Оптимізація параметрів руйнування гірської породи при бурінні свердловин

Анотація

Запропоновано математичну модель взаємодії долота та породи при бурінні свердловини. На основі закономірностей технологічних параметрів розраховано енергоємність процесу буріння. Нова модель дає можливість спрогнозувати, за яких параметрів буріння свердловини енергоємність цього процесу є мінімальною. Практичною цінністю даної моделі є можливість рекомендувати оптимальні параметри процесу буріння свердловини в гірських породах. Автором, зокрема, відзначено, що пошуку оптимальних параметрів процесу бурінні свердловини присвячено достатньо багато робіт. Однак, в більшості моделей за критерій оптимізації прийнято механічну швидкість буріння, що, на думку автора, не дає можливості оптимально використати породоруйнівний інструмент. Проаналізовано, що особливостями технологічного процесу буріння свердловин являється те, що до нього немає прямого доступу тому, що породоруйнівний інструмент знаходиться на вибої свердловини, а її глибина за звичай сягає декількох тисяч метрів. Крім того при роботі інструмент знаходиться як правило в обертанні. Також відзначено, що основними параметрами процесу буріння свердловин являються навантаження на породоруйнівний інструмент, швидкість його обертання та кількість промивної рідини. Встановлено, що підведена енергія розподіляється на руйнування породи, руйнування самого інструменті та частково на виділення тепла. Обґрунтовано оригінальний спосіб визначення енергоємності процесу буріння свердловин за допомогою вимірювання його технологічних параметрів. При цьому за критерій оптимізації пропонується приймати мінімальне значення енергоємності технологічного процесу, тобто слід визначити такі параметри буріння, за яких мінімізуються енерговитрати на одиницю об’єму вибуреної породи. Запропонований спосіб реалізовано в програмно-технічному пристрої та апробовано за виробничих умов. Технічну новизну розробки захищено патентом на винахід