ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН
Мета. Деталізоване аналітичне, лабораторне та стендове вивчення головних закономірностей процесів руйнування гірського масиву під впливом різних факторів, а також пошук шляхів ефективного функціонування інноваційних пристроїв комплексного гідромеханічного буріння в гірських породах, які відрізняться...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/370 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Tooling materials science |
Репозитарії
Tooling materials science| id |
oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-370 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Tooling materials science |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-02-06T06:49:22Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
гідромеханічне буріння свердловина вибій дисперсійне середовище гірська порода адсорбція поверхнево-активна речовина породоруйнівна куля деформація очисний агент. |
| spellingShingle |
гідромеханічне буріння свердловина вибій дисперсійне середовище гірська порода адсорбція поверхнево-активна речовина породоруйнівна куля деформація очисний агент. Ігнатов, Андрій ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН |
| topic_facet |
hydromechanical drilling borehole well face dispersion medium rock adsorption surfactant rock-breaking balls deformation cleaning agent. гидромеханическое бурение буровая скважина забой дисперсионная среда горная порода адсорбция поверхностно-активное вещество породоразрушающий шар деформация очистной агент. гідромеханічне буріння свердловина вибій дисперсійне середовище гірська порода адсорбція поверхнево-активна речовина породоруйнівна куля деформація очисний агент. |
| format |
Article |
| author |
Ігнатов, Андрій |
| author_facet |
Ігнатов, Андрій |
| author_sort |
Ігнатов, Андрій |
| title |
ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_short |
ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_full |
ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_fullStr |
ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_full_unstemmed |
ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН |
| title_sort |
визначення змісту окремих складових технологічного процесу гідромеханічного буріння свердловин |
| title_alt |
STUDY OF TECHNOLOGICAL FEATURES OF THE IMPLEMENTATION OF THE HYDROMECHANICAL DRILLING METHOD ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮ-ЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ГИДРОМЕХА-НИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН |
| description |
Мета. Деталізоване аналітичне, лабораторне та стендове вивчення головних закономірностей процесів руйнування гірського масиву під впливом різних факторів, а також пошук шляхів ефективного функціонування інноваційних пристроїв комплексного гідромеханічного буріння в гірських породах, які відрізняться за основними показниками фізико-механічних властивостей із наступною розробкою на основі отриманих даних раціонального техніко-технологічного регламенту спорудження свердловин різних груп приналежності із високими організаційно-економічними показниками.
Методика. Визначення основних технологічних особливостей вибійних руйнівних процесів, реалізованих при застосуванні пристроїв комбінованого гідромеханічного буріння, виконано за додержання методик аналітичного аналізу й експериментальних досліджень, а також шляхом залучення до процесів вивчення окремих прийомів математичного і фізичного моделювання, методик теоретичної обробки й інтерпретації результатів досліджень у середовищі SOLIDWORKS, STATGRAPHICS, МАTHСАD, відповідних контрольно-вимірювальних приладів, інструментарію та матеріалів. Вибійні процеси моделювалось на спеціальній стендовій установці, обладнаній спеціальними контрольно-вимірювальними приладами й пристроями (зокрема: витратомір, манометр, тахометр, координатник, підшипниковий вузол позиціонування, механізм подавання). Результати процесу руйнування гірського масиву ударами куль контролювалися за допомогою електронного штангенциркулю з глибиноміром (глибина лунки руйнування). Об'єм лунки руйнування визначався шляхом заповнення її пластиліном або парафіном. Поверхневий натяг промивальної рідини визначався сталагмометричним методом, що ґрунтується на залежності кількості крапель, утворених з об’єму сталагмометра, від поверхневого натягу рідини.
