ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮ-ЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ГИДРОМЕХА-НИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН
Аннотация
Цель. Детализованное аналитическое, лабораторное и стендовое изучение главных закономерностей процессов разрушения горного массива под влиянием различных факторов, а также поиск путей эффективного функционирования инновационных устройств комплексного гидромеханического бурения в горных породах, которые отличаются по основным показателям физико-механических свойств с последующей разработкой технико-технологического регламента сооружения скважин разных групп принадлежности с высокими организационно-экономическими показателями.
Методика. Определение основных технологических особенностей забойных процессов разрушения, реализованных при применении устройств комбинированного гидромеханического бурения, выполнено при соблюдении методик аналитического анализа и экспериментальных исследований, а также путем привлечения к процессам изучения отдельных приемов математического и физического моделирования, методик теоретической обработки и интерпретации результатов исследований в среде SOLIDWORKS, STATGRAPHICS, МАTHСАD, соответствующих контрольно-измерительных приборов, инструментария и материалов. Забойные процессы моделировались на специальной стендовой установке, оборудованной контрольно-измерительными приборами и устройствами (в частности: расходомер, манометр, тахометр, координатник, подшипниковый узел позиционирования, механизм подачи). Результаты процесса разрушения горного массива ударами шаров контролировались с помощью электронного штангенциркуля с глубиномером (глубина лунки разрушения). Объем лунки разрушения определялся путём заполнения ее пластилином или парафином. Поверхностное натяжение промывочной жидкости определялось сталагмометрическим методом, основанным на зависимости количества капель, образованных из объема сталагмометра, от поверхностного натяжения жидкости.
Результаты. Изучены основные особенности ныне применяемых, в основном механических, способов бурения скважин. Определены преимущества гидромеханического способа бурения с позиций существенной интенсификации забойных процессов разрушения горного массива за счет создания развитой трещинной системы в породах. Определены общие черты цикла формирования разных частей забоя скважины при применении проектируемых устройств. Убедительно доказано, что результаты процессов разрушения (объем лунки разрушения) находятся в зависимости от таких аргументов, как интенсивность приложения нагрузки, иными словами скорость движения шаров, и их количество. Доказано существование фактора возможности и обоснованной необходимости применения поверхностно-активных веществ в качестве основных активаторов деформационных взаимодействий в паре «породоразрушающий шар - горный массив», однако это требует рационального подбора химических компонентов среды разрушения.
Научная новизна. Интенсификация процессов разрушения при гидромеханическом способе бурения выступает функцией значительной динамичности воздействия циркулирующих в рациональном количестве шаров на породный забой и определяется наличием активного физико-химического воздействия соответственно подготовленных промывочных жидкостей.
Практическая значимость. Представленные к обсуждению результаты аналитических и лабораторно-стендовых исследований являются основой для разработки конструктивных и методических основ реализации базовых принципов гидромеханического бурения; они с успехом могут быть использованы при адаптации других способов бурения к конкретным скважинным условиям.
