Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Создание эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород
ВАК РФ 25.00.15, Технология бурения и освоения скважин
Автореферат диссертации по теме "Создание эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород"
Бабичев Александр Анатольевич
Создание эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород
Специальность 25 00.15 - Технология бурения и освоения скважин.
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва-2008
1 6 ОНТ 2008
003448630
Бабичев Александр Анатольевич
Создание эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород
Специальность 25.00.15 - Технология бурения и освоения скважин
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва - 2008
Работа выполнена в обществе с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий -ВНИИГАЗ» (ООО «ВНИИГАЗ»)
Научный руководитель:
Доктор технических наук
ГС Оганов
Официальные оппоненты:
Доктор технических наук
Л С Курумов
Доктор технических наук
О Г Блинков
Ведущее предприятие: Общество с ограниченной ответственностью
«Буровая компания Открытого акционерного общества «Газпром» (ООО «Бургаз»)
Защита состоится« 11 » ноября 2008 года в 14 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 520 027 01 ОАО НПО «Буровая техника» по адресу. 115114, г Москва, ул Летниковская, 7-9
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПО «Буровая техника» - ВНИИБТ
Автореферат разослан -/¿7 2008 года
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук
Балденко
Общая характеристика работы. Актуальность проблемы.
Одним из основных путей сокращения затрат времени на сооружение скважин и уменьшения стоимости их строительства является улучшение показателей работы породоразрушающего инструмента, в том числе шарошечных долот, на которые приходится большая часть проходки при бурении нефтяных и газовых скважин
Показатели работы шарошечных долот определяются эффективностью разрушения горных пород, которая зависит от многочисленных факторов свойств горных пород, конструкции долота и ее соответствия проходимым породам, параметров режима бурения, глубины скважины, величины дифференциального давления, свойств буровых растворов, особенностей очистки забоя скважины от выбуренной породы и других факторов
Значительная часть разрезов нефтяных и газовых месторождений в Западной Сибири и южных регионах России и СНГ представлена мягкими и мягко-средними породами, при разбуривании которых на вооружении шарошек образуется сальник, из-за чего значительно снижается эффективность разрушения горной породы, а вследствие этого и показатели работы долот В связи с этим актуальной является разработка вооружения шарошечных долот, обеспечивающего при бурении в мягких и мягко-средних породах максимально возможное предотвращение сальникообразования одновременно с удалением сальника потоками промывочной жидкости Цель работы.
Повышение эффективности и снижение стоимости процесса углубления скважины за счет разработки эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород Основные задачи исследования:
1 Аналитическое исследование основных закономерностей влияния шлама на процессы разрушения горных пород шарошечными долотами
2 Исследование условий и причин образования сальника на вооружении шарошечных долот
3 Разработка конструкции вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород
4 Промысловые испытания эффективности разработанных шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород
Научная новизна:
1 Выявлены физические закономерности процессов, приводящих к образованию сальника на вооружении шарошечных долот
2 Получены аналитические соотношения между показателями работы и конструктивными особенностями шарошечных долот, свойствами горных пород и параметрами режима бурения
3 Разработан алгоритм расчета прогнозных показателей механического бурения, учитывающий влияние шлама на механизм взаимодействия вооружения долот с горными породами
4 Определены основные направления повышения эффективности вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород
Практическая ценность работы и реализация результатов
1 Разработаны методы использования полученных аналитических соотношений для интерпретации результатов бурения и прогнозной оценки эффективности шарошечных долот и параметров режима бурения
2 Разработаны методы совершенствования вооружения шарошечных долот, обеспечивающие предотвращение сальникообразования
3 Разработаны новые конструкции вооружения шарошечных долот для эффективного разбуривания мягких и мягко-средних горных пород
4 Разработаны и испытаны в промысловых условиях шарошечные долота с новой конструкцией вооружения для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород, использование которых позволило обеспечить улучшение показателей бурения.
Апробация результатов исследования
Результаты и основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях и семинарах, в том числе на-Всесоюзной конференции по механике сплошных сред (Ташкент, 1979 год), IV Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ЗапСибНИГНИ (Тюмень, 1979 год), XII Областной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (Харьков, 1979 год), XVIII
Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ВНИИГАЗа (Москва, 1981 год), Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы и пути решения задач по длительной сохранности недр и окружающей среды на период более 500 лет в зоне ведения геологоразведочных и буровых работ, трубопроводостроения и разработки нефтегазовых месторождениях на суше и морских акваториях» (Тюмень, 1997 год), Межрегиональной научно-технической конференции по проблемам газовой промышленности России, посвященной 35-летию «СевКавНИПИгаза» (г. Ставрополь, 1997 год), а также на заседаниях секции «Строительство, эксплуатация скважин и промысловая подготовка углеводородов» Ученого Совета ООО «ВНИИГАЗ» (1981-2007 годы), Ученом Совете ОАО НПО «Буровая техника» - ВНИИБТ Публикации.
По теме диссертации автором в открытой печати опубликованы 18 печатных работ, в том числе в журнале, входящем в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий» ВАК, включая 4 авторских свидетельства и патента на изобретение СССР и РФ Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и результатов, списка использованных источников, включающего 238 наименований Работа изложена на 112 страницах текста, содержит 4 таблицы и 46 рисунков
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи работы, изложены основные результаты, обладающие научной новизной и представляющие практическую ценность
В первом разделе приведен анализ основных факторов, влияющих на эффективность разрушения горных пород шарошечными долотами
Значительный вклад в изучение этих фундаментальных проблем бурения внесли такие отечественные и зарубежные исследователи как Абрамсон М Г, Агошашвили Т Г, Александров М А, Алексеев Ю Ф, Армянинов Г Ф, Бадалов Р А, Байдюк Б В , Барон Л И, Блинков О Г, Бревдо Г Д,
Богомолов Р М, Владиславлев В С , Гельфгат Я А, Голубинцев О Р , Гусман А М, Духнин А П., Железняков Ф И, Жидовцев Н А, Иоаннесян Ю Р, Кирсанова А Т, Колесников Н А, Королько Е И, Курумов JIС , Левина А Б , Левицкий А 3, Леонов Е Г, Лопатин Ю С, Мавлютов М Р, Минин А А, Орлов А В , Осипов П Ф, Павлова Н Н, Перегудов А А, Пестров А П, Попов А Н , Потапов Ю Ф , Симонов В В , Спасибов В М , Спивак А И, Стрекалова Р В , Толстых И Ф , Федоров В С , Филимонов Н М , Шацов Н И , Шрейнер Л А , Эйгелес Р М, Юнин Е К , Allen J Н, Bingham М G, Eckel J R, Galle E M, Maurer W С, Woods H В и многие другие
Ими были проведены аналитические, экспериментальные и промысловые исследования закономерностей основных процессов, происходящих на забое скважины при разрушении горных пород шарошечными долотами, а затем на основе полученных результатов предложены методы оценки эффективности изучаемых процессов при различных условиях бурения, а также повышения показателей работы долот Так А М Гусман обосновал необходимость и методы раздельного управления тремя основными процессами определяющими эффективность очистки забоя скважины очистки поверхности забоя, очистки призабойной зоны и очистки вооружения долота, а также в стендовых условиях исследовал процессы выноса шлама и удаления сальника с вооружения шарошек
Вместе с тем в проведенных к настоящему времени исследованиях закономерностей работы долот авторы недостаточное внимание уделяли изучению процессов сальникообразования на вооружении долот и влияния шлама на взаимодействие шарошечных долот с горными породами, хотя признавали их значительное влияние на эффективность бурения Это существенно ограничивало возможности анализа и управления этими процессами, например, именно с этим, на наш взгляд, связаны противоречия в систематизации результатов бурения, которую предложил MG Bingham на основе анализа большого объема данных, полученных в стендовых и промысловых условиях
В связи с этим интерес представляет предложенное В С Федоровым объяснение механизма влияния шлама на эффективность бурения, которое заключается в сжатии шлама в пространстве между зубьями шарошек и
поверхностью забоя скважины, в результате чего уменьшаются усилия внедрения зубьев долота в горную породу, шлам запрессовывается между зубьями долота и образовавшийся на вооружении сальник начинает воспринимать значительную часть осевой нагрузки на долото При этом в определенных условиях может происходить выжимание шлама из межзубцовых впадин
Для правильного учета и моделирования взаимосвязей между свойствами горных пород, конструктивными особенностями шарошечных долот, показателями их работы и параметрами режима бурения необходимо найти аналитические соотношения, отражающие эти взаимосвязи и объяснить физическую сущность процессов, обуславливающих влияние шлама и сальникообразования на процесс бурения Это позволит лучше понять характер влияния очистки забоя и вооружения на эффективность работы шарошечных долот, прогнозировать показатели бурения в различных горно-геологических _ условиях, более обосновано проектировать как режимы бурения, так и конструкции вооружения шарошечных долот
Во втором разделе приведены результаты аналитических исследований основных закономерностей влияния шлама на процесс разрушения горных пород шарошечными долотами, в том числе приводящих к образованию сальников на вооружении шарошек
Для определения условий, при которых шлам начинает оказывать существенное влияние на работу шарошечных долот, следует рассмотреть изменение его концентрации между двумя контактирующими с забоем зубьями одного венца шарошки при перекатывании шарошек долота по забою скважины
Очевидно, что в процессе разрушении горной породы в пространстве между соседними зубьями венца шарошки и поверхностью забоя скважины происходит резкое увеличение объемной концентрации шлама Если в определенный момент времени за счет разрушения породы объемная концентрация шлама к в пространстве между зубьями превысит значение кц -
концентрацию, при которой все это пространство будет заполнено структурой из контактирующих между собой частиц шлама, то дальнейшее перекатывание шарошки по забою скважины будет сопровождаться сжатием шлама,
находящегося в этом пространстве На создание сжатия шлама будет затрачена определенная доля С, осевой нагрузки на долото б, что приведет к
уменьшению доли нагрузки, передаваемой зубьями долота непосредственно на горную породу Ср то есть (7 = ^ +(?2
Сжимаемый шлам можно рассматривать как аналог дисперсного грунта и принять допущение, что закономерности его деформации и диаграммы сжатия аналогичны известным закономерностям деформации и диаграммам сжатия дисперсных грунтов.