Результати. Вивчено основні особливості нині застосовуваних, здебільшого механічних, способів буріння свердловин. Визначено переваги гідромеханічного способу буріння з позицій суттєвої інтенсифікації вибійних процесів руйнування гірського масиву за рахунок створення розвиненої системи тріщин в породах. Визначено спільні риси циклу формування різних частин вибою свердловини при застосуванні проєктованих пристроїв. Переконливо доказано, що результати руйнівних процесів (об’єм лунки руйнування), знаходяться в залежності від таких аргументів, як інтенсивність прикладення навантаження, тобто швидкість руху куль, та їх кількість. Доведено існування фактору можливості і обґрунтованої необхідності застосування поверхнево-активних речовин в якості основних активаторів деформаційних взаємодій в парі «породоруйнівна куля - гірський масив», проте означене потребує раціонального підбору хімічних компонентів середовища руйнування.
Наукова новизна. Інтенсифікація руйнівних процесів за гідромеханічного способу буріння виступає функцією значної динамічності впливу циркулюючих в раціональній кількості куль на породний вибій та наявності активного фізико-хімічного впливу відповідно підготовлених промивальних рідин.
Практична значущість. Представлені до обговорення результати аналітичних й лабораторно-стендових досліджень є підґрунтям для розробки конструктивних і методичних основ реалізації базових принципів гідромеханічного буріння; вони з успіхом можуть бути використанні при адаптації інших способів буріння до конкретних свердловинних умов.
|
| publisher |
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/370 |
| work_keys_str_mv |
AT ígnatovandríj viznačennâzmístuokremihskladovihtehnologíčnogoprocesugídromehaníčnogoburínnâsverdlovin AT ígnatovandríj studyoftechnologicalfeaturesoftheimplementationofthehydromechanicaldrillingmethod AT ígnatovandríj opredeleniesoderžaniâotdelʹnyhsostavlâûŝihtehnologičeskogoprocessagidromehaničeskogobureniâskvažin |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:11Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:11Z |
| _version_ |
1850410055778697216 |
| spelling |
oai:ojs2.altis-ism.org.ua:article-3702024-02-06T06:49:22Z ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ ОКРЕМИХ СКЛАДОВИХ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН STUDY OF TECHNOLOGICAL FEATURES OF THE IMPLEMENTATION OF THE HYDROMECHANICAL DRILLING METHOD ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮ-ЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ГИДРОМЕХА-НИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН Ігнатов, Андрій hydromechanical drilling, borehole, well face, dispersion medium, rock, adsorption, surfactant, rock-breaking balls, deformation, cleaning agent. гидромеханическое бурение, буровая скважина, забой, дисперсионная среда, горная порода, адсорбция, поверхностно-активное вещество, породоразрушающий шар, деформация, очистной агент. гідромеханічне буріння, свердловина, вибій, дисперсійне середовище, гірська порода, адсорбція, поверхнево-активна речовина, породоруйнівна куля, деформація, очисний агент. Мета. Деталізоване аналітичне, лабораторне та стендове вивчення головних закономірностей процесів руйнування гірського масиву під впливом різних факторів, а також пошук шляхів ефективного функціонування інноваційних пристроїв комплексного гідромеханічного буріння в гірських породах, які відрізняться за основними показниками фізико-механічних властивостей із наступною розробкою на основі отриманих даних раціонального техніко-технологічного регламенту спорудження свердловин різних груп приналежності із високими організаційно-економічними показниками. Методика. Визначення основних технологічних особливостей вибійних руйнівних процесів, реалізованих при застосуванні пристроїв комбінованого гідромеханічного буріння, виконано за додержання методик аналітичного аналізу й експериментальних досліджень, а також шляхом залучення до процесів вивчення окремих прийомів математичного і фізичного моделювання, методик теоретичної обробки й інтерпретації результатів досліджень у середовищі SOLIDWORKS, STATGRAPHICS, МАTHСАD, відповідних контрольно-вимірювальних приладів, інструментарію та матеріалів. Вибійні процеси моделювалось на спеціальній стендовій установці, обладнаній спеціальними контрольно-вимірювальними приладами й пристроями (зокрема: витратомір, манометр, тахометр, координатник, підшипниковий вузол позиціонування, механізм подавання). Результати процесу руйнування гірського масиву ударами куль контролювалися за допомогою електронного штангенциркулю з глибиноміром (глибина лунки руйнування). Об'єм лунки руйнування визначався шляхом заповнення її пластиліном або парафіном. Поверхневий натяг промивальної рідини визначався сталагмометричним методом, що ґрунтується на залежності кількості крапель, утворених з об’єму сталагмометра, від поверхневого натягу рідини. Результати. Вивчено основні особливості нині застосовуваних, здебільшого механічних, способів буріння свердловин. Визначено переваги гідромеханічного способу буріння з позицій суттєвої інтенсифікації вибійних процесів руйнування гірського масиву за рахунок створення розвиненої системи тріщин в породах. Визначено спільні риси циклу формування різних частин вибою свердловини при застосуванні проєктованих пристроїв. Переконливо доказано, що результати руйнівних процесів (об’єм лунки руйнування), знаходяться в залежності від таких аргументів, як інтенсивність прикладення навантаження, тобто швидкість руху куль, та їх кількість. Доведено існування фактору можливості і обґрунтованої необхідності застосування поверхнево-активних речовин в якості основних активаторів деформаційних взаємодій в парі «породоруйнівна куля - гірський масив», проте означене потребує раціонального підбору хімічних компонентів середовища руйнування. Наукова новизна. Інтенсифікація руйнівних процесів за гідромеханічного способу буріння виступає функцією значної динамічності впливу циркулюючих в раціональній кількості куль на породний вибій та наявності активного фізико-хімічного впливу відповідно підготовлених промивальних рідин. Практична значущість. Представлені до обговорення результати аналітичних й лабораторно-стендових досліджень є підґрунтям для розробки конструктивних і методичних основ реалізації базових принципів гідромеханічного буріння; вони з успіхом можуть бути використанні при адаптації інших способів буріння до конкретних свердловинних умов. Purpose. Detailed analytical, laboratory and bench study of the main patterns of rock destruction processes under the influence of various factors. Finding ways to effectively operate innovative devices for complex hydromechanical drilling in rocks that differ in the main indicators of physical and mechanical properties. Development of technical and technological regulations for the construction of wells of different access groups with high organizational and economic indicators. Methods. Determination of the main technological features of downhole destruction processes implemented using combined hydromechanical drilling devices was carried out in compliance with the methods of analytical analysis and experimental research. It was also used to involve in the process of studying certain techniques of mathematical and physical modeling, methods of theoretical processing and interpretation of research results in the environment of SOLIDWORKS, STATGRAPHICS, MATHCAD, relevant instrumentation, tools and materials. Downhole processes were simulated on a special bench installation equipped with instrumentation and devices (in particular: flow meter, pressure gauge, tachometer, coordinate unit, bearing positioning unit, feed mechanism). The results of the process of destruction of the rock mass by impacts of balls were monitored using an electronic caliper with a depth gauge (depth of the destruction hole). The volume of the fracture hole was determined by filling it with plasticine or paraffin. The surface tension of the washing liquid was determined by the stalagmometric method, based on the dependence of the number of drops formed from the volume of the stalagmometer on the surface tension of the liquid. Findings. The main features of the currently used, mainly mechanical, methods of drilling wells have been studied. The advantages of the hydromechanical drilling method have been determined from the standpoint of significant intensification of downhole processes of destruction of the rock mass due to the creation of a developed crack system in the rocks. The general features of the formation cycle of different parts of the well bottom when using the designed devices are determined. It has been convincingly proven that the results of destruction processes (the volume of the destruction hole) depend on such arguments as the intensity of the load applied, in other words, the speed of movement of the balls, and their number. The existence of the factor of possibility and justified necessity of using surfactants as the main activators of deformation interactions in the “rock-breaking ball - rock massif” pair has been proven, but this requires a rational selection of the chemical components of the destruction medium. Originality. The intensification of destruction processes during the hydromechanical drilling method is a function of the significant dynamism of the impact of balls circulating in a rational amount on the rock face and is determined by the presence of an active physical and chemical effect of appropriately prepared drilling fluids. Practical implications. The results of analytical and laboratory bench studies presented for discussion are the basis for the development of constructive and methodological foundations for the implementation of the basic principles of hydromechanical drilling; they can be successfully used when adapting other drilling methods to specific well conditions. Цель. Детализованное аналитическое, лабораторное и стендовое изучение главных закономерностей процессов разрушения горного массива под влиянием различных факторов, а также поиск путей эффективного функционирования инновационных устройств комплексного гидромеханического бурения в горных породах, которые отличаются по основным показателям физико-механических свойств с последующей разработкой технико-технологического регламента сооружения скважин разных групп принадлежности с высокими организационно-экономическими показателями. Методика. Определение основных технологических особенностей забойных процессов разрушения, реализованных при применении устройств комбинированного гидромеханического бурения, выполнено при соблюдении методик аналитического анализа и экспериментальных исследований, а также путем привлечения к процессам изучения отдельных приемов математического и физического моделирования, методик теоретической обработки и интерпретации результатов исследований в среде SOLIDWORKS, STATGRAPHICS, МАTHСАD, соответствующих контрольно-измерительных приборов, инструментария и материалов. Забойные процессы моделировались на специальной стендовой установке, оборудованной контрольно-измерительными приборами и устройствами (в частности: расходомер, манометр, тахометр, координатник, подшипниковый узел позиционирования, механизм подачи). Результаты процесса разрушения горного массива ударами шаров контролировались с помощью электронного штангенциркуля с глубиномером (глубина лунки разрушения). Объем лунки разрушения определялся путём заполнения ее пластилином или парафином. Поверхностное натяжение промывочной жидкости определялось сталагмометрическим методом, основанным на зависимости количества капель, образованных из объема сталагмометра, от поверхностного натяжения жидкости. Результаты. Изучены основные особенности ныне применяемых, в основном механических, способов бурения скважин. Определены преимущества гидромеханического способа бурения с позиций существенной интенсификации забойных процессов разрушения горного массива за счет создания развитой трещинной системы в породах. Определены общие черты цикла формирования разных частей забоя скважины при применении проектируемых устройств. Убедительно доказано, что результаты процессов разрушения (объем лунки разрушения) находятся в зависимости от таких аргументов, как интенсивность приложения нагрузки, иными словами скорость движения шаров, и их количество. Доказано существование фактора возможности и обоснованной необходимости применения поверхностно-активных веществ в качестве основных активаторов деформационных взаимодействий в паре «породоразрушающий шар - горный массив», однако это требует рационального подбора химических компонентов среды разрушения. Научная новизна. Интенсификация процессов разрушения при гидромеханическом способе бурения выступает функцией значительной динамичности воздействия циркулирующих в рациональном количестве шаров на породный забой и определяется наличием активного физико-химического воздействия соответственно подготовленных промывочных жидкостей. Практическая значимость. Представленные к обсуждению результаты аналитических и лабораторно-стендовых исследований являются основой для разработки конструктивных и методических основ реализации базовых принципов гидромеханического бурения; они с успехом могут быть использованы при адаптации других способов бурения к конкретным скважинным условиям. Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля Национальной академии наук Украины 2024-01-23 Article Article application/pdf http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/370 Інструментальне матеріалознавство; Том 26 № 1 (2023): Інструментальне матеріалознавство; 39-49 Инструментальное материаловедение; Том 26 № 1 (2023): Інструментальне матеріалознавство; 39-49 Tooling materials science; Vol 26 No 1 (2023): Tooling marerials science; 39-49 2708-7328 2708-731X uk http://altis-ism.org.ua/index.php/ALTIS/article/view/370/274 Авторське право (c) 2023 Інструментальне матеріалознавство |