Удосконалення технології буріння свердловин з врахуванням стану породоруйнівного інструменту

Abstract

На сьогодні проблема нарощування обсягу видобування вуглеводнів є надзвичайно актуальною для нашої держави. Одним із шляхів її вирішення є збільшення обсягів буріння. При цьому доводиться вирішувати різнопланові та багатофакторні задачі. Перш за все, необхідно здійснити проводку свердловини згідно з проєктом та високими техніко-економічними показниками. Це, в свою чергу, включає проєктування і реалізацію таких режимів буріння, за яких максимально забезпечується ефективне руйнування вибою породоруйнівним інструментом з безаварійною роботою компоновок низу бурильної колони (КНБК) та бурильної колони в цілому. Як свідчить практика, цього не завжди вдається досягнути. Вибір оптимального для певних умов буріння породоруйнівного інструменту та максимальне вичерпання його ресурсу з високими технікоекономічними показниками, є однією з задач при плануванні спорудження свердловин. Зважаючи на значне зростання обсягів буріння свердловин долотами PDC, дослідження впливу стану озброєння на ефективність їх роботи є актуальними. Використання для цього в промислових умовах дороговартісних вимірювальних комплексів не завжди є економічно виправданим, чим зумовлена певна інформаційна невизначеність щодо умов роботи породоруйнівного та бурильного інструменту. Тому розробляння недорогих, простих і надійних в експлуатації технічних засобів для реєстрації навантаженості глибинного обладнання з дослідженням особливостей взаємодії долота з вибоєм свердловини є актуальною задачею.Проведено експериментальні дослідження впливу зношення алмазнотвердосплавної пластин (АТП) на зміну силових та енергетичних параметрів процесу різання гірської породи. Визначено середні значення сили та її складових, величину питомого навантаження, роботи та питомої енергії процесу руйнування гірської породи. Встановлено, що збільшення ступеню зношення пластини зумовлює зростання результуючої сили. При глибині різання h=0,5 мм результуюча сила зростає в 1,9 рази, а при глибині h=2,0 мм – 5,7 рази. Одночасна зміна ступеню зношування АТП та глибини різання до 2,0 мм, призводить до зростання результуючої сили у 46,7 рази.

Today, the problem of increasing the volume of hydrocarbon production is extremely urgent for our state. One of the ways to solve it is to increase the volume of drilling. In this case, it is necessary to solve diverse and multifactorial tasks. First of all, it is necessary to carry out the drilling in accordance with the project and high technical and economic indicators. This, in turn, includes the design and implementation of such drilling modes that maximize the effective destruction of the bottomhole by the rock destruction tool with trouble-free operation of the bottom hole assembly (BHA) and the drill string as a whole. As practice shows, this is not always possible to achieve. The choice of a rock destruction tool that is optimal for certain drilling conditions and the maximum use of its service life with high technical and economic indicators is one of the tasks when planning well construction. Despite a significant increase in the volume of drilling with PDC bits, studies of the influence of the state of the structure on the efficiency of their operation are relevant. The use of expensive measuring systems for this in industrial conditions is not always economically feasible, which causes a certain information uncertainty regarding the operating conditions of rock destruction and drilling tools. Therefore, the development of inexpensive, simple and reliable in operation technical means for recording the loading of downhole equipment with the study of the features of the interaction of the bit with the bottom of the well is an urgent task. Experimental studies of the influence of wear of PCD insert on the change of power and energy parameters of the process of cutting rocks have been carried out. The average values of the force and its components, the magnitude of the specific load, work and specific energy of the process of rock destruction are determined. It was found that an increase in the degree of wear of the plate causes an increase in the resultant force. At a depth of cut h = 0.5 mm, the resultant force increases 1.9 times, and at a depth of h = 2.0 mm it increases 5.7 times. A simultaneous change in the degree of wear of the PCD and the depth of cut to 2.0 mm, leads to an increase in the resultant force by 46.7 times.