С учетом того, что зубья долота не позволяют потоку бурового раствора эффективно удалять шлам, находящийся непосредственно под шарошками долота, можно считать, что шлам, образующийся при взаимодействии долота с породой, остается в пространстве между зубьями в течение времени их контакта с породой
Максимальная концентрация шлама в пространстве между зубьями возникнет при минимальном объеме этого пространства, то есть в момент максимального (при данных условиях бурения) внедрения обоих зубьев в поверхность забоя скважины Очевидно, что для конкретных условий бурения .существует проходка за один оборот долота 8, при которой максимальная за время контакта с породой концентрация шлама к в пространстве между соседними зубьями равна кп Это будет критическое значение проходки за
один оборот долота - 80 При превышении значения 80 бурение скважины
будет сопровождаться сжатием шлама, причем с увеличением разности 8-80
будет увеличиваться сжатие шлама и значение (?2
Для получения соотношений, позволяющих учесть влияние шлама на процесс бурения, ниже рассмотрены основные закономерности взаимодействия вооружения шарошечных долот с горными породами
Наиболее важной характеристикой процесса взаимодействия долота с горной породой является зависимость проходки за один оборот долота 8 от осевой нагрузки б Так как процесс разрушения горной породы при бурении скважин шарошечными долотами - это совокупный результат множества единичных взаимодействий зубьев долота с горной породой, каждое из которых имеет свои отличия, то в качестве значений всех используемых в
дальнейшем параметров примем значения этих параметров, осредненные по множеству единичных взаимодействий зубьев долота с горной породой
Забой скважины представляет собой неровную предразрушенную поверхность, из-за чего даже при самых малых величинах внедрения зуба долота в поверхность забоя от массива горной породы отделяются частицы шлама
Из предлагаемой многими авторами рекомендации по аппроксимации зависимости объема лунки ул, образующейся при внедрении зуба долота на глубину z, с помощью степенных функций, следует возможность аппроксимировать зависимость s(x) площади s поперечного сечения лунки, образующейся в результате разрушения породы, от высоты этого сечения х, отсчитываемой от нижней точки лунки, с помощью степенной функции вида s(x)=cx"
Рассматривая, далее, баланс энергии при взаимодействии зуба долота с забоем скважины и учитывая предложенное В JI Кирпичевым положение, в соответствии с которым работа, расходуемая на разрушение горной породы, пропорциональна разрушенному объему, можно получить уравнение для определения значения проходки за один оборот долота при использовании долот с вооружением, выполненным в виде призматических зубьев с углом при вершине 2у и длиной Ъ
где m = (n+l)/n, a = ['\N\n+\)m-lk^]l[nd2{X')mcm-xN^}, W = {7td2IAN^m-^lm{n+\)1^lmbtgyl^c2^1^ , G - осевая нагрузка на
долото, Л^- количество зубьев долота одновременно передающих осевую
нагрузку на забой скважины, И' - число зубьев долота, контактирующих с забоем скважины за один оборот долота, кн - коэффициент, учитывающий
непостоянство силы взаимодействия зуба долота с горной породой в процессе его внедрения, с/ - диаметр скважины, (70 =$КРШ - предельная нагрузка на зуб долота, при превышении которой начинается разрушение породы, $ - площадь контакта зуба с породой в момент начала ее разрушения, р — твердость
(1)
приповерхностного слоя горной породы, имеющей микроразрушения, созданные при предыдущих взаимодействиях зубьев долота с забоем скважин, Ар - сумма дифференциального давления и давления шлама, сжимающегося в межзубцовых впадинах шарошек, на частицы, образующиеся при разрушении породы зубом долота, А* =А-Ар2/К, А-Ау - удельная объемная энергоемкость процесса разрушения породы зубом долота, зависящая от физико-механических свойств породы, конфигурации зубьев долота, кинематики и условий его внедрения в породу (например дифференциального давления, давления сжимающегося шлама), К = £/(3(1-2и)) - модуль объемной деформации разрушаемой горной породы, Е - модуль деформации разрушаемой горной породы, V - коэффициент Пуассона разрушаемой горной породы
Решение уравнения (1) может быть получено численными методами В частном случае, при т = 2 уравнение (1) преобразуется к простой зависимости <5 = 3(С,Ар) Если значение мало и им можно пренебречь, что справедливо
для мягких и средних пород при использовании долот, имеющих зубья с малым притуплением, то уравнение (1) при Ар = 0 преобразуется к степенной зависимости проходки за один оборот долота от осевой нагрузки на долото д = аОт.
Для оценки условий, при которых шлам начинает влиять на процесс взаимодействия шарошечного долота с горной породой, положим, что концентрация шлама между соседними зубьями одного венца шарошки до разрушения породы равна концентрации шлама в призабойной зоне скважины к^ После разрушения породы она скачком увеличивается за счет вновь
образовавшихся частиц шлама Объем между зубьями уменьшается за счет внедрения зубьев в породу на глубину г и увеличивается на величину объема породы Vл(2)> разрушаемой зубом долота На забое имеется забойная рейка треугольного профиля (шаг рейки равен шагу зубьев) с углом при вершине 2у , которая также уменьшает свободный объем между зубьями по сравнению
с объемом при внедрении зубьев в ровную поверхность забоя
Для долота, венцы которого оснащены призматическими зубьями, а межзубцовое пространство имеет треугольное поперечное сечение с высотой I и углом при вершине 2ум, можно записать уравнение для определения 50
кп =[к/й(\-К8^'т)2+5^ /4ЛП/[Г0(1 +30лй2 /4ЛП. (2)
где У0 = Ум - Vр, Ум - объем межзубцового пространства, Ур - объем выступа рейки, Я=[^7 ~18У )]х[(ж/2(п+1)/4сЛ^]((т"')/т), решение
Р р м
которого может быть получено численными методами
Пренебрегая уменьшением объема между зубьями при внедрении их в породу и полагая Я = 0, можно из уравнения (2) получить приближенное соотношение 80=£{\.—к1)1кп), где ^ = 4кпУ0Ы'/[т12(\-к11)], которое
определяет линейную зависимость 80 от ^
Закономерности движения промывочной жидкости и частиц шлама в зоне долота зависят от схемы промывки и конструктивных особенностей долота, расхода и свойств промывочной жидкости, условий истечения ее из промывочных устройств долота, а также от объема шлама, образующегося или находящегося на забое скважины С учетом этого рассмотрим взаимосвязь между полным расходом промывочной жидкости через промывочные устройства долота Qп, расходом промывочной жидкости через призабойную
зону скважины Q и концентрацией в ней шлама к^
Для простоты, течение промывочной жидкости в призабойной зоне будем рассматривать как течение вязкой жидкости между параллельными плоскостями, расположенными на расстоянии 2к. Кроме того, будем упрощенно полагать, что часть промывочной жидкости, истекающая из промывочных отверстий долота, но не участвующая в выносе шлама, протекает мимо призабойной зоны между параллельными плоскостями, расположенными на расстоянии 2Я Длину участка течения в зоне долота принимаем равной 1т,
а ширину потока - Ь Приближенно значения 2/г, 2Я, 1т и Ьт можно
оценить исходя из конструктивных особенностей долот
Используя аппроксимацию зависимости вязкости суспензии от объемной концентрации в ней твердой фазы с помощью экспоненциальных функций и
рассматривая течение промывочной жидкости при перечисленных выше допущениях, получаем выражение для определения расхода промывочной жидкости через призабойную зону скважины
е=[2(1-^0)ея]/{(Я//г)3ехр(а/0)+1-^0 +
+^[(Н/к)3 ехр(а1к0)+\~к0]2+2к0ршН3дп/З///^2(3)
где р - вязкость промывочной жидкости, а5 - коэффициент, зависящий
от дисперсности твердой фазы суспензии, а также физико-механических свойств жидкой и твердой фаз суспензии
Учитывая равенство количеств образующегося и уносимого шлама при установившемся процессе бурения, можно получить оценку значения 80 из
совместного решения системы уравнений, состоящей из уравнения (2), выражения (3) и соотношения
к0 = Ы20)30 /(4£)+ж12й)б0), (5)
где со - частота вращения долота
Зависимость проходки за один оборот долота от параметров режима бурения при 8>§й может быть определена с помощью приведенных выше
соотношений и диаграммы сжатия шлама на основе расчетов, осуществляемых в соответствии со следующим алгоритмом
1 Задается проходка за один оборот долота 8
2 Из соотношения £=4Лг'с7п+|/[яг/2(л+1)] определяется полная глубина внедрения г зубьев долота в породу
3 Из совместного решения системы уравнений, состоящей из (3) и (5), определяется концентрация шлама в призабойной зоне скважины к0
4 Для каждого венца долота определяется изменение объема между соседними зубьями долота и поверхностью забоя скважины V , а также
изменение объема разрушенной породы Урп, попадающей в пространство
между зубьями за время взаимодействия двух соседних зубьев венца с забоем Для упрощения можно предположить, что происходит непрерывное разрушение породы по мере внедрения в нее зуба долота Изменение объемов
уе и V рассчитывается на основе кинематики долота, при этом используются геометрические размеры шарошек и забойной рейки и зависимость объема лунки от глубины внедрения зубьев Ул=сг"+1 /(п+1), в которой значение г
полагается равным текущему значению глубины внедрения соответствующих зубьев
5 Определяется момент времени, в который концентрация шлама между зубьями достигает значения кп и соответствующий этому моменту свободный объем между зубьями V'
6 По соотношению + У ) рассчитывается
изменение концентрации шлама между соседними зубьями во времени (при к>кп)
7 Из соотношения е=\-кп/к находится изменение во времени относительной объемной деформации шлама е
8 По диаграмме сжатия шлама <т = сг(г) определяется изменение во времени возникающего в пространстве между зубьями давления р = р(0 сжимающего шлам
9 По геометрическим размерам венцов, кинематике долота и зависимости р = р(1) определяется изменение во времени вертикальной составляющей сил сжатия шлама для каждого венца <32 = С; (г)
10 Для каждого венца шарошек долота определяется средняя за время контакта двух соседних зубьев венца с забоем вертикальная составляющая сил сжатия шлама С72 и путем суммирования значений по всем венцам долота определяется значение С2
11 Из соотношения (1) определяется величина С?,.
12 Из соотношения О = б, + определяется осевая нагрузка на долото при заданной величине проходки за один оборот долота
Повторение указанных расчетов при разных значениях 8 позволяет определить зависимость проходки за один оборот долота от параметров режима бурения при 5>8й
При сжатии шлама в межзубцовых впадинах на их торцах образуются откосы шлама, как это показано на рисунке 1. Если давление сжатия шлама в межзубцовом пространстве превысит предельное давление рп, которое могут выдержать эти откосы, то
начнется выжимание шлама из межзубцового пространства. Этот эффект необходимо учитывать при проведении расчетов по определению <?,. Предельное значение давления р0 может быть определено соотношением: р0 = 2£^со8<р/(1-зт<р), где к^ - сцепление частиц шлама, ср -
угол внутреннего трения сжимаемого шлама. Так как шлам выжимается из межзубцового пространства с обоих его торцов, можно рассматривать выжимание шлама только из одной половины межзубцового пространства.
При Р> р0 шлам начинает выжиматься из межзубцовой впадины. При
этом для любого момента времени в интервале 0<х<Л, (где Л, =6/2 -половина длины зуба) можно выделить две области. В области 0 <*</(/) (/(г) - граница начала выжимания шлама) шлам сжимается в соответствии со своей диаграммой сжатия Р = , а горизонтальная составляющая скорости частиц шлама равна нулю. В области /(/) < ^ < Д, наряду со сжатием шлама происходит его выжимание с горизонтальной скоростью .
Рассматривая уравнение неразрывности, пренебрегая изменением плотности р(х,{) на участке выжимания шлама, используя граничное условие
рЦ) = 0 и граничное условие р(х,г)| ^ = р[1 ({)/)]- р*(/), где р*({) - давление
сжатия шлама в области, в которой выжимание отсутствует, определяемое соотношением Р — , получаем дифференциальное уравнение для определения зависимости Щ):
р (0 = Сехр(-1пМЖФ + Л + ВЩ) > (6)
I I I
« 1 *
^НяйН^В
йвкмЗД
- лА
I ' I . I { \
! Ш) ! !
