|
Бєсєдіна Наталія МиколаївнаДонецький Національный Техничний університет |
Тема магистерской работы:Направлене буріння з підземних гірських виробокНаучный руководитель: Юшков Іван ОлександровичМатериалы по теме выпускной работы: Об авторе | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | | Индивидуальный раздел АвторефератВступСутність направленого буріння свердловин полягає в комбінуванні методів та технічних засобів, для цілеспрямованої зміни траєкторії буріння свердловини. Траєкторія таких свердловин може відхилятися від вертикального і горизонтального положення примусово за допомогою клинів та відхиляючих засобів або мимовільно природне викривлення через геолого - технічні фактори та інше.До головних переваг направленого буріння відносяться: можливість визначення дійсної потужності похилих пластів, подсеченія КК, що залягають у важкодоступних місцях, дегазації свердловин. До недоліків відносяться: підвищена вірогідність виникнення аварійної ситуації через використання клинів, вимоги до міцності БТ, необхідність частого використання відхилювача і вимірювальних приладів. Відхилення свердловини від вертикалі і горизонталі при направленому бурінні (зміна зенітного кута і азимута буріння) здійснюється відхилуючими пристроями. Розроблено велику кількість різних відхиляючих пристроїв, що мають істотні відмінності в їх принципових кінематичних схемах, призначення та галузі застосування. [2] Актуальність темиСвітовий попит на вугілля в якості дешевого, надійного джерела енергії, призвела до збільшення виробництва в багатьох шахтах. Для нашого регіону властиві шахти небезпечні щодо вибуху газу і пилу. Це є однією з основних проблем на сьогоднішній день.Існує рішення цієї проблеми - направлене буріння. Мета і завдання розробок і дослідженьМетою даної роботи є розробка конструкції відхилювача який включає до складу локаційну систему Digitrak Eclipse.Ідея роботи: полягає в тому, щоб одночасно під час буріння отримувати інформацію про викривлення свердловини. Для досягнення поставленої мети в роботі вирішуються наступні завдання: 1. Розробка принципової схеми відхилювача для направленого буріння. 2. Проведеніе розрахунків відхилювача і його елементів; розрахунок економічної раціональності використання відхилювача. 3. Виконання дослідно - конструкторських робіт. Об'єкт досліджень: технічні засоби для направленого буріння. Предмет досліджень: конструкція відхилювача для направленого буріння. Методи досліджень: Поставлені завдання вирішувалися шляхом проведення теоретичних досліджень, проведення розрахунків основних параметрів відхилювача. Апробація роботиДоповідь на тему «Розробка багатофункціонального снаряду для направленого буріння дегазаційних свердловин з підземних гірничих виробок» на X Всеукраїнської науково - технічної конференції студентів «Буріння», що проводилася в Донецьку 23 квітня 2010Огляд досліджень і розробок по теміОрієнтатор-пристрій для фіксування на поверхні Землі положення відхилювача в стовбурі свердловини. Орієнтаториі підрозділяються на заглибні, що входять до складу бурильного інструменту, і витягувальні, які спускають в середину бурильної колони тільки в період орієнтування відхилювача, чутливим елементом Орієнтатора може служити рівень рідини, схил, кулька, маятник, потенціометр та інші. B якості орієнтатора використовуються також інклінометри, особливо при глибокому бурінні. B бурильну колону, низ якою обладнан діамагнітною трубою з направляючюї воронкою, магнітними полюсами і відхилювачем, опускається інклінометр і фіксується положення відхиляючої системи в стовбурі свердловини щодо меридіана або точки (репера), координати якої заздалегідь відомі. Управління глибинними приладами дистанційне по каротажного кабелю. [6, 5]
Комплекс «КЕДР» є вдосконаленням відхилювача типу ТЗ, призначений для штучного викривлення геологорозвідувальних свердловин діаметром 59 і 76 мм глибиною до 2000 м в монолітних і слаботрещіноватих породах VI - XI категорій по буримости і має широке практичне застосування. Конструкція відхилювача є комплексною, складається з власне регульованого відхилювача, орієнтатора і вузла контролю викривлення, що дозволяє: настроювати відхилювач на задану інтенсивність в діапазоні 0,2 - 1,5 градус / м перед спуском його в свердловину; виконувати багаторазове самоорентацію в свердловині на заданий кут за 1 цикл викривлення при зенітних кутах 3 - 60 °; контролювати фактичне орієнтування (в порівнянні з заданим) після завершення циклу викривлення і підйому відхилювача зі свердловини; відбирати керн укороченою колонковою трубою при виконанні циклу викривлення. Крім того, розроблені нові варіанти комплексів: КЕДР-ГБ-76, КЕДР-ГБ-59 і відхиляюча система для слабких порід ОСП-76, які складаються з скомпонованих в єдину конструкцію відхилювача, стабілізатора і орієнтаторав. Комплекси КЕДР-76 і КЕДР-59Відхиляючій пристрій забійних комплексів містить нижній підшипниковий вузол 1, вузол перекосу 2, вал - ротор 3 та вузол встановлення 5. У вузлі перекосу використані змінні викривлені патрубки, що забезпечують різний нахил породоруйнівного інструмента до осі свердловини та її викривлення з регульованою інтенсивністю за рахунок асиметричного руйнування вибою.Стабілізуючий пристрій виконаний у вигляді розпірного клинового механізму 4, який має клиновий повзун, розташований між верхнім і нижнім полукліньямі і взаємодіє з ними через Г-образні пази. Орієнтуючий пристрій виконаний у вигляді гвинтового механізму із вільно встановлюючей в апсідальній площині кулькою, має вузол орієнтації 9, вузол блокування 10, верхній підшипниковий вузол 11, верхній вал 12 і вузол статорної пружини 13.
