ямком, в якому ці недоліки виключені, є створення гідродинамічних бурових снарядів (БС), схеми яких для кернового - а) і безкернового - б) буріння наведені на рис.1.
Малюнок 1. Принципова схема гідродинамічного бурового снаряда: (а - буріння з відбором керна; б - безкерновое буріння): 1 - бурова колона; 2 - кавітаційний генератор; 3 - руйнуючий інструмент; 4 - свердловина. Малюнок 2. Копія осцилограми запису параметрів при випробуваннях експериментального зразка гідравлічного бурового снаряда на гідравлічному стенді: Р1 »10 МПа, Р2/Р1» 0,123.
У технологічному процесі генератор 2 перетворює стаціонарний потік в дискретно-імпульсний, а енергія пульсацій промивної рідини в високочастотні поздовжні віброприскорення руйнуючої інструменту 3. Зазначені БС пройшли дослідження в експериментальних умовах [2] і в умовах споруди гідрогеологічних та геологорозвідувальних свердловин.
На малюнку 2 наведена копія ділянки осцилограми із записом гідродинамічних параметрів експериментального зразка БС при її випробуваннях на гідравлічному стенді. До параметрів відносяться: Р1 - тиск на вході в кавітаційний генератор; Р2 - тиск у трубопроводі за кавітаційним генератором; а1, а2 - віброприскорення в перетинах до і після кавітаційного генератора; а3 - віброприскорення на корпусі імітатора руйнуючої інструменту.
Результати цих випробувань показали, що в трубопроводі БС за генератором реалізується режим періодично сривной кавітації з частотами в діапазоні 70 ... 3000 Гц і розмахом коливань тиску рідини D Р2 до 2,7 Р1. Під розмахом кавітаційних коливань тиску рідини розуміється різниця максимального і мінімального значення тиску в імпульсі D Р=Pmax-Pmin. Максимальні значення віброприскорень на корпусі імітатора руйнуючої інструменту склали 1 600 g (при Р1 »5 МПа) і 2700 g (при Р1» 10 МПа). Встановлено, що підвищення тиску подачі промивної рідини призводить до зростання віброприскорень та їх частоти на руйнує інструменті.
Ефективність буріння з вібронагрузкой на руйнуючий інструмент була підтверджена при спорудженні гідрогеологічних свердловин великого діаметру. Аналіз буріння свердловини діаметром 190 мм показав, що при роботі БС швидкість буріння в порівнянні з роторним способом зростає до 71,5%. При цьому знос руйнуючої інструменту і енерговитрати знижуються до 30%.
На підставі отриманих результатів були створені гідродинамічні БС для буріння геологорозвідувальних свердловин діаметром 76 мм. Зіставлення даних випробувань показало, що в порівнянні з гідроударнікамі Г76ВО, гідродинамічний БС з коронкою 02ІЗ забезпечив на 15,8% зростання швидкості буріння і на 13,2% зростання ресурсу роботи коронки. При використанні алмазних коронок типу А4ДП зростання швидкості буріння склав 26,7%, а ресурс коронки збільшився на 11,8%. Аналіз витрат потужності на обертання бурового інструменту показав їх зниження при роботі гідродинамічного БС до 20% на всіх режимах буріння. Порівняльний аналіз надійності роботи гідродинамічного БС і гідроударника Г76ВО показав наступне. За період випробувань було відзначено 4 відмови гідроударника і проведено 10 зборок-розборок для регулювання і заміни його деталей. У той же час, за весь період випробувань гідродинамічного БС не відбулося жодної відмови в роботі. Оглядом основних деталей БС встановлено відсутність їх зносу. Ресурс роботи гідродинамічного БС значно перевищив ресурс гідроударника. Крім цього БС забезпечив стабілізацію і стійкість бурової колони при бурінні свердловин до глибини 522,5 м.
. РОЗШИРЕННЯ ДІАМЕТРУ обсаднихтрубах
Фірма «Weatherfopd» традиційно використовує гідравлічний спосіб розширення обсадних труб шляхом подачі високонапірного потоку рідини під розширювальний кін (конус - інструмент для розширення труб). З практики відомо, що на саму операцію розширення труб витрачається близько 50% енергії рідини. Інша частина енергії витрачається на подолання опору тертя. Для зниження сил тертя при переміщенні кону використовується дорога мастило MSDS з молібденовими присадками, що призводить до значних економічних витрат. Одним із шляхів зменшення опору тертю є застосування гідродинамічного вібратора (ГДВ) для накладення вібронагрузкі на розширює кін.
Дослідження [4] показали, що на виході генератора спостерігаються ударні коливання тиску рідини Р2 (рис. 3). Такий вид коливань обумовлений виникненням в проточній частині гідровібратора режиму періодично сривной кавітації. На розширювальному коні реалізуються віброприскорення (рис. 4).
Малюнок 3. Копія осцилограми запису параметрів роботи ГДВ. Р1=40 МПа, Р2=8,2 МПа
Малюнок 4. Залежність вібронагрузкі на корпусі кону від режиму роботи ГДВ
Вібронагрузкі, як в осьовому, ...