Рисунок 1 - Схема выжимания шлама из межзубцового пространства
где - площадь поперечного сечения свободного пространства между зубьями и забоем, Л = £ = 5(<М0/£„/>
Л2 (} Л Л
n(t) = p^-~-t Ln - периметр поперечного сечения межзубцового dt
пространства, /=fgip) - средний по периметру коэффициент трения, к -
сц
среднее по периметру значение сцепления
Производная 41ill входит в дифференциальное уравнение (6) через dt
коэффициенты А и С, которые можно разрешить относительно производной и интегрировать численными методами при начальном условии /(f) =
dt
при f = 0 (время t = 0 соответствует моменту начала выжимания шлама)
После определения зависимости /(f) определяются выражения m{t), n{t), A(t), B(t), C(t), а затем определяется распределение давления в выжимаемой части шлама Значение среднего по длине зубьев долота давления можно
1 л1
определить из соотношения р =— f p{x,t)dx, а затем для
ср \ 0
соответствующих венцов долота при расчете изменения во времени вертикальной составляющей сил сжатия шлама G2 =G2(t) использовать значение рср вместо значения p(t)
Полученные соотношения позволяют объяснить встречающиеся в практике бурения закономерности влияния конструкции долот, физико-механических свойств горных пород, режимов бурения и образующегося шлама на показатели бурения Результаты могут быть использованы как для проектирования вооружения шарошечных долот, так и для выбора параметров режима бурения Например, они позволяют оценить значение степени в степенной зависимости проходки за один оборот долота от осевой нагрузки по данным о внедрении зубьев в горную породу
В третьем разделе рассмотрены механизм образования сальника на вооружении шарошечных долот
При разбуривании мягких и мягко-средних пород основным препятствием для повышения механической скорости проходки является образование на вооружении шарошек сальника, которое обусловлено как повышенной склонностью этих пород к налипанию на металл шарошек (адгезией), так и значительными давлениями сжатия шлама, возникающими в межзубцовых пространствах шарошек в процессе бурения В результате при перекатывании шарошек по забою скважины в межзубцовые впадины венцов шарошек запрессовывается шлам - на вооружении образуется сальник, препятствующий эффективному разрушению горной породы зубьями долота
А М Гусман предложил один из путей борьбы с сальникообразованием на вооружении шарошек, который заключается в гидромониторном разрушении образовавшегося на вооружении шарошек сальника за счет соответствующих схем промывки долота и специальной ориентации промывочных отверстий и удлиненных насадок, обеспечивающих вымывание запрессовавшегося шлама из межзубцовых впадин Однако, в целом ряде горно-геологических условий только гидромониторная очистка вооружения может быть недостаточной В связи с этим необходимо детальное изучение механизма образования сальников и создание специального вооружения, препятствующего сальникообразованию Как уже отмечалось, при достижении определенной концентрации шлама в межзубцовых впадинах венцов шарошек происходит его сжатие, которое может сопровождаться выжиманием шлама из межзубцовых впадин Очевидно, что частицы шлама будут запрессованы только при отсутствии эффекта выжимания шлама
Если область выжимания шлама захватывает весь объем межзубцовой впадины, то запрессовка в него частиц шлама и образование сальника происходить не будет Однако, эксперименты по вдавливанию штампа в дисперсные грунты показывают, что в дисперсных грунтах образуется «жесткое ядро», показанное на рисунке 2 При этом находящиеся в «жестком ядре» частицы имеют ограниченное смещение по отношению друг к другу Шлам можно рассматривать как аналог дисперсного грунта, поэтому даже при наличии выжимания шлама на дне межзубцовой впадины, по-видимому,
образуется «жесткое ядро», в котором частицы шлама имеют ограниченное смещение по отношению друг к другу и стенкам межзубцовой впадины. Вследствие этого, а также адгезии и наличию компонентов бурового раствора происходит слипание частиц шлама в единую консолидированную массу, которая прилипает к стенкам межзубцовой впадины. Следует отметить, что по опытным данным В.Г. Березанцева угол при вершине «жесткого ядра» обычно превышает 7г/2, но не может быть больше чем к-2<р, где <р -угол внутреннего трения дисперсных грунтов, который с увеличением размера частиц изменяется от 24° до 40°. Угол внутреннего трения у сжимающегося шлама зависит от размеров его частиц, свойств разбуриваемой породы и бурового раствора.
При бурении процесс сжатия шлама в межзубцовых впадинах повторяется постоянно, поэтому при достаточной степени консолидации частиц уже спрессованного шлама происходит повторное формирование «жесткого ядра» и увеличение высоты шлама, запрессованного в межзубцовой впадине.
На основе полученных результатов появилась возможность предложить пути создания антисальникового вооружения долот.
В четвертом разделе рассмотрены вопросы создания вооружения шарошечных долот, обеспечивающего эффективное предотвращение образования на нем сальников.
Результаты исследований механизма образования сальника в межзубцовых впадинах шарошечного долота, приведенные в разделах 2 и 3, позволяют предложить ряд способов предотвращения сальникообразования за счет внесения изменений в конструкцию вооружения шарошек долота.
Один из способов, обеспечивающих уменьшение сальникообразования, заключается в снижении как коэффициента трения шлама по поверхности шарошек, так и адгезии к ней частиц шлама. Достигнуть этого эффекта можно за счет специальной обработки поверхностей шарошек и (или) в нанесении на поверхность шарошек специальных покрытий. Например, покрытий,
Рисунок 2 - Форма «жесткого ядра», образующегося в дисперсном грунте при вдавливании в него штампа
аналогичных покрытиям, используемым на долотах «Black Ice» фирмы «Hughes Christensen» Однако, для реализации этого способа необходима разработка сложных и дорогостоящих методов обработки поверхностей шарошек, специальных материалов и технологий для нанесения надежных покрытий Кроме того, возможный положительный эффект представляется неопределенным
Нами предложен и запатентован способ предотвращения сальникообразования на вооружении долот, который заключается в размещении в межзубцовых впадинах венцов специальных упругих элементов Эти упругие элементы сжимаются при возникновении сжатия шлама в межзубцовом пространстве, а после выхода зубьев долота из контакта с породой выталкивают сжатый шлам из межзубцового пространства Нами было предложено и запатентовано техническое решение по размещению в межзубцовых впадинах подобных упругих элементов, предотвращающих запрессовывание шлама в межзубцовые впадины Однако для реализации данного способа предотвращения сальникообразования требуется разработка технологии надежного крепления упругих элементов в межзубцовых впадинах и разработка специальных материалов для изготовления самих упругих элементов, то есть также создание достаточно сложных технологий, необходимых для изготовления долот
Проведенный нами анализ показал, что существует более простой и эффективный путь решения проблемы, который также был нами запатентован По нашему мнению, основным путем предотвращения сальникообразования является предотвращение образования «жесткого ядра» при сжатии шлама в межзубцовых впадинах венцов шарошек Если «жесткое ядро» не будет образовываться, то не произойдет и слипание находящихся в нем частиц шлама в единую консолидированную массу В результате нами был сделан вывод о том, что предотвратить образование «жесткого ядра» при сжатии шлама в межзубцовых впадинах можно за счет размещения поперек межзубцовых впадин перемычек, соединяющих смежные зубья При этом углы между боковыми стенками и плоскостью, проходящей через вершину перемычки и перпендикулярной к плоскости соединяющей площадки притупления смежных с перемычкой зубьев, должны быть меньше к!А Дело в том, что в
соответствии с исследованиями Л.А. Шрейнера значения коэффициентов трения между горными породами и сталями не превышают 1,0, то есть углы трения не превышают л!4. При смачивании трущихся поверхностей жидкостью происходит уменьшение коэффициентов трения, поэтому частицы шлама в процессе сжатия будут легко смещаться вдоль боковых стенок перемычек и выходить за пределы межзубцовых впадин. Соответственно результирующие усилия сжатия шлама окажутся существенно меньшими, чем при отсутствии перемычки, а сальник в межзубцовом пространстве не будет образовываться. Как показали наши исследования, для уменьшения усилий сжатия шлама в межзубцовых впадинах при износе вооружения долота высота перемычек не должна превышать 80% от высоты межзубцовых впадин. Таким образом, нами был разработан достаточно простой в реализации способ предотвращения образования сальника на вооружении долот.
В качестве основы для конструирования долот с предлагаемой для разбуривания мягких и мягко-средних пород системой вооружения было принято долото 215,9MC-FHy-R45, изготавливаемое ОАО «Волгабурмаш».
Выбор данного прототипа был обусловлен тем, что технология изготовления шарошек данных долот предусматривает фрезерование вооружения шарошек на станках с ЧПУ, которые позволяют за счет использования соответствующих программных средств обеспечить получение расположенных в межзубцовых впадинах перемычек без использования трудоемкой в изготовлении и сложной в применении оснастки.
На основе анализа конструкции базового долота 215,9МС-ГНУ-1145 были рассчитаны
Ш геометрические параметры венцов шарошек,
■ИШВа» обеспечивающие, не только снижение
сальникообразования, но и увеличение
износостойкости вооружения долота. В
результате совместно с P.M. Богомоловым были
— разработаны и изготовлены долота
215,9MCTHV'-R45A для разбуривания мягких и
Рисунок 3 - Долото мягко-средних пород, внешний вид которых
215,9МС-ГНУ-Я45А
представлен на рисунке 3.
В пятом разделе приведены результаты промысловых испытаний разработанных шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород
Промысловые испытания разработанных долот были проведены при бурении скважин в Туркмении, в Западной Сибири и Приазовском регионе России
В Туркмении разработанные долота испытывались при бурении эксплуатационных скважин на площадях, разбуриваемых ПО «Туркменбургаз», в интервале 1933 3602 м, сложенном в основном терригенными отложениями, представленными глинами с подчиненными прослоями песчаников Опытные и серийные долота имели одинаковые схемы промывки, а при отработке опытных и серийных долот в одинаковых интервалах разреза использовались одинаковые режимы бурения и одинаковые буровые растворы При отработке опытных и серийных долот использовались следующие режимы бурения осевая нагрузка на долото - 100 220 кН, производительность насосов -20 35 л/с, давление бурового раствора на стояке -46 МПа, частота вращения ротора, - 80 90 мин1, а буровые растворы имели следующие параметры плотность - 1200 1240 кг/м3, условная вязкость - 40 .60 с, водоотдача-5 . 7 см3/30 мин
В процессе бурения обеспечивалась двухступенчатая очистка бурового раствора (с использованием вибросит и гидроциклонов) Осмотр отработанных опытных долот показал, что у них отмечается в основном износ опоры, а износ вооружения не превышал 30 35% Аварий с долотами не наблюдалось
Сопоставление результатов работы предлагаемых и серийных долот показывает, что средние показатели разработанных долот превышают средние показатели серийных долот по проходке на долото на 53%, а по механической скорости проходки на 30%
В Западной Сибири промысловые испытания разработанных долот проводились в филиале «Тюменбургаз» ООО «Бургаз» при бурении скважин на Уренгойском месторождении в интервале глубин 2335 . 3100 м, сложенном терригенными отложениями нижнего мела, представленными переслаивающимися глинами и песчаниками Опытные и серийные долота имели одинаковые схемы промывки, а при отработке опытных и серийных
долот в одинаковых интервалах разреза использовались одинаковые забойные двигатели - турбобуры ТН-195 или винтовые забойные двигатели Д2-172, одинаковые режимы бурения и одинаковые буровые растворы При отработке опытных и серийных долот использовались следующие режимы бурения осевая нагрузка на долото - 90 160 кН, производительность насосов -28 32 л/с, давление бурового раствора на стояке - 11 16 МПа, а буровые растворы имели следующие параметры плотность - 1080 1160 кг/м3, условная вязкость, 24 55 с, водоотдача - 1,6 4,0 см3/30 мин
В процессе бурения обеспечивалась двухступенчатая очистка бурового раствора (с использованием вибросит и гидроциклонов) Осмотр отработанных опытных долот показал, что у них, в основном, отмечается износ опоры, а износ вооружения составил не более 20 30% Аварий с долотами не наблюдалось Сопоставление показателей работы разработанных и серийных долот в филиале «Тюменбургаз» показывает, что средние показатели работы разработанных долот превышают средние показатели серийных долот по проходке на долото на 104%, а по механической скорости проходки на 27%
В Приазовском регионе России промысловые испытания разработанных долот проводились в филиале «Кубаньбургаз» ООО «Бургаз» при бурении скважин роторным способом на Марковской площади в интервале глубин 450 1000 метров, сложенном отложениями нижнего мела, представленными переслаивающимися известняками, песчаниками и глинами Опытные и серийные долота имели одинаковые схемы промывки, а при отработке опытных и серийных долот в одинаковых интервалах разреза использовались одинаковые режимы бурения и одинаковые буровые растворы При отработке опытных и серийных долот использовались следующие режимы бурения осевая нагрузка на долото - 100 120 кН, производительность насосов - 22 л/с, давление бурового раствора на стояке - 7 МПа, частота вращения ротора, -60 .80 мин', а буровые растворы имели следующие параметры плотность -1360 1680 кг/м3, условная вязкость - 40 47 с, водоотдача -3,0 4,5 см3/30мин
В процессе бурения очистка бурового раствора осуществлялась с помощью вибросит Осмотр отработанных опытных долот показал, что они имели износ,
как по опоре, так и по вооружению, износ вооружения составил менее 30% Аварий с долотами не наблюдалось
Сопоставление показателей работы разработанных и серийных долот в филиале «Кубаньбургаз» показывает, что средние значения проходки и механической скорости разработанных долот превышают средние показатели серийных долот по проходке на долото на 26%, а по механической скорости проходки на 55%
Проведенные промысловые испытания разработанных долот убедительно показали эффективность их использования при бурении в мягких и мягко-средних породах, то есть в интервалах, в которых важнейшей задачей является предотвращение образования сальников на вооружении долота Широкое использование при бурении в данных горно-геологических условиях предлагаемых долот позволит сократить продолжительность бурения и, соответственно, затраты на строительство скважин, тем более, что объемы бурения в этих условиях весьма велики
Основные выводы и результаты
1 Изучен и обоснован механизм образования сальника на вооружении шарошечных долот
2 В результате аналитических исследований основных закономерностей разрушения горных пород шарошечными долотами получены соотношения, описывающие влияние сжатия шлама на процесс бурения
3 Разработан алгоритм, позволяющий оценить показатели работы шарошечных долот с учетом влияния шлама
4 Полученные в работе соотношения могут быть использованы при проектировании шарошечных долот, режимов бурения, а также для интерпретации результатов бурения
5 Разработан и научно обоснован новый подход к разработке эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород, обеспечивающего предотвращение образования на нем сальников
6. Разработаны и изготовлены долота с новой конструкцией вооружения для бурения в мягких и мягко-средних горных породах
7 Промысловые испытания показали высокую работоспособность и эффективность предложенных шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород в различных горно-геологических условиях проводки скважин
Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:
1 Бабичев А. А. Зависимость механической скорости проходки от осевой нагрузки при совершенной очистке забоя скважины // Бурение газовых и морских нефтяных скважин Выпуск № 6, М ВНИИЭгазпром, 1980 -с 13-16
2 Бабичев А А О степенной зависимости механической скорости проходки от осевой нагрузки / Азербайджанское нефтяное хозяйство - 1981. - №3 -с 38-40
3 Бабичев А А Влияние дифференциального давления на эффективность бурения // Бурение газовых и морских нефтяных скважин Выпуск № 5, М ВНИИЭгазпром, 1981 -с 13-16
4 Бабичев А А О влиянии концентрации шлама в призабойной зоне скважины на механическую скорость проходки // Вопросы технологии бурения газовых и газоконденсатных скважин на месторождениях со сложными горно-геологическими условиями - М ВНИИГАЗ, 1982 -с 100-109
5 Бабичев А А О расходе промывочной жидкости через призабойную зону скважины / Азербайджанское нефтяное хозяйство -1982 -№8 - с 22-26
6 Бабичев А А К вопросу о влиянии очистки забоя скважины на механическую скорость проходки / Азербайджанское нефтяное хозяйство -
1983 -№2 - с 22-26
7 Бабичев А А О закономерностях влияния дифференциального давления на механическую скорость проходки / Азербайджанское нефтяное хозяйство -
1984 - №1 -с 26-28,41
8 Бабичев А А Об эффекте выжимания шлама из межзубцового пространства при контакте зубьев долота с породой / Азербайджанское нефтяное хозяйство -1984 -№11 -с 29-31
9 Бабичев А А Учет влияния сжимаемости шлама на характеристики процессов бурения / А А Бабичев, ХА Рахматулин, У Саримсаков // Доклады АН УзССР -1979 -№4 - с 21-23
10 Бабичев А А. О механизме влияния очистки забоя скважины на эффективность процесса бурения шарошечными долотами / А А Бабичев, У Саримсаков//Доклады АН УзССР -1981 -№ 6 -с 22-24
11 Бабичев А А О концентрации шлама в призабойной зоне скважины // Азербайджанское нефтяное хозяйство - 1988.-№ 4 - с 28-31
12 Бабичев А А Высокоэффективные долота с усовершенствованной системой вооружения / А А Бабичев, РМ Богомолов, В И Киршин // Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы и пути решения задач по длительной сохранности недр и окружающей среды на период более 500 лет в зоне ведения геологоразведочных и буровых работ, трубопроводостроения и разработки нефтегазовых месторождениях на суше и морских акваториях» (г Тюмень, 19-23 мая 1997 года). Тюмень ЗапСибБурНИПИ, 1997 - с 44-45
13.Бабичев А А Усовершенствование системы вооружения шарошечных долот / А.А Бабичев, В И Киршин, РМ Богомолов // Рассмотрение научно-технических проблем глубокого разведочного бурения Материалы НТС РАО «Газпром» М ИРЦ Газпром, 1997 - с 128-129
14 Бабичев А А Результаты испытаний шарошечных долот с усовершенствованной системой вооружения/ А А Бабичев, Л П Бабичева, П И Гафтуняк, Р М Богомолов // Газовая промышленность - 2007 - № 7 -с 69-71
15 А с 1369376 СССР, Кл 4 Е 21 В 10/08 Шарошка бурового долота / А А Бабичев, Ю А Палащенко, Р М Богомолов, Г Д Бревдо, А Е Корнилов (СССР)
16 Пат 2011781 РФ, Кл5Е21В10/08 Шарошка бурового долота / А А Бабичев, РМ Богомолов (Россия)
17 Пат 2019666 РФ, №, Кл 5 Е 21 В 10/16 Шарошка бурового долота / Р М Богомолов, А А Бабичев, Ю.А Палащенко (Россия)
18 Пат 2019667 РФ, Кл 5 Е 21 В 10/16 Шарошка бурового долота / Р М Богомолов, А А Бабичев, Ю А Палащенко (Россия)
Подписано к печати 02 10 2008 г Заказ 4900 Тираж 120 экз Ф-т 60x84/16
Отпечатано в ООО «ВНИИГАЗ»
Содержание диссертации, кандидата технических наук, Бабичев, Александр Анатольевич
Введение.
1. Анализ основных факторов, влияющих на эффективность разрушения горных пород шарошечными долотами.
1.1. Влияние свойств горных пород на эффективность их разрушения шарошечными долотами.
1.2. Влияние конструктивных особенностей вооружения шарошечных долот на эффективность разрушения горных пород.
1.3. Влияние горного и дифференциального давлений на эффективность разрушения горных пород.
1.4. Влияние процессов очистки забоя от выбуренной породы на эффективность разрушения горных пород.
1.4.1. Влияние свойств промывочных агентов на очистку забоя скважины от выбуренной породы.
1.4.2. Влияние гидромониторной схемы промывки долот на очистку забоя скважины от выбуренной породы.
1.4.3. Систематизация закономерностей бурения, предложенная
М.Г. Бингхемом.
1.4.4. Классификация основных процессов очистки призабойной зоны скважины при бурении.
1.5. Основные задачи исследований по повышению показателей работы шарошечных долот.
2. Аналитические исследования основных закономерностей влияния шлама на процесс разрушения горных пород шарошечными долотами.
2.1. Обоснование закономерностей влияния шлама на процесс взаимодействия шарошечных долот с горными породами.
2.2. Аналитические исследования влияния осевой нагрузки на проходку за один оборот долота.
2.3. Аналитические исследования условий влияния шлама на процесс взаимодействия шарошечных долот с горными породами.
2.4. Аналитические исследования взаимосвязей между концентрацией шлама в призабойной зоне скважины и механической скоростью проходки.
2.5. Аналитические исследования взаимосвязи между промывкой забоя скважины и влиянием шлама на процесс взаимодействия шарошечных долот с горными породами.
2.6. Алгоритм расчета прогнозных показателей работы долот, учитывающий влияние шлама на их взаимодействие с горными породами.
2.7. Аналитические исследования выжимания шлама из межзубцового пространства.
3. Закономерности образования сальника на вооружении шарошечных долот
3.1. Обоснование механизма образования сальника на вооружении шарошечных долот.
3.2. Основные задачи по изучению закономерностей влияния сальника на вооружении шарошечных долот на показатели их работы.
4. Создание эффективного вооружения шарошечных долот, обеспечивающего предотвращение образования на нем сальников.
5. Результаты промысловых испытаний разработанных шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород.
5.1. Промысловые испытания разработанных шарошечных долот в Туркмении.
5.2. Промысловые испытания разработанных шарошечных долот в Западной Сибири.
5.3. Промысловые испытания разработанных шарошечных долот в Приазовском регионе России.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Создание эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород"
При бурении нефтяных и газовых скважин затраты времени на работы, связанные с разрушением горных пород, могут составлять до 50% календарного времени. Поэтому одним из основных путей сокращения затрат времени на сооружение скважин и уменьшения стоимости их строительства является улучшение показателей работы породоразрушающего инструмента, в том числе шарошечных долот, на которые приходится большая часть проходки при бурении нефтяных и газовых скважин.
За счет улучшения показателей работы шарошечных долот можно обеспечить сокращение затрат времени на механическое бурение и спускоподъемные операции, а благодаря этому:
- сократить продолжительность негативного воздействия буровых растворов на вскрываемые интервалы ствола скважины;
- уменьшить количество циклов гидродинамического воздействия на вскрываемые интервалы в процессе спускоподъемных операций;
- уменьшить кольматацию вскрываемых продуктивных горизонтов;
- предотвратить осложнения в процессе бурения и крепления скважины;
- повысить качество крепления скважин обсадными колоннами.
Показатели работы шарошечных долот определяются эффективностью разрушения горных пород, которая зависит от многочисленных факторов: свойств горных пород, конструкции долота и ее соответствия проходимым породам, параметров режима бурения, глубины скважины, величины дифференциального давления, свойств буровых растворов, особенностей очистки забоя скважины от выбуренной породы и других факторов.
Значительная часть разрезов многих нефтяных и газовых месторождений в Западной Сибири и южных регионах России и СНГ представлена мягкими и мягко-средними породами, при разбуривании которых на вооружении шарошек образуется сальник, из-за чего значительно снижается эффективность разрушения горной породы, а вследствие этого и показатели работы долота. Поэтому актуальной является разработка вооружения шарошечных долот, обеспечивающего предотвращение сальникообразования на вооружении долот при бурении в мягких и мягко-средних породах одновременно с удалением сальника потоками промывочной жидкости.
Основной целью работы является повышение эффективности и снижение стоимости процесса углубления скважины за счет разработки эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород.
Основными задачами работы являются.
1. Аналитическое исследование основных закономерностей влияния шлама на процессы разрушения горных пород шарошечными долотами.
2. Исследование условий и причин образования сальника на вооружении шарошечных долот.
3. Разработка шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород.
4. Промысловые исследования работоспособности и эффективности разработанных шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород.
В работе выявлены физические закономерности процессов, приводящих к образованию сальника на вооружении шарошечных долот. Показано, что основной причиной образования сальника на вооружении шарошечных долот является возникновение жесткого ядра в сжимающемся в межзубцовых впадинах шламе, частицы шлама в котором имеют ограниченное смещение по отношению друг к другу.
Получены аналитические соотношения между показателями работы долот, свойствами горных пород, конструктивными особенностями шарошечных долот и параметрами режима бурения.
Разработан алгоритм расчета прогнозных показателей работы долот, учитывающий влияние шлама на их взаимодействие с горными породами.
Определены основные направления повышения эффективности вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород.
В результате работы:
1. Разработаны методы использования полученных аналитических соотношений для интерпретации результатов бурения и прогнозной оценки эффективности шарошечных долот и параметров режима бурения.
2. Разработаны методы совершенствования вооружения шарошечных долот, обеспечивающие предотвращение сальникообразования.
3. Разработаны новые конструкции вооружения шарошечных долот для эффективного разбуривания мягких и мягко-средних горных пород.
4. Разработаны шарошечные долота с эффективной системой вооружения для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород, использование которых позволяет обеспечить улучшение показателей бурения.
Заключение Диссертация по теме "Технология бурения и освоения скважин", Бабичев, Александр Анатольевич
Основные выводы и результаты
1. Изучен и обоснован механизм образования сальника на вооружении шарошечных долот.
2. В результате аналитических исследований основных закономерностей разрушения горных пород шарошечными долотами получены соотношения, описывающие влияние сжатия шлама на процесс бурения.
3. Разработан алгоритм, позволяющий оценить показатели работы шарошечных долот с учетом влияния шлама.
4. Полученные в работе соотношения могут быть использованы при проектировании шарошечных долот, режимов бурения, а также для интерпретации результатов бурения.
5. Разработан и научно обоснован новый подход к разработке эффективного вооружения шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних горных пород, обеспечивающего предотвращение образования сальников.
6. Разработаны и изготовлены долота с новой конструкцией вооружения для бурения в мягких и мягко-средних горных породах.
7. Промысловые испытания показали высокую работоспособность и эффективность предложенных шарошечных долот для разбуривания мягких и мягко-средних пород в различных горно-геологических условиях проводки скважин.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Бабичев, Александр Анатольевич, Москва
1. Абрамов И. А. Исследование влияния горного и гидростатического давления на эффективность бурения на стенде СВД-1000 / И.А. Абрамов, B.C. Малинин // Тр. ВНИИБТ. Разрушение горных пород. М.: Недра, 1968.-Вып. 20.-с. 95-100.
2. Абрамсон М.Г. Исследование режимов работы штыревых долот диаметром 76-112 мм при бурении в крепких абразивных породах // Тр. ВНИИБТ. Совершенствование технологии бурения. — М.: Недра, 1965. — Вып. 14. — с. 113-124.
3. Акопов Э.А. Очистка забоев глубоких скважин. — М.: Недра, 1970. — 120 с.
4. Алексеев Ю.Ф. Использование данных о механических свойствах горных пород при проектировании режимов бурения // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование: Обзор. — М.: ВНИИОЭНГ. 1966. - с. 181-186.
5. Аметов И.М. О модели очистки скважины при бурении / И.М. Аметов, Ю.С. Даниэлян // Известия ВУЗов. Нефть и газ.— 1971. -№ 1. — с. 53-54.
6. Амирасланов А.И. Выбор насадок долот / А.И. Амирасланов, А.В. Орлов, А.А. Панов, Г.П. Черепанов // Нефтяное хозяйство. 1982. — № 9. - с. 6-7.
7. Андреев С.Е. Законы дробления // Горный журнал. 1952. — № 7. — с. 36-38.
8. Андреев С.Е. О законах дробления // Горный журнал. 1962. - № 4. -с. 66-70.
9. А.с. 1369376 СССР, Кл. 4 Е 21 В 10/08. Шарошка бурового долота / А.А. Бабичев, Ю.А. Палащенко, P.M. Богомолов, Г.Д. Бревдо, А.Е. Корнилов (СССР).
10. Афанасьев А.Ф. Использование данных о твердости горных пород для контролирования режима их разрушения при проводке скважин // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование: Обзор. М.: ВНИИОЭНГ. - 1966. - с. 169-173.
11. Бабичев А. А. Влияние дифференциального давления на эффективность бурения // Бурение газовых и морских нефтяных скважин. Выпуск № 5, М.: ВНИИЭгазпром, 1981.-е. 13-16.
12. Бабичев А. А. Зависимость механической скорости проходки от осевой нагрузки при совершенной очистке забоя скважины // Бурение газовых и морских нефтяных скважин. Выпуск № 6, М.: ВНИИЭгазпром, 1980. — с. 4-7.
13. Бабичев А. А. К вопросу о влиянии очистки забоя скважины на механическую скорость проходки / Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1983.-№2.-с. 22-26.
14. Бабичев А. А. О закономерностях влияния дифференциального давления на механическую скорость проходки / Азербайджанское нефтяное хозяйство. -1984. -№ 1.-е. 26-28,41.
15. Бабичев А. А. О концентрации шлама в призабойной зоне скважины. // Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1988. - № 4. - с. 28-31.
16. Бабичев А. А. О механизме влияния очистки забоя скважины на эффективность процесса бурения шарошечными долотами / А.А. Бабичев, У. Саримсаков // Доклады АН УзССР. 1981. - № 6. - с. 22-24.
17. Бабичев А. А. О расходе промывочной жидкости через призабойную зону скважины / Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1982. — № 8. - с. 22 26.
18. Бабичев А. А. О степенной зависимости механической скорости проходки от осевой нагрузки / Азербайджанское нефтяное хозяйство. — 1981. — № 3. -с. 38 40.
19. Бабичев А. А. Об эффекте выжимания шлама из межзубцового пространства при контакте зубьев долота с породой / Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1984. - № 11.-е. 29-31.
20. Бабичев А. А. Результаты испытаний шарошечных долот с усовершенствованной системой вооружения/ А.А. Бабичев, Л.П. Бабичева, П.И. Гафтуняк, P.M. Богомолов // Газовая промышленность. — 2007. — № 7. -с. 69-71.
21. Бабичев А.А. Усовершенствование системы вооружения шарошечных долот / А.А. Бабичев, В.И. Киршин, P.M. Богомолов // Рассмотрение научно-технических проблем глубокого разведочного бурения. Материалы НТС РАО «Газпром». М: ИРЦ Газпром, 1997. с. 128-129.
22. Бабичев А. А. Учет влияния сжимаемости шлама на характеристики процессов бурения. / А.А. Бабичев, Х.А. Рахматулин, У. Саримсаков // Доклады АН УзССР. 1979. - № 4. - с.21-23.
23. Байдюк Б.В. Механические свойства горных пород при высоких давлениях и температурах. — М.: Гостоптехиздат, 1963. 156 с.
24. Байдюк Б.В. Экспресс-методика определения передаточных отношений шарошек долот / Б.В. Байдюк, В.Н. Бугаев // Тр. ВНИИБТ. Техника и технология бурения. М., 1971. - Вып. 28.-е. 44-48.
25. Барон Л.И. Контактная прочность горных пород / Л.И. Барон, Л.Б. Глатман. М.: Недра, 1966. - 228 с.
26. Бизантн М.С. Выбор конструкции промывочной системы гидромониторного долота / М.С. Бизанти, Э.Ф Блик // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1984. - № 12. — с. 27-33.
27. Бикчурин Т.Н. Влияния вида вооружения на показатели работы долот /Т.Н. Бикчурин, Ф.А. Козлов, К.К. Поздняков // РНТС. Сер. Бурение. 1975. -Вып. 6. — с. 5-7.
28. Бингхем М. Г. Проблемы буримости горных пород // Обзор зарубежной литературы. Сер. Бурение, вып. 1 и 2. М.: ВНИИОЭНГ, 1966. - 128 с. и 97 с.
29. Бойко П.Я. Влияние пространственной ориентации удлиненных насадок в схемах промывки трехшарошечных долот на очистку забоя скважины от выбуренного шлама // Нефтяник. — 1992. — № 9. — с 9-11.
30. Бугаев В.Н. Экспериментальное исследование влияния бокового смещения на механические характеристики горных пород при вдавливании шлама / В.Н. Бугаев, Б.В. Байдюк // Тр. ВНИИБТ. Техника и технология бурения. -М., 1971.-Вып. 28.-с. 9-15.
31. Булатов А.И. Технологические резервы повышения скоростей бурения скважин / А.И. Булатов, Ю.М. Проселков, А.К. Рахимов. Ташкент: Издательство «Фан» Узбекской ССР, 1985. — 141 с.
32. Булатов В.В. Глубинная геомеханика. — М.: Наука, 1990. — 264 с.
33. Булатов В.В. Механика разрушения горных пород при сверхглубоком бурении. Новосибирск: Наука -Сибирское отделение , 1966. - 224 с.
34. Бухман Ю.А. О возможности применения теории массового обслуживания для прогнозирования эффективности выноса шлама из зоны долота / Ю.А.
35. Бухман, A.M. Гусман, В.И., Липатов, Б.И. Мительман // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1979. - Вып. 48.-е. 98-103.
36. Вадецкий Ю.В. Резервы улучшения показателей бурения / Ю.В. Вадецкий, М.Т Гусман // Нефтяное хозяйство. 1986. - № 2. - с. 9-11.
37. Владиславлев B.C. Разрушение пород при бурении скважин. М.: Гостоптехиздат, 1958.-241 с.
38. Выбор оптимальных нагрузки на долото и скорости вращения ротора: Обзор зарубеж. литер. Сер. Бурение. М.: ЦНИИИТЭИнефтемаш, 1963. — 24 с.
39. Гарунов Г.А. Об эффективности очистки скважины при бурении / Г.А. Гарунов, Н.Б. Мустафаев, Г.А. Матаев, B.C. Семенякин // Известия ВУЗов. Нефть и газ. 1988. - № 9. - с. 17-21.
40. Гельфгат Я.А. К вопросу установления некоторых эмпирических зависимостей показателей работы долот от параметров режима бурения в промысловых условиях / Я.А. Гельфгат, А.В. Орлов, Г.Э. Финкелыптейн,
41. В.В. Черкаев // Тр. ВНИИБТ. Бурение глубоких скважин. — М.: Гостоптехиздат, 1963. — Вып. 9. с. 13-23.
42. Гельфгат Я.А. К вопросу установления некоторых эмпирических зависимостей показателей работы долот от параметров режима бурения / Я.А. Гельфгат, А.В. Орлов, Г.Э. Финкельштейн, В.В. Черкаев // Труды ВНИИБТ. Вып. 9. -М.: Гостоптехиздат, 1963.- с. 13-23.
43. Гришин А.С. Исследование заключительной стадии механизма разрушения / А.С. Гришин, Е.И. Королько, P.M. Эйгелес, Ю.Я. Эстрин // Тр. ВНИИБТ. Разрушение горных пород. М.: Недра, 1968. - Вып. 20. -с. 79-85.
44. Гришин А.С. Механизмы разрушения горных пород при шарошечном бурении / А.С. Гришин, Л.П. Константинов, Е.И. Королько, Е.И. Эделыптейн, P.M. Эйгелес, Ю.Я. Эстрин // Тр. ВНИИБТ. Разрушение горных пород. М.: Недра, 1968. - Вып. 20. - с. 5-17.
45. Голубинцев О.Н. Механические и абразивные свойства горных пород и их буримость.-М.: Недра, 1968. — 198 с.
46. Гусман A.M. Влияние условий очистки забоя скважины на механическую скорость бурения (по материалам советских и зарубежных исследований) // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1970. - Вып. 24. -с. 95-116.
47. Гусман A.M. Влияние свойств промывочного агента, масштабного фактора, конструктивных особенностей шарошечного долота и формы забоя на процесс выноса шлама из зоны долота // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1979. - Вып. 48. - с. 65-71.
48. Гусман A.M. Исследование методов управления очисткой забоя бурящейся скважины // НТИС. Сер. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1999. -№ 11-12. - с. 6-12.
49. Гусман A.M. О методике исследования процесса очистки забоя / А.М Гусман, И.Б. Малкин, Л.П. Шумилов // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении.-М., 1970.-Вып. 24.-е. 117-127.
50. Гусман A.M. Влияние свойств промывочной жидкости на показатели работы шарошечных долот / A.M. Гусман, И.Б Малкин, Б.И. Мительман // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1970. - Вып. 24. - с. 54-65.
51. Гусман A.M. Влияние условий промывки забоя на износ шарошечных долот / А.М Гусман, И.В Малкин, Л.П. Шумилов // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1970. - Вып. 24. — с. 66-73.
52. Гусман A.M. Исследование эффективности гидромониторных долот / A.M. Гусман, И.Б. Малкин, Б.И. Мительман // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1970 - Вып. 24. - с. 32-53.
53. Гусман A.M. Исследование эффективности асимметричных схем промывки гидромониторных долот / A.M. Гусман, И.Б. Малкин, Б.И Мительман, B.C. Алиев, А.В. Усольцев // РНТС. Сер. Бурение 1975 — № 12.-с. 7-9.
54. Гусман A.M. Исследование выноса шлама из зоны долота в затрубное пространство / А.М Гусман, Б.И. Мительман // Нефтяное хозяйство. -1975.-№2.-с. 17-21.
55. Гусман A.M. Методика экспериментального исследования процесса выноса шлама из зоны долота / A.M. Гусман, И.Б. Мительман // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1979. - Вып. 48. - с. 50-55.
56. Гусман A.M. Экспериментальное исследование влияния схемы и режима промывки забоя на вынос шлама из зоны долота / A.M. Гусман, Б.И. Мительман //Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1979. — Вып. 48.-с. 55-65.
57. Гусман A.M., Математическая модель процесса выноса шлама из зоны долота с центральным промывочным отверстием / A.M. Гусман, В.Г. Капранов // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1979. — Вып. 48. -с. 91-97.
58. Гусман A.M. Влияние схемы промывки (продувки) на характер износа шарошечных долот / A.M. Гусман, Н.Г. Дюков, Г.М. Осипов, Ю.В.
59. Соломатин, В.И. Ткаченко // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1979.-Вып. 48.-с. 86-91.
60. Гусман A.M. Принципы управления очисткой забоя скважины при бурении шарошечными долотами / A.M. Гусман // Труды ВНИИБТ (ОАО НПО «Буровая техника»). М.: ОАО НПО «Буровая техника», 2006 - с. 151-162.
61. Дашевский А.С. Влияние частоты вращения долота на интенсивность разрушения и очистки зашламленной поверхности забоя / А.С. Дашевский, А.И. Цукалов // НТИС. Сер. Нефтегазовая геология, геофизика и бурение. 1985.-Вып. 2.-с. 28-30.
62. Дашевский А.С. О природе процессов разрушения и очистки зашламленной поверхности забоя / А.С. Дашевский, А.И. Цукалов // Нефтяное хозяйство. — 1983. № 4 — с. 30-33.
63. Дашевский А.С. Стендовые исследования очистки забоя / А.С. Дашевский, А.И. Цукалов, Ж.К. Оспанов // Нефтяное хозяйство. — 1981. — № 12 — с. 22-23.
64. Дашевский А.С. О влиянии процессов перемешивания на эффективность очистки забоя при бурении скважин // НТРС ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. Химическое и нефтяное машиностроение. 1979. - № 4 - с. 15-18.
65. Деккер Э.Л. Зависимость механической скорости проходки от нагрузки на долото и скорости вращения ротора: пер. с анг. / Э.Л. Деккер, Х.Б. Вудс, Э.М. Гале, Дж.Э. Эккель, Д.С. Роули, А. Любинский М.: ГОСИНТИ, 1959.-24 с.
66. Джон В. Спир. Выбор оптимального режима бурения: пер. с анг. — М.: ГОСИНТИ, 1959. 50 с.
67. Дорожкин B.C. О движении смеси жидкости с песком в скважине и трещине при гидравлическом разрыве нефтеносного пласта / B.C.
68. Дорожкин, Ю.В. Желтов, Ю.П. Желтов // Известия академии наук СССР. Отделение технических наук. 1958. - № ll. — c. 37-42.
69. Дюков JI.M. К вопросу оценки буримости пород по данным геофизических исследований / J1.M. Дюков, В.И. Волков, Ю.Д. Семенов // Тр. ВНИИБТ. Вып. 14.-М.: Недра, 1965.-е. 106-112.
70. Железняков Ф.И. Влияние отдельных факторов технологии бурения на механическую скорость // Нефтяное хозяйство. 1977. -№ 1-е. 13-18.
71. Жидовцев Н.А. Результаты исследования и внедрения долот с асимметричной схемой промывочных устройств // Машины и нефтяное оборудование. 1981. — № 7. - с. 4-7.
72. Жидовцев Н.А. Метод оптимизации схем промывочных устройств шарошечных долот / Н.А. Жидовцев, В.И. Кириллин, Р.Г. Исянгулов // Нефтяное хозяйство. 1992 - № 7 - с. 11-14.
73. Жидовцев Н.А. Выбор и оптимизация схем промывочных устройств шарошечных долот / Н.А. Жидовцев, В.И. Кириллин // НТИС. Сер. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. — 1992. — Вып.8. — с. 6-12.
74. Жидовцев Н.А. Совершенствование схем промывки буровых долот / Н.А. Жидовцев, Г.И. Матвеев, И.К. Бикбулатов, Э.С. Гинзбург, А.В. Васильев // Нефтяное хозяйство. 1980. - № 7 - с. 24-27.
75. Иоанесян Ю.Р. Новое в проблеме буримости пород. М.: Недра, 1967. - 55 с.
76. Карлов Р.Г. Исследование влияния конструкции долота на эффективность очистки от шлама призабойной зоны при бурении с продувкой / Р.Г. Карлов, Ю.С. Лопатин // Нефтяное хозяйство. 1966. - № 8. - с. 9-11.
77. Карлов Р.Г. К вопросу об очистке забоя скважины / Р.Г. Карлов, Ю.С. Лопатин // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. — М., 1979. Вып. 48. -сС. 76-81.
78. Карлов Р.Г. О механизме очистки забоя. М.: Труды ВНИИБТ, вып.ЗО, 1972 г., с. 33-40.
79. Карлов Р.Г. Стендовая установка и методика исследований процесса очистки забоя при бурении / Р.Г. Карлов, Ю.С. Лопатин // Труды ВНИИБТ. Бурение скважин с использованием газообразных агентов. М.: Недра, 1973.-Вып. XXXII.-с. 58-63.
80. Касьянов В.М. Кинематическая характеристика шарошечного долота, работающего на гладком забое // Тр. ВНИИБТ. Вопросы геологии и разработки нефтяных и газовых месторождений- М.: Гостоптехиздат, 1955.-Вып. 14.-с. 264-280.
81. Кершенбаум Я.М. Влияние притупления зубьев шарошек долот малых размеров на механическую скорость бурения / Я.М. Кершенбаум, Г.М. Сорокин // Тр. ВНИИБТ. Бурение скважин малого диаметра. М.: Гостоптехиздат, 1961. - Вып. 35. - с. 42-49.
82. Кирпичев В.Л. О подобии при упругих явлениях // Журнал русского химического общества и физического общества, Том 6, Часть физическая, Выпуск 9. С. Петербург, 1874. - с. 152-155.
83. Классен В.И. Реологические свойства ферросилициевых суспензий и методы их измерения / В.И. Классен, В.И. Литовко, З.П. Белых, Н.Ф. Мясников. -М.: Недра, 1972. 112 с.
84. Коваленко Ю.И. Совершенствование гидравлических характеристик промывочной системы гидромониторных шарошечных долот / Ю.И.
85. Коваленко, А.И. Литвинов // Нефтяное хозяйство. 1984. — № 10. — с. 19-20.
86. Кокарев В.Д. Исследование режимов бурения при проводке опорно-технологических скважин с Ставропольском крае / В.Д. Кокарев, И.Н.Харебов, Б.К. Челомбиев, Н.А. Пономаренко // Тематич. научно-технич. обзор. Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ, 1972. - 52 с.
87. Колесников В.Г. Повышение показателей работы гидромониторных долот за счет совершенствования системы промывки / В.Г. Колесников, Э.А. Ахметшин, М.С. Чудновский, Г.И. Заручаев, Л.И.Бакулин // РНТС. Сер. Бурение. 1976. - Вып. 2. - с. 3-4.
88. Колесников В.Г. Влияние режима и схемы промывки забоя на буримость пород при проводке скважин на площади Узень / В.Г. Колесников, М.С. Чудновский, Н.А. Мурабаев // НТС. Сер. Бурение. 1977. - № 9. - с. 9-12.
89. Колесников Н.А. Влияние дифференциального и угнетающего давления на разрушение горных пород // Обзорная информ. Сер. Бурение. — 1986. — Вып. 5.-40 с.
90. Колесников Н.А. К вопросу определения видов разрушения горных пород в процессе бурения скважин // Межвузовский науч.-тем. сборник. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. — Уфа: УНИ, 1976. — Вып. 3. с. 3-5.
91. Колесников Н.А. О характере разрушения некоторых пластичных горных пород при внедрении зубца долота // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование: Обзор. — М.: ВНИИОЭНГ. 1966. - с. 227-233.
92. Королько Е.И. Влияние всестороннего давления на объем разрушенной породы / Е.И. Королько, Ф.Л. Мустафин // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. -М.: 1975. Вып. 33. - с. 86-91.
93. Королько Е.И. Исследование давления поровой жидкости в поверхностном слое образцов горных пород / Е.И. Королько, P.M. Эйгелес // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. М.: 1975. - Вып. 33. - с. 45-48.
94. Кочин Н.Е. Теоретическая гидромеханика / Н.Е. Кочин, П.А. Кибель, Н.В. Розе М.: Физматгиз, 1963. — часть 2. - 728 с.
95. Кравец С.Г. Промысловые исследования влияния расхода промывочной жидкости на показатели работы долот / С.Г. Кравец, И.Б. Малкин, А.А. Петров, М.М. Урманцев, Г.П. Чайковский // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении.-М.: 1979.-Вып. 48.-е. 121-125.
96. Кулиев А.Э. Экспериментальное определение силы давления струи на забой скважины // Нефтяное хозяйство. — 1973. — № 1.-е. 38-41.
97. Ш.Липатов В.И. О движении твердых частиц в восходящем потоке глинистого раствора / В.И. Липатов, Л. П. Шумилов // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении. М., 1970. - Вып. 24. - с. 74-79.
