Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении
В статье рассмотрены вопросы разработки и предварительные результаты применения гидроударных машин для ударно-вращательного бурения скважин. У статті розглянуті питання розробки та результати використання гідроударних машин для ударно-обертального буріння свердловин. The article discusses points of...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2012
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135502 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении / О.И. Калиниченко, А.В. Хохуля, Т.Ю. Тельбиш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2012. — Вип. 15. — С. 31-33. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-135502 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Калиниченко, О.И. Хохуля, А.В. Тельбиш, Т.Ю. 2018-06-15T11:42:03Z 2018-06-15T11:42:03Z 2012 Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении / О.И. Калиниченко, А.В. Хохуля, Т.Ю. Тельбиш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2012. — Вип. 15. — С. 31-33. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2223-3938 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135502 622.243.952 В статье рассмотрены вопросы разработки и предварительные результаты применения гидроударных машин для ударно-вращательного бурения скважин. У статті розглянуті питання розробки та результати використання гідроударних машин для ударно-обертального буріння свердловин. The article discusses points of development and preliminary results of use of hydraulic submersible units for hammer drilling. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении |
| spellingShingle |
Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении Калиниченко, О.И. Хохуля, А.В. Тельбиш, Т.Ю. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| title_short |
Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении |
| title_full |
Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении |
| title_fullStr |
Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении |
| title_full_unstemmed |
Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении |
| title_sort |
перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении |
| author |
Калиниченко, О.И. Хохуля, А.В. Тельбиш, Т.Ю. |
| author_facet |
Калиниченко, О.И. Хохуля, А.В. Тельбиш, Т.Ю. |
| topic |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| topic_facet |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| format |
Article |
| description |
В статье рассмотрены вопросы разработки и предварительные результаты применения гидроударных машин для ударно-вращательного бурения скважин.
У статті розглянуті питання розробки та результати використання гідроударних машин для ударно-обертального буріння свердловин.
The article discusses points of development and preliminary results of use of hydraulic submersible units for hammer drilling.
|
| issn |
2223-3938 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135502 |
| citation_txt |
Перспективы развития гидроударных механизмов в разведочном бурении / О.И. Калиниченко, А.В. Хохуля, Т.Ю. Тельбиш // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2012. — Вип. 15. — С. 31-33. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kaliničenkooi perspektivyrazvitiâgidroudarnyhmehanizmovvrazvedočnomburenii AT hohulâav perspektivyrazvitiâgidroudarnyhmehanizmovvrazvedočnomburenii AT telʹbištû perspektivyrazvitiâgidroudarnyhmehanizmovvrazvedočnomburenii |
| first_indexed |
2025-11-25T12:40:54Z |
| last_indexed |
2025-11-25T12:40:54Z |
| _version_ |
1850512370062852096 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
31
УДК 622.243.952
О. И. Калиниченко, д-р техн. наук; А. В. Хохуля, Т. Ю. Тельбиш
Донецкий национальный технический университет, Украина
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ГИДРОУДАРНЫХ МЕХАНИЗМОВ
В РАЗВЕДОЧНОМ БУРЕНИИ
В статье рассмотрены вопросы разработки и предварительные результаты
применения гидроударных машин для ударно-вращательного бурения скважин.
Ключевые слова: скважина, ударно-вращательное бурение, результаты применения
гидроударных машин.
Степень изученности ударно-вращательного (вращательно-ударного) бурения и
накопленный опыт конструктивной разработки непосредственно гидроударных машин,
обусловливающих рекомендуемые режимы эффективного разрушения пород в различных
горно-геологических условиях, являются достаточной основой дальнейшего развития
технической и технологической базы бурения геологоразведочных скважин.
Очевидна значимость теоретических и практических разработок Е. Ф. Эпштейна,
Г. И. Неудачина, В. Г. Ясова, Л. Г. Тарко, А. М. Ашавского, А. Т. Киселева,
Б. Б. Скобочкина, В. В. Цая и других исследователей, по сути, сформировавших
альтернативный вращательному способ бурения скважин. Несмотря на различные пути и
подходы к решению задач, иногда с противоречивыми выводами, в главном ученые едины:
развитие ударно-вращательного бурения – прогрессивное направление, способное
обеспечить высокую эффективность буровой отрасли.
