Вивчення особливостей механіки роботи спеціального породоруйнівного інструменту

Abstract

Відмічено основні тенденції сучасного етапу розвитку бурової справи, зокрема в розрізі створення інноваційних конструкцій породоруйнівного інструменту та модернізації вже існуючих. Наведено порівняльну характеристику між полікристалічними (типу PDC) й шарошковими долотами та показано їх взаємні переваги і недоліки. Коротко описано сутність способу руйнування гірського масиву, що використовує енергію струменів рідини. Розглянуто основні принципові відмінності конструкції дискових доліт та їх ланцюгової модифікації. Для останньої сформульовано концептуальні положення теорії механічної взаємодії із вибоєм свердловини. Надано вичерпну характеристику високотехнологічним опорам бурових доліт, що конструктивно ґрунтується на принципах використання гідростатичного плаваючого вкладиша підшипника ковзання. Запропоновано компонувальну схему пристрою для інтенсифікації вибійних руйнівних процесів, основою роботи якої є створення ефекту кавітації, що сприяє істотному зниженню міцності гірського масиву. Додатковим інтенсифікатором руйнівних процесів також можуть виступати гідродинамічні бурові снаряди, в конструкціях яких використана трубка Вентурі. Сформульовано засадничі принципи гідромеханічного кулеструминного способу буріння, що ґрунтується на використанні енергії куль, які рухаються із великою швидкістю. Визначено особливості конструкції спеціальної породоруйнівної матриці кулеструминного гідромеханічного снаряду, що є основним органом формування прямокутного профілю вибою свердловини.

The main tendencies of the current stage of development of the drilling business, in particular in the context of the creation of innovative designs of rock cutting tools and the modernization of existing ones, are noted. Comparative characteristics between polycrystalline (PDC type) and roller cone bits are given and their mutual advantages and disadvantages are shown. The essence of the method of destruction of a rock mass using the energy of liquid jets is briefly described. The main fundamental differences in the design of disk bits and their chain modification are considered. For the latter, the conceptual provisions of the theory of mechanical interaction with the borehole bottom are formulated. An exhaustive description of high-tech drill bit supports is provided, which are structurally based on the principles of using a hydrostatic floating sleeve bearing. The layout diagrams of a device for intensifying bottomhole destructive processes are proposed, the basis of which is the creation of the cavitation effect, which contributes to a significant decrease in the strength of the rock mass. An additional intensifier of destructive processes can also act as hydrodynamic drilling shells, in the design of which a Venturi tube is used. The basic principles of the hydromechanical ball-jet drilling method based on the use of the energy of balls moving at high speed are formulated. The design features of a special rock-cutting matrix of a ball-jet hydromechanical tool, which is the main organ for the formation of a rectangular profile of the well bottom, have been determined.