98. Лопатин Ю.С. Исследование влияния конструкции долота на эффективность очистки от шлама призабойной зоны при бурении с продувкой воздухом / Ю.С. Лопатин, О.В. Зора, Б.С. Филатов, Р.Г. Карлов // Нефтяное хозяйство. 1966. - № 9. — с. 9-14.
99. Лопатин Ю.С. Исследование шлама при бурении с продувкой забоя воздухом и промывкой водой // Тр. ВНИИБТ. Совершенствование технологии бурения. М.: Недра, 1965. — Вып. 14. — с. 130-139.
100. Лысиков Б.А. Изменение механических свойств песчаников с увеличением глубины залегания // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование: Обзор. — М.: ВНИИОЭНГ. 1966.-с. 139-142.
101. Мавлютов М.Р. Разрушение горных пород при бурении скважин. М.: Недра, 1978.-216с.
102. Мальков И.А. Теория и практика применения гидромониторных долот в США. М.: Гостоптехиздат, 1958. - 135 с.
103. Мациевский В.И. О комплексном воздействии некоторых свойств промывочной жидкости на механическую скорость проходки // Тр. ВНИИБТ. Техника и технология бурения. М., 1971. — Вып. 28. — с. 188-198.
104. Методика проводки опорно-технологических скважин. — М.: ВНИИБТ, 1971.-39с.
105. Методические указания по проведению производственного эксперимента с целью оптимизации процесса проводки ствола скважин при оперативном управлении. Грозный: СевКавНИПИнефть, 1979. — 27 с.
106. Мительман Б.И. Исследование эффективности работы гидромониторных долот / Б.И. Мительман, А.С. Энгель, И.Е. Гольдштейн, A.M. Гусман // НТС. Сер. Бурение. 1967.-№ 11.-е. 37-39.
107. Мур П.Л. Факторы, влияющие на скорость бурения: пер. с анг. М.: ГОСИНТИ, 1959.-63 с.
108. Муратов М.У. Эффективность очистки забоя от выбуренной породы при турбинном бурении / М.У. Муратов, Э.К. Латыпов // РНТС. Сер. Бурение. 1970. — Вып.9. - с. 122.
109. Мэррей А.С. Влияние гидростатического давления на механическую скорость проходки / А.С. Мэррей, Р.А. Кэнингхем. — М.: ГОСИНТИ, 1957. -27 с.
110. Новацкий В.К. Волновые задачи теории пластичности. — М.: Мир, 1978. — 309 с.
111. Орлов А.В. Выбор эффективной технологии проводки глубоких скважин / А.В. Орлов, А.С. Копылов, И.Е. Рудавский, М.М. Урманцев, Р.И. Ершов, А.Д. Жестовский, А.В. Мнацаканов, К.А. Абраменко // Тематич. научно-техн. обзоры. Сер. Бурение. 1974. - 80 с.
112. Орлов А.В. Об оптимизации процесса углубления скважин // Нефтяное хозяйство. 1981. - № 11.-е. 14-21.
113. Орлов А.В. Оптимизация процесса углубления скважины на основе промысловых данных / А.В. Орлов, С.А. Орлов // Нефтяное хозяйство.1982.-№6.-с. Ю-12.
114. Орлов А.В. Установление оптимального сочетания осевой нагрузки на долото и скорости его вращения при глубоком бурении / Труды ВНИИБТ. Вып. 13.-М.: Недра, 1964.-е. 113-129.
115. Орлов А.В. Расчет оптимального режима бурения / А.В. Орлов, С.А. Орлов // Нефтяное хозяйство 1983. - № 4. - с. 13-17.
116. Осипов П.Ф. Оптимизация режимов бурения гидромонитьрными шарошечными долотами / П.Ф. Осипов, Г.Ф. Скрябин. Ярославль: Медиум-пресс, 2001. - 239 с.
117. Павлова Н.Н. Влияние скорости на механические характеристики горных пород при вдавливании // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование: Обзор. — М.: ВНИИОЭНГ. 1966.-с. 48-54.
118. Павлова Н.Н. Разрушение горных пород при динамическом нагружении / Н.Н. Павлова, JI.A. Шрейнер. -М.: Недра, 1964. 160 с.
119. Пат. 2011781 РФ, Кл. 5 Е 21 В 10/08. Шарошка бурового долота / А.А. Бабичев, P.M. Богомолов (Россия).
120. Пат. 2019666 РФ, № , Кл. 5 Е 21 В 10/16. Шарошка бурового долота / P.M. Богомолов, А.А. Бабичев, Ю.А. Палащенко (Россия).
121. Пат. 2019667 РФ, Кл. 5 Е 21 В 10/16. Шарошка бурового долота / P.M. Богомолов, А.А. Бабичев, Ю.А. Палащенко (Россия).
122. Перегудов А.А. Шарошечные долота для бурения взрывных скважин / А.А. Перегудов, М.Г. Абрамсон, А.В. Андреев, Н.Г. Дюков. — М.: Недра, 1969.-213 с.
123. Пестров А.П. Исследование и разработка мер по ликвидации сальника с вооружения долота при бурении в условиях Западной Сибири / А.П. Пестров, A.M. Гусман //Проблемы нефти и газа Тюмени. Вып. 61. - М., 1984.-с. 26-30.
124. Пестров А.П. Применение трехшарошечных долот с ориентированными промывочными узлами на месторождениях Среднего Приобья / А.П. Пестров, В.М. Шенбергер, А.Н., Филимонов, Б.И. Мительман, А.М Гусман // РНТС. Сер. Бурение 1979.- № 7. - с. 3-5.
125. Пестров А.П. Результаты проводки скважин при повышенных перепадах давлений на гидромониторных долотах на месторождениях Западной Сибири / А.П. Пестров, В.В. Филин // Труды ВНИИБТ. Гидравлика в бурении.-М., 1979.-Вып. 48. с. 117-121.
126. Попов А.Н. Основные задачи буримости горных пород // Межвузовский науч.-тем. сборник. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. — Уфа: УНИ, 1976. -Вып. 3. с. 16-18.
127. Потапов Ю.Ф. Разрушение горных пород трехшарошечными долотами малого диаметра / Ю.Ф. Потапов, В.В. Симонов. М.: Гостоптехиздат, 1961.-87 с.
128. Рахматулин Х.А. Вопросы динамики грунтов / Х.А. Рахматулин, А.Я. Сагомонян, Н.А. Алексеев. М.: Изд-во МГУ, 1964. - 239 с.
129. Ребиндер А.А. Понизители твердости в бурении / А.А. Ребиндер, JI.A. Шрейнер, К.Ф. Жигач. M.-JL: Издательство АН СССР, 1944. - 200 с.
130. Середа Н.Г.Бурение нефтяных и газовых скважин / Н.Г. Середа, Е.М. Соловьев. -М.: Недра, 1974. 256 с.
131. Симонов В.В. Влияние колебательных процессов на работу бурильного инструмента / В.В. Симонов, Е.К. Юдин. М.: Недра, 1977. — 217 с.
132. Симонов В.В. Влияние конструктивных особенностей долота на величину крутящего момента / В.В. Симонов, И.И. Кошко, Ю.Ф. Потапов // Тр.
133. МИНХ и ГП. Новое в бурении скважин. М.: Недра, 1970. - Вып. 96. -с. 32-35.
134. Симонов В.В. Лабораторный практикум по режимам бурения / В.В. Симонов, Г.Д. Бревдо. М.: МИНХ и ГП, 1971. - 30 с.
135. Симонов В.В. Об отработке трехшарошечных долот малого диаметра / В.В. Симонов, Ю.Ф. Потапов // Тр. МИНХ и ГП. Бурение скважин малого диаметра. -М.: Гостоптехиздат, 1961. — Вып. 35. — с. 31-41.
136. Симонов В.В. О влиянии величины шага зубцов на некоторые показатели работы шарошечных долот /В.В. Симонов, Г.Ф. Армяников, Г.Д. Бревдо // Тр. МИНХ и ГП. Новое в бурении скважин. М.: Недра, 1970. — Вып. 96. -с. 18-19.
137. Симонов В.В. О расчете крутящего момента, необходимого для вращения трехшарошечного долота /В.В. Симонов, Г.Ф. Армянинов // Тр. МИНХ и ГП. Долговечность газонефтепромыслового оборудования и инструмента. -М.: Недра, 1970.-Вып. 81.-е. 107-118.
138. Симонов В.В. О скольжении и конструировании шарошек штырьевых долот /В.В. Симонов, Т.Г. Агошашвили, Г.Д. Бревдо // Тр. МИНХ и ГП. Долговечность газонефтепромыслового оборудования и инструмента. — М.: Недра, 1970.-Вып. 81.-е. 119-130.
139. Симонов В.В. Сравнительные стендовые исследования долот диаметром 190 мм / В.В. Симонов, Г.Д. Бревдо, А.Е. Егоров // Тр. МИНХ и ГП. Новое в бурении скважин. -М.: Недра, 1970. Вып. 96. - с. 9-17.
140. Симонов В.В. Работа шарошечных долот и их совершенствование / В.В. Симонов, В.Г. Выскребцов. М.: Недра, 1975. - 239 с.
141. Смирнов А.П. Разработка оптимальных параметров режима бурения малого диаметра с учетом механических свойств горных пород // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование: Обзор. М.: ВНИИОЭНГ. - 1966. - с. 193-200.
142. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. — М.: Физматгиз, 1960. — 243 с.
143. Современная технология промывки геологоразведочных скважин / Под ред. С.А. Волкова // ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Техника геологоразведочных работ. — М., 1977. — 19 с.
144. Спивак А.И. Абразивность горных пород. — М.: Недра —1972. — 240 с.
145. Спивак А.И. Механика горных пород. М.: Недра -1967. - 192 с.
146. Спивак А.И. Механика горных пород / А.И. Спивак, А.Н. Попов — М.: Недра—1975. 200 с.
147. Справочник инженера по бурению / Под ред. В.И. Мищевича и Н.А. Сидорова. -М.: Недра, 1973. Том 1. - 519 с.
148. Старцев А.А. Результаты отработки шарошечных долот с различными системами промывки забоя / А.А. Старцев, М.Х. Закиров, М.Н. Ризванов, М.Г. Шайдулин // НТС. Сер. Бурение. 1967. - Вып. 12. - с. 9-13.
149. Столяров Д.Е. Совершенствование технологии и оптимизация режима бурения // Обзоры зарубежной литературы. Сер. Бурение. М., 1970. — с. 74-79.
150. Стрекалова Р.В. Детерминированное и стохастическое моделирование процесса углубления // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. — М., 1975.-Вып. 33.-с. 150-153.
151. Стрекалова Р.В. Методика определения оптимальных режимов бурения / Р.В. Стрекалова Р.В., P.M. Эйгелес // Тр. ВНИИБТ. Разрушение горных пород. М.: Недра, 1968. - Вып. 20. - с. 133-144.
152. Стрекалова Р.В. Разработка методики математического моделирования процесса бурения на ЭВЦМ // Тр. ВНИИБТ. Разрушение горных пород. — М.: Недра, 1968.-Вып. 20.-е. 120-132.
153. Сферина И.Д. Влияние горного и гидростатического давлений на механические свойства горных пород при вдавливании // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование: Обзор. М.: ВНИИОЭНГ. - 1966. - с. 74-79.
154. Тагиев Э.И. О характере движения и динамическом давлении на забой скважины струи жидкости, истекающей из сопел долота / Э.И. Тагиев, Н.М. Джалилов, Р.Г. Арзуманов // Известия ВУЗов. Нефть и газ. — 1966. — № 11.-с. 25-28.