К сожалению, в последние 20 лет современной вузовской и отраслевой наукой задачи
развития технической базы и технологии гидроударного бурения, практически не решаются.
Этим и обусловлена эпизодичность апробаций результатов исследований по выделенной
теме в научных изданиях.
В настоящее время сложно говорить об острой необходимости широкого развития
исследований по разработке новых гидроударных машин. Большинство геологоразведочных
предприятий Украины работают в условиях постоянного уменьшения объемов и тотального
сокращения финансирования буровых работ. Такая тенденция объективно оправдывает
геологоразведочные организации независимо от формы собственности в стремлении
сокращать расходы, тем более, связанные с затратой средств на повышение продуктивности
бурения скважин в будущем. Тем не менее, и в этой ситуации возникают проблемы, когда
научный потенциал вузов и академических институтов становится востребованным. При
этом решающим фактором представляется не столько репутация научного центра, сколько
приоритетность, результативность и современность исследований.
Теория и практика применения гидроударных машин как научное направление
родоначальником которого является Г. И. Неудачиный, уже более 40 лет непрерывно
развивается в Донецком национальном техническом университете (ДонНТУ). На
современном этапе результативность разработанных гидроударных машин и буровых
снарядов (ПБС) обеспечили Украине абсолютный приоритет в отечественной и мировой
практике бурения инженерно-геологических, поисково-съемочных и разведочных скважин
на морских акваториях [2].
К наиболее важным итоговым результатам проведенных исследований относится
подтвержденный факт возможного расширения области эффективного применения
гидроударных машин. При этом накоплен обширный материал по проектированию
гидроударников, степени изученности закономерностей работы и практической разработке
конструкций механизмов. С учетом функциональной идентичности гидроударников
различных типов (генерация возмущающих динамических нагрузок) полученные для ПБС
рекомендации могут быть полезны и иметь прикладную значимость при разработке машин
Выпуск 15. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
32
для ударно-вращательного и вращательно-ударного бурения скважин, а также ликвидации
прихватов бурового снаряда.
Потребность в таких разработках очевидна. При определенной кооперации ДонНТУ
и ИСМ им. В. М. Бакуля НАН Украины вполне реальна возможность создания целевых
гидроударников с широким диапазоном эффективной мощности на забое скважины, в том
числе для колонкового бурения твердосплавными и алмазными коронками.
Для разведочного бурения, где решающим является обеспечение эффективной
работы гидроударников при относительно малом расходе жидкости, весьма прогрессивны
механизмы двойного действия (ГДД). По сравнению с гидроударниками одинарного
действия, ГДД характеризуются более сложной кинематикой рабочего процесса и системой
распределения жидкости в цилиндре гидродвигателя машины. Очевидно, это обстоятельство
явилось основной причиной того, что машины одинарного действия (ГОД) стали
доминирующей технической основой при разработках гидроударного бурения. Вместе с тем
перспектива разработки ГДД во многом обусловливается возможностью формирования
такими механизмами эффективной мощности (энергии и частоты ударов), соизмеримой с
достигаемой ГОД при сниженной более чем в два раза подаче промывочной жидкости. Как
показал опыт создания ГДД для ударно-вибрационного бурения скважин на море, такие
машины даже в «сыром» исполнении ударного и клапанного узла имеют высокий
моторесурс с повышенными показателями эксплуатационной надежности [2].
Первые эскизные варианты ГДД диаметром 108 и 89 мм (а, в на рисунке), при
содействии и финансовой поддержке ПДРГП «Севергеология» (в лице В. А. Глобы и
директора ПП «Артезиан» А. С. Саленко) были разработаны в ДонНТУ в 2010 г.
