ДонНТУ   Портал магістрів   ТТБС   ГГФ

Петраков Артем Євгенович

Гірничо-геологічний факультет

Кафедра технологія та техніка буріння свердловин

Спеціальність Буріння свердловин

Обгрунтування параметрів та розробка технічних засобів і технології буріння скерованих свердловин з гірничих виробок

Науковий керівник: к.т.н., доц. Юшков Іван Олександрович

Резюме Біографія Реферат

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

• Введення
• 1. Мета та задачі дослідження
• 2. Наукова новизна
• 3. Плановані практичні результати
• 4. Аналітичний огляд
• 4.1 Тіпи відхиляють снарядів
• 4.1.1 Снаряди спрямованого буріння з гідромеханічним розкріпленням (СНБГМ)
• 4.1.2 Відхилювач безперервної дії з гідравлічним розпором (ОНДГ–93МР)
• 4.2 Тіпи орієнтуючих систем
• 4.2.1 Гідравлічний орієнтатор
• 4.2.2 Орієнтатор ОГШ–3а
• 5. Проектування траєкторії спрямованих свердловин, які буряться з гірничих виробок
• 6. Проектування багатофункціонального бурового комплексу
• Висновки
• Список джерел

Введення

Одним з пріоритетних завдань розвитку вугільної промисловості України є забезпечення безпечних умов праці шахтарів та збільшення виробничих потужностей вугільних шахт. Досягнути позитивних зрушень в цьому напрямі дозволяє ефективна робота системи шахтної дегазації. Вдосконаленням методів та технічних засобів буріння дегазаційних свердловин тривалий період часу займається кафедра технології і техніки геологорозвідувальних робіт ДонНТУ.

Современное состояние подземного бурения в угольных шахтах характеризуется отсутствием цельного технического и организационного подхода к его проведению.

Значительное количество буримых из подземных выработок скважин предназначено для предварительной дегазации, схема которой зависит от системы разработки угольных пластов и проводится как по углю, так и вмещающим породам. Это в свое время обусловило использование для бурения дегазационных скважин геологоразведочных станков и инструмента, не вполне подходящих для шахтных условий, особенно в условиях бескернового бурения восстающих скважин. По–прежнему открытыми остаются ряд вопросов, составляющих суть как технической, так и технологической основы методики подземного бурения.

Сучасне зарубіжне бурове обладнання для проведення дегазації є високопродуктивним, але його закупівля і масове впровадження в значній мірі стримується високою вартістю і витратами на обслуговування і ремонт.

Виходом зі сформованої ситуації в даний момент може стати запровадження раніше розроблених технічних засобів і технологій, не реалізованих раніше в силу ряду причин економічного й організаційного характеру. У 80–90–х роках минулого століття на кафедрі технології і техніки геологорозвідувальних робіт Донецького політехнічного інституту (нині ДонНТУ) спільно з Тематичною експедицією ВО Укрвуглегеологія проводилися науково–дослідні роботи з розробки та впровадження у виробництво бурового обладнання та інструменту для підземного буріння свердловин. Були створені інклінометр оперативного контролю положення свердловини ИОШ, гідравлічний орієнтатор бурового снаряда ОГШ, відхилювач разової (СНБ–2Р) і безперервної (ОНДГ) дії та інші технічні засоби спрямованого буріння[1].

Відомий позитивний досвід буріння протяжних дегазаційних свердловин силами ВАТ ДХК Спецшахтобуріння, виконаний на полях шахти Білозерська ДП Добропіллявугілля. Для проведення бурових робіт використовувався верстат LHD–15A фірми Флетчер, оснащений забійній компонуванням для спрямованого буріння свердловин.[2]

Здійснені роботи показали, що успішне проведення дегазаційних свердловин безпосередньо залежить від точності розрахунку траєкторії свердловини і від технічного засобу виконуючого буріння.

Для підвищення ефективності виконання дегазаційних робіт доцільним може виявитися буріння спрямованих свердловин по керованій траєкторії з гірничих виробок розроблюваного пласта. Особливість розташування бурового обладнання приводить до того, що дегазаційні свердловини, як правило, включають криволінійну частину, пройдену в міжпластових породах до виходу в дегазаційних пласт і прямолінійну, виконану в бік виробленого простору яка буриться по вугіллю.[3]

На даний момент в ДонНТУ проводяться роботи по створенню модернізованих під сучасні вимоги зразків бурового інструменту на основі існуючих конструктивних схем.

1. Мета та задачі дослідження

Мета дослідження: розробити систему проектування траєкторії протяжних дегазаційних свердловин і буровий комплекс для буріння з підземних гірничих виробок

Задачі дослідження:

1. Проаналізувати сучасний стан техніки і технології спрямованого буріння свердловин з підземних гірничих виробок
2. Розробити методику автоматизованого проектування траєкторії спрямованих свердловин, які буряться з гірничих виробок
3. Дослідити вплив конструктивних параметрів відхилювача безперервної дії з гідромеханічної системою розкