет, РФ, г. Красноярск
Осипова Дарья Андреевна
студент, Сибирский Федеральный Университет, РФ, г. Красноярск
Нескоромных Вячаслав Васильевич
научный руководитель, д-р техн. наук, проф., почетный работник ВПО РФ, Сибирский Федеральный Университет, РФ, г. Красноярск

 

Одним из направлений совершенствования буровых инструментов является создание конструкций коронок и долот, обеспечивающих снижение интенсивности естественного искривления стволов скважин буримых в анизотропных горных породах [2].

На кафедре технологии и техники разведки МПИ института горного дела, геологии и геотехнологий СФУ производится разработка специального породоразрушающего инструмента, в том числе и разработкой специальных алмазных коронок с экцентриситетом матрицы для снижения естественного искривления в анизотропных горных породах.

После разработки алмазной коронки (патент на полезную модель №148333) [4], в соответствии с разработанной конструкцией были изготовлены макеты коронок и проведены стендовые исследования, результаты которых представлены в работе [1; 3] и их производственные испытания. В данной работе представлены материалы производственных испытаний макетов опытных коронок. Макеты буровых коронок КИТ были изготовлен из стандартной алмазных импрегнированных коронок типа HERO 7AA и FORDIA XTREME HWL TX69 c высотой матрицы 9 мм и диаметром 95,76 мм, предназначенных для бурения пород средней твердости путем удаления двух алмазосодержащих секторов с образованием двух больших промывочных пазов, что обеспечивало эксцентриситет торца матрицы коронки (рис.1).

Производственные испытания макетов опытной коронки производились на участке буровых работ золоторудного месторождения «Попутнинское». Бурение производилось на глубине 256−310 м. Целью натурных испытаний было установление особенностей износа коронки данной конструкции с целью ее дальнейшего усовершенствования, а также влияние применяемого макета буровой коронки на основные показатели бурения и интенсивность естественного искривления скважин. В результате применения макетов коронок КИТ удалось снизить величину естественного искривления по зенитному углу в 3,2 раза, по азимутальному углу значительного искривления не было при бурении как стандартной, так и опытной коронкой, тем не менее и по азимутальному углу было получено снижение интенсивности искривления в 1,15 раза.

Механическая скорость бурения опытными коронками выросла на 20−25%, что связано в первую очередь с равно пропорциональным уменьшением площади торца алмазосодержащих секторов коронки.

Так же в ходе натурных испытаний было выявлено некоторое снижение ресурса породоразрушающего инструмента, которое невозможно объяснить только уменьшением рабочей поверхности торца коронки при неизменных параметрах режима бурения. В первую очередь это связано с нарушением гидравлического сопротивления истечению бурового раствора через промывочные пазы, причиной которого стало появление в матрице коронки больших промывочных пазов и зашламование узких промывочных каналов. В результате уменьшения расхода промывочной жидкости через малые промывочные каналы, внутренняя поверхность алмазосодержащих секторов недостаточно охлаждалась, происходило налипание шлама в области малых промывочных каналов, уменьшение площади канала, что привело к повышенному их износу, уменьшению ресурса коронки.

 

Рисунок 1. Макет коронки с эксцентриситетом торца матрицы (КИТ): 1 – алмазосодержащие сектора; 2 – малый промывочный паз; 3 – место удаленных алмазосодержащих секторов

 

Вместе с тем испытания коронки КИТ показали ее высокую эффективность как средства для снижения естественного искривления скважин. Поэтому целью дальнейшего усовершенствования конструкции буровой коронки КИТ является исключение неравенства гидравлических сопротивлений в промывочных пазах коронки при сохранении эксцентриситета торца матрицы, особенно для условий бурения, сопровождающихся налипанием шлама в промывочных каналах.

Используя результаты экспериментальных стендовых исследований [1; 3] и производственных испытаний разработаны новые технические решения в направлении совершенствания коронок с эксцентриситетом торца матрицы. Данные разработки оформлены как заявки в Патентное ведомство на получение патентов на полезную модель (№2015151633, №2015148430). По данным заявкам в настоящее время имеется положительные решения о выдаче патентов.

 

Список литературы:
1. Нескоромных В.В., П.С. Пушмин, Г.Р. Романов, П.Г. Петенев, А.Л. Неверов Разработка и экспериментальные исследования особенностей работы алмазной коронки для бурения твердых анизотропных горных пород. Известия ТПУ, Томск, №4, том 326, 2015 г.
2. Нескоромных В.В. Направленное бурение и основы кернометрии. – Красноярск: Изд-во СФУ, 2012. – 328 с. 
3. Романов Г.Р., Петенев П.Г., Иордан В.И., Штукерт В.А. Результаты экспериментальных исследований особенностей работы алмазной коронки для бурения в твердых анизотропных горных породах. Труды XIX Международного симпозиума имени академика М.А.Усова студентов и молодых ученых, посвященного 70-летнему юбилею Победы над фашистской Германией. Том II; Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. − 962 с.
4. Спирин В.И., Будюков Ю.Е., Нескоромных В.В. и др. Алмазная коронка для бурения. Патент на полезную модель РФ №148333. Опубликовано 10.12.2014 г.