а б в
Принципиальные схемы ГДД для бурения сплошным забоем (а), (в) и колонкового
бурения с обратной призабойной промывкой (б)
Результаты опытной оценки продуктивности ГДД-108 при бурении
гидрогеологической скважины на интервале гранитов были противоречивыми. При
подтвержденной надежности и работоспособности ГДД-108 механическая скорость бурения
не превышала 0,7 м/ч. Очевидно, такая эффективность ГДД-108 оказалась не только ниже
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
33
ожидаемой, но и явно недостаточной. Вероятными и скорее всего, наиболее важными
причинами низкой результативности разработки являются две: несоответствие развиваемой
энергии удара условиям разрушения выделенной породы; использование в качестве
породоразрушающего инструмента долот для пневмоударного бурения. Первая причина
относится к недостаткам, связанным с незавершенностью инженерных решений, и устранима
в результате более детальных исследований машины. Вторая причина, очевидно, связана как
с некорректной подготовкой промышленного эксперимента, так и отсутствием
проработанных рекомендаций по технологическим режимам бурения. В любом случае обе
причины не принципиальны и не могут быть рассмотринны как непреодолимое препятствие
для совершенствования ГДД и технологических режимов бурения с использованием
целевого породоразрушающего инструмента.
Относительно геолого-методических требований к бурению скважин использование
многофункциональных гидроударников позволяет решать задачу повышения выхода керна, в том
числе при бурении дезинтегрированных пород или в условиях повышенных требований к
качеству и сохранности керна. Для машин двойного действия с дифференциальным поршнем эта
проблема может быть принципиально решена за счет расширения функций гидродвигателя
гидроударного механизма, который кроме формирования динамических нагрузок на горную
породу обеспечивает обратную циркуляцию жидкости в колонковой трубе с помощью
встроенного двухклапанного насосного блока б на рисунке. Такая структура гидроударника
широко апробирована в конструкциях погружных буровых снарядов как при многорейсовом, так
и однорейсовом бурении скважин в донных осадках морских акваторий [2].
Определенную значимость комбинированный способ промывки скважин имеет при
использовании вращательно-ударного бурения алмазными коронками. Объемный тип
используемого насоса с плунжерным вытеснителем гарантирует наличие циркуляции потока
жидкости в колонковой трубе с интенсивностью, определяющейся частотой перемещения
поршня гидродвигателя и объемом камеры, зависящей от хода бойка и диаметра вытеснителя
и, как правило, составляет ½ подачи насоса на привод гидроударника. Снижение или
повышение производительности насосного блока можно регулировать либо на этапе
проектирования соответствующим подбором диаметра вытеснителя, либо использованием в
насосе нагнетательного клапана с дроссельным каналом.
В приведенном кратком и тезисном изложении одного из открытых вопросов в
комплексе стоящих перед бурением задач сделана попытка скорее не вскрыть, а заострить
очевидную проблему, а именно: при накопленном опыте создания гидроударных снарядов
(ДонНТУ) и высокопродуктивного алмазного инструмента (ИСМ им. В. М. Бакуля НАН
Украины) [1; 3], дальнейшие полномасштабные исследования, направленные на развитие
технической базы и технологии ударно-вращательного и вращательно-ударного бурения
скважин с расширением области и горно-геологических условий бурового производства
могут иметь существенную практическую значимость.
У статті розглянуті питання розробки та результати використання гідроударних
машин для ударно-обертального буріння свердловин.
Ключові слова: свердловина, ударно-обертальне буріння, результати використання
гідроударних машин.
The article discusses points of development and preliminary results of use of hydraulic
submersible units for hammer drilling.
Key words: borehole, rotary-percussion drilling, results of use hydraulic submersible.
Литература
1. Богданов Р. К., Закора А. П. Буровой инструмент, оснащенный
поликристаллическими сверхтвердыми материалами // Наук. пр. ДонДТУ. Сер.
гірничо-геологічна. – Донецьк: ДонДТУ, 2001. – Вип. 24. – С. 12–17.
2. Калиниченко О. И., Зыбинский П. В., Каракозов А. А. Гидроударные буровые
снаряды и установки для бурения скважин на шельфе. – Донецк: Вебер, Донецк. отд.,
2007. – 270 с.
3. Зыбинский П. В., Богданов Р. К., Закора А. П., Исонкин А. М. Сверхтвердые
материалы в геологоразведочном бурении. – Донецк: Норд-Пресс, 2007. – 244 с.
Поступила 03.06.12
|