Том 326 № 8 (2015)

Анализ и научное обобщение результатов исследований ударно-вращательного способа бурения скважин малого диаметра из подземных горных выработок

Актуальность работы обусловлена необходимостью совершенствования технологии и техники геологоразведочных работ, связанного с обеспечением энерго- и ресурсоэффективности процессов бурения. Цель работы: научный обзор результатов теоретических и экспериментальных исследований в области ударно-вращательного способа бурения, направленный на выяснение перспектив возможности разработки и применения ресурсоэффективной технологии бурения геологоразведочных скважин малого диаметра из подземных горных выработок, основанной на использовании генератора волн деформаций, передаваемых по бурильной колонне. Для повышения скорости бурения скважин в твердых породах созданы мощные ударные механизмы. Однако повышение энергии удара ограничивается прочностью бурового инструмента. При неизменном диаметре скважин увеличенную ударную мощность приходится передавать по бурильным трубам и их соединениям прежних размеров. Именно эти элементы бурильной колонны стали сдерживающим фактором внедрения новой технологии. В связи с этим весьма актуальным становится проведение анализа и научное обобщение результатов исследований для решения указанной проблемы. Методы исследования: теоретический анализ; обширный обзор научной литературы по вопросам формирования ударных импульсов, передачи волн деформаций по бурильной колонне, разрушения горных пород, выбора рациональных режимов ударно-вращательного способа бурения, оптимизации процесса бурения на этапе, предшествующем технологическому процессу, выбора методов расчета систем ударно-вращательного способа бурения скважин, моделирования рабочих процессов, определения энергетических параметров буровых агрегатов, а также сопоставление результатов независимых исследований. Результаты. Приведены современные представления и достижения в области ударно-вращательного способа бурения скважин малого диаметра. Выявлены причины существенного расхождения результатов исследований у различных авторов. Показана целесообразность проведения конкретных исследований, которые позволяют добиться наиболее эффективных результатов при совершенствовании технологии и техники бурения скважин. Определены основные направления исследований технологических процессов и техники бурения, и сформулированы научно обоснованные рекомендации по повышению производительности бурения благодаря интенсификации процесса разрушения горных пород при бурении скважин.

Ключевые слова:

геологоразведочное бурение, технология бурения, подземные горные выработки, бурильные колонны, формирование, ударные импульсы, волна деформации, передача, разрушение, горные породы, бурение, оптимизация, моделирование, рабочие процессы, энергетические параметры, буровые агретаты

Авторы:

Анастасия Викторовна Шадрина

Лев Алексеевич Саруев

Скачать bulletin_tpu-2015-326-8-15.pdf