155. Федоров B.C. Научные основы режимов бурения. — М.—Л: Гостоптехиздат, 1951.-248 с.
156. Федоров B.C. Проектирование режимов бурения. — М.: Гостоптехиздат, 1958.-214 с.
157. Филимонов Н.М. Основы режима бурения скважин: Учебное пособие / Н.М. Филимонов, А.Н. Попов. Уфа.: УНИ, 1978. - 84 с.
158. Чефранов К.А. Автоматизация процесса бурения. — М.: Гостоптехиздат, 1962.-89 с.
159. Чефранов К.А. Регулирование процесса бурения. — М.: Недра, 1972. — 160 с.
160. Шацов Н.И. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник для нефтяных вузов / Н.И. Шацов, B.C. Федоров, С.М. Кулиев, Р.А. Иоаннесян, Р.И. Шищенко, JI.C. Гликман, П.В. Балицкий. — М.: Гостоптехиздат, 1961. — 667 с.
161. Шевцов К.Д. Влияние забойных условий на твердость горных пород // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование: Обзор. М.: ВНИИОЭНГ. - 1966. - с. 88-92.
162. Шищенко Р.И. Гидравлика промывочных жидкостей / Р.И. Шищенко, Б.И. Есьман, П.И. Кондратенко. М.: Недра, 1976. - 296 с.
163. Шрейнер J1.A. Вопросы механики горных пород / Сер. Современная нефтяная техника: Пособие для повышения квалификации инженеров нефтяной промышленности. — М.: Гостоптехиздат, 1945. 56 с.
164. Шрейнер J1.A. Влияние числа оборотов на скорость бурения шарошечными долотами / JI.A. Шрейнер, Гань Чжи-цзянь // Нефтяное хозяйство 1956.-№ 12-с. 8-11.
165. Шрейнер J1.A. Деформационные свойства горных пород при высоких давлениях и температурах / J1.A. Шрейнер, Б.В. Байдюк, Н.Н. Павлова, В.П. Якушев, И.Д. Сферина, Г.Е. Кузьменкова, Н.В. Смирнова, А.Т. Кирсанова, Л.И. Толстова. М.: Недра, 1968. - 358 с.
166. Шрейнер Л.А. Физические основы механики горных пород. — М.-Л.: Гостоптехиздат, 1950. — 211 с.
167. Штур В.Б. Механизм действия положительного перепада давления в зоне разрушения при бурении / В.Б. Штур, Н.М. Филимонов, М.С. Хазиев // Межвузовский научно-тематич. сб. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. Уфа: УНИ, 1980. - Вып. 7. - с. 9-16.
168. Штур В.Б. Регулирование перепада давления в зоне разрушения породы при бурении нефтяных и газовых скважин / В.Б. Штур, М.Р. Мавлютов, Н.М. Филимонов, Р.А. Абдуллин // Обзорная информ. Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ. - 1982. - Вып. 20. - 43 с.
169. Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс). М.: Высшая школа, 1983.-288 с.
170. Эйгелес P.M. Выбор оптимальных размеров пород оразрушающих элементов и их рациональное размещение по поверхности забоя / P.M. Эйгелес, Р.В. Стрекалова, Н.Н. Мустафина // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. -М., 1975. Вып. 33. - с. 136-149.
171. Эйгелес P.M. Исследование буримости горных пород микродолотами на буровом стенде высокого давления / P.M. Эйгелес, И.А. Абрамов // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. -М., 1975.-Вып. 33.-с. 105-113.
172. Эйгелес P.M. Математическая модель для расчета конструктивных параметров долота / P.M. Эйгелес, Р.В. Стрекалова, Н.Э. Макарова // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. М., 1975. - Вып. 33. — с. 154-159.
173. Эйгелес P.M. О влиянии гидростатического давления на эффективность разрушения породы // Труды ВНИИБТ. Вопросы теории и техники бурения скважин. М.: Гостоптехиздат, 1959. — Вып. 2. - с. 3-6.
174. Эйгелес P.M. Проблемы механики горных пород в бурении // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. М., 1975. - Вып. 33. - с. 3-6.
175. Эйгелес P.M. Метод планирования расчетов для определения оптимального шага зубьев на венцах шарошек / P.M. Эйгелес, Р.В. Стрекалова, Н.Э. Макарова // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. -М., 1975.-Вып. 33.-с. 160-172.
176. Эйгелес P.M. Разрушение горных пород при бурении. М.: Недра, 1971. -231 с.
177. Эйгелес P.M. Расчет и оптимизация процессов бурения скважин / P.M. Эйгелес, Р.В. Стрекалова. М.: Недра, 1977. - 200 с.
178. Эйгелес P.M. Экспериментальные исследования процесса динамического разрушения горных пород / P.M. Эйгелес, Ю.А. Боксерман // Труды ВНИИБТ. Разрушение горных пород. М., 1975. - Вып. 33. - с. 100-104.
179. Элияшевский И.В. Типовые задачи и расчеты в бурении / И.В. Элияшевский, Я.М. Орсуляк, М.Н. Сторонский. -М.: Недра, 1974. 503 с.
180. Яворский Б.М. Справочник по физике / Б.М. Яворский, А.А. Детлеф. М.: Наука, 1964.-848 с.
181. Allen J.H. How to Relate Bit Weight and Rotary Speed to Bit Hydraulic Horsepower // Drilling 1975. - N. 8. p. 43-47.
182. Backer W. Extended Nozzle Two-Cone Bits Require Precise Nozzle Sizing for Optimum Performance // Paper SPE 8379 of September 1979 SPE Conference, -p. 23-26.
183. Bobo Roy.A. Drill Cheaper with Lower Pump Pressures // Oil and Gas J. — 1967. September., N. 11. - p. 75-79.
184. Camera Shows Mechanism of Rock Failure // Oil and Gas J. 1957. - June., N. 23.-p. 106.
185. Cunningham R.A. An Empirical Approach for Relating Drilling Parameters // J. Petr. Tech. 1978. - July. - p. 987-991.
186. Cunningham R.A. Laboratory Study of Effect of Overburden Formation and Mud Column Pressures on Drilling Rate of Permeable Formations / R.A. Cunningham, J.G. Eenink // Trans. AIME. 1959. - vol. 216. - p. 9-17.
187. Cholet H. Unique Bit Design Improves Hydraulics and Performance / // World Oil. 1977.-Oct., N. 10-p. 63-65.
188. Eckel J.R. Effect of Pressure on Rock Drillability // Trans. AIME. 1958. -vol. 213. - p. 1-6.
189. Eckel J.E. Microbit Studies of Effect of Fluid Properties Mud Hydraulics on Drilling Rate // J. Petr. Tech. 1967. - Apr. - p. 541-546.
190. Evans B. Effect of Bentonitic Fluid Properties on Drilling Rate / Evans В., Gray K.E. // J. Petr. Tech. 1972. - June. - p, 657-662.
191. Feenstra R. Full-Scale Experiments on Jets Impermeable Rock Drilling / Feenstra R., Van Leewen J.M. // J. Petr. Tech. 1964. - March. - p. 329-336.
192. Gamier A.J. Phenomena Affecting Drilling Rates at Depth / A.J. Gamier, N.H. Van Lingen //Trans. AIME. 1959. - vol. 216. - p. 232-239.
193. Garner N.E. Experimental Study of Crater Formation in Limestone at Elevated Pressures / N.E. Garner, C. Gatlin, A. Podio // J. Petr. Tech. 1963. - Dec., v. 15, No.12. - p. 1356-1364.
194. Homer V. Microbit Dynamic Filtration Studies / Trans. AIME. 1957. - vol. 210.-p. 183-189.
195. Huffstutler A. D. Enhanced Return Areas Improve Flow Dynemics and Rock Bit Performance // Energy Week 1996. - book 3, vol. 1, Febr. - p. 103-107.
196. Lowhon Ch.P. Laboratory Drilling Rate and Filtration Studies of Clay and Polymer Drilling Fluids / Trans. AIME. 1967. - vol. 240. - p. 668-694.
197. Lowhon Ch.P. Laboratory Drilling Rate and Filtration Studies of Emulsion Drilling Fluids / Trans. AIME. 1967. - vol. 240. - p. 943-948.
198. Lummus J.L. Drilling Optimization / J. Petr. Tech. -1970. Nov. -p. 1379-1388.
199. Maurer W.C. Bit Tooth Penetration under Simulated Borehole Conditions // J. Petrol. Technol. 1965. -№ 12, vol. 17. - p. 1433-1442.
200. Maurer W.C. How Bottomhole Pressure Affects Penetration Rate // Oil and Gas J.- 1966.-Jan., N. 10.-p. 61-65.
201. Maurer W.C. The Perfect Cleaning Ineory of Rotary Drilling // J. Petr. Tech. -1962.-I, v. 14, No. 11 p. 1270-1274.
202. McLean R.H. Crossflow and Impact under Jet Bits // J. Petr. Tech. 1964. -Nov.-p. 1299-1306.
203. McLean R.H. Velocities, Kinetic Energy on Shear in Crossflow under Three-Cone Jet Bits // J. Petr. Tech. -1965. Dec. - p. 1443-1448.
204. Netson M.D. Drilling Impedance of Mud Solids // World Oil, 1975. - Febr. N.2 - p. 32-39.
205. Pratt C.A. Increased Penetration Rates Achieved with New Extended Nozzle Bits // J. Petr. Tech. -1978. Aug. - p. 1191-1198.
206. Sutko A.A. Drilling Hydraulics a Study of Chip Removal Force under a Full Size Jet Bit // SPE J. - 1973. - Aug. - p. 233-238.
207. Sutko A.A. The Effect of Nozzle Size, Number and Extention on the Pressure Distribution under a Three-Cone Bit / A.A. Sutko, G.M. Myers // J. Petr. Tech. -1971.-Nov.-p. 1299-1304.
208. Van Lingen N.H. Bottom Scavenging a Major Factor Governing Penetration Rate at Depth // J. Petr. Tech. - 1962. - Febr., v. 14 - p. 187-196.
209. Vidrine A,J. Field Verification on the Effect of Differential Pressure on Drilling Rate / A.J. Vidrine, E.J. Benit // J. Petr. Tech. 1968. - July. - p. 676-682.
210. Warren T.M. The Effect of Nozzle Diameter on Jet Impact for a Tricone Bit / T.M. Warren, W.J. Winters // J. Petr. Tech. -1984. Febr. - p. 9-18.
211. Wells M.R. Asymetric Nozzle Sizing Increases ROP / M.R. Wells, R.C. Pessier //Drilling Contractor. 1993. - Sept. - p. 50-51.
212. Wells M.R. Dynemics of Rock-Chip Removal by Turbulent Jetting // SPE Drilling Engineering. 1989. - June - p. 144-152.
213. Young F. S. Dynamic Filtration during Microbit Drilling / F. S. Young, K.E Gray // Trans. AIME. 1967. - vol. 240. - p. 1209-1224.
-
Бабичев, Александр Анатольевич
-
кандидата технических наук
-
Москва, 2008
-
ВАК 25.00.15
- Теория и практика повышения эффективности работы, надежности и долговечности буровых шарошечных долот
- Методы повышения эффективности разрушения горных пород при бурении скважин шарошечными долотами
- Исследование процессов отработки одношарошечных долот с целью оптимизации их конструкции
- Пути повышения эффективности работы буровых шарошечных долот
- Развитие методик и разработка программных средств оптимизации режимов бурения для проектирования и управления углублением скважины