Постановка комплексу на забій здійснюється з одночасною подачею промивної рідини. При передачі осьового навантаження послідовно відбувається стиснення роторної 7, потім статорної пружини 13, що забезпечує висунення клинового повзуна 4 до взаємодії зі стінкою свердловини і створює необхідне розпорне зусилля. Одночасно при русі валу 12 вниз звільняється кулька і, вільно перекочується, встановлюється в апсідальной площині. Відбувається розблокування ротора зі статором і забезпечується можливість їх відносне обертання. Переміщення розділового кільця 8 роз'єднує осьові канали шліцьового вала 6, що створює короткочасне підвищення тиску промивальної рідини, а потім повернення до робочих параметрів. Цей момент фіксується по манометру бурового насоса і свідчить про постановку комплексу на забій. Самоорінтуючий комплекс піднімають від забою на 0,2 - 0,5 м, при цьому клиновий повзун втягується в габарити корпусу. При установці кульки в апсідальной площині, а потім взаємодії його з гвинтовою поверхнею, відбувається поворот і установка забійного комплексу в задане положення. Під час підйому комплексу від забою розділове кільце 8 знову роз'єднує осьові канали шліцьового вала 6, що супроводжується короткочасним підвищенням тиску промивальної рідини, а потім поверненням до робочих параметрів, що свідчить про закінчення процесу самооріентації. Повторна постановка комплексу на забій також супроводжується аналогічним гідравлічним сигналом. Конструкція забійних комплексів КЕДР-76 і КЕДР-59 забезпечує: • запрограмувати на необхідну інтенсивність викривлення • можливість регулювання інтенсивності викривлення у широких межах • багаторазове самооріентацію в свердловині • контроль процесу самооріентації • можливість викривлення свердловини з одночасним відбором керна, у т. ч. по рудній зоні. Ці якості даних комплексів відкривають нові технологічні можливості: • штучне викривлення на великих глибинах, при зенітних кутах до 60 ° і грузлих бурових розчинах, де ускладнено або неможливе застосування орієнтатора • добігання до забою незважаючи шламу, завужеь, вивалов і т. п. (без попередньої підготовки свердловини) і подальше самооріентування комплексу на забої • штучне викривлення в нестійких породах і ослаблених зонах за рахунок можливості багаторазового повторного самооріентування протягом рейсу. [1, 4] Основний зміст роботи1. На сьогоднішній день однією з основних проблем направленного буріння є неможливість контролювати процес буріння під час викривлення свердловини.У роботі запропонована принципово нова схема відхилювача «КЕДР-76» яка включає до складу локаційну систему Digitrak Eclipse. Локаційна система Digitrak Eclipse, в даний час є найпоширенішою у світі системою навігації.
Революційна розробка компанії DCI. Робоча частота, задана Eclipse оптимальна для буріння і абсолютно виключає перешкоди. Унікальна конфігурація антени приймача дозволяє приладу визначати місце розташування точок позиціонування і випромінювача. Випромінювач забезпечує тривимірне дистанційне керування вліво - вправо і вгору - вниз. [7] Технічні характеристики: Використовувана частота, кГц встановлена DCI Радіус дії телеметрії, м. 610 Точність абс. Похибкаи до 5% Джерело живлення нікель - кадмієві батарея Digi Trak Ємкість батареї, 8 - 12 годин Індикатор глибини в реальному масштабі часу Діапазон робочих температур від - 20 'С до 60'С Висота 31 мм Ширина 18.3 мм Вага, кг 3.8 АНІМАЦІЯ
Рис.4 Передача данних(6 кадрів, 640х400 крапок, Adobe Photoshop Creative Suite 4) Жовтий - породоруйнуючий інструмент Темно - червоний - Digi Trak Зелений - колона бурильних труб ВисновкиУ даній роботі запропонована схема відхилювача для направленого буріння.Передбачається, що впровадження запропонованого пристрою дозволить забезпечити більш високу результативність в направленому бурінні, а також скоротить час на проходження свердловини. Перелік використаних джерел1.Буровой портал/Классификация методов и технических средств – [электронный ресурс], – [режим доступа], – http://www.drillings.ru/klassiphikaciyametodov2. Юшков А.С. Кернометрия. – М.: Недра, 1989. – 224с. 3. Завод Уралгеофизприбор/ИНКЛИНОМЕТР – [электронный ресурс], – [режим доступа], – http://www.uralgeofizpribor.ru/9214628160 4. Шитихин В.В. Технические средства для направленного бурения скважин малого диаметра: Учебное пособие. – Ленинград: Недра, 1978. – 112с. 5. Кодзаев Ю.В., Способы и технические средства ориентирования отклонителей в скважинах: Журнал «Известия ВУЗов»; Раздел «Геология и разведка».- Москва: ВИНИТИ, 1981-208с. 6. Словари и энциклопедии/Ориентатор – [электронный ресурс], – [режим доступа], – http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/3613/%D0%9E%D1%80%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80 7. Digi Trak/Оборудование ГНБ – [электронный ресурс], – [режим доступа], – http://vermeer.su/gnb-catalogue/index.html В даний момент магістерська робота знаходиться у стадії розробки. Після грудня 2010 року повний текст роботи можна одержати у автора або наукового керівника. |
