КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГІЧНІ СКЛАДОВІ ГІДРОМЕХАНІЧНОГО БУРІННЯ ТА МОЖЛИВОСТІ АВТОМАТИЗОВАНОГО УПРАВЛІННЯ НИМ
Анотація
В статті обґрунтовано раціональні конструктивні і технологічні параметри модернізованих засобів гідромеханічного буріння на підставі встановлених закономірностей процесу взаємодії рухливих твердих куль із породним масивом у привибійній частині свердловини, що забезпечує підвищення ефективності буріння свердловин.
Встановлено обмеження традиційних кулеструминних і механічних методів буріння в складних гірничо-геологічних умовах. Обґрунтовано доцільність переходу до гідромеханічних схем руйнування порід, що поєднують механічні та гідродинамічні (пневмодинамічні) впливи. Запропоновано принципові конструктивні елементи для нових пристроїв. Продемонстровано переваги комбінованих схем руйнування гірських порід, де робочі фактори діють узгоджено. Показано, що координація ударної та обертальної компонент підвищує сколювальний ефект у контакті «куля - порода» при збереженні прийнятних експлуатаційних навантажень. Обґрунтовано необхідність впровадження систем саморегулювання режимів роботи гідромеханічних пристроїв. Запропоновано підхід, за якого параметри удару й обертання адаптуються залежно від форми вибою, кривизни та фактичного опору породи, що підвищує стійкість процесу і знижує ризик аварійних ситуацій. Показано, що впровадження адаптивних систем управління в реальному часі дозволяє формувати надійні алгоритми керування режимами обертання й формування ударних імпульсів.
Запропоновано концепцію гідромеханічного буріння з адаптивним керуванням енергетичними параметрами, розроблено принципові комбіновані конструкції відповідних пристроїв з автономними приводами, у яких запроваджено механізм саморегулювання режимів формування ударних навантажень та обертання залежно від форми вибою і опору породи, а також визначено критерії оптимізації взаємодії в системі «куля - гірська порода» та засади адаптивних алгоритмів керування ними в реальному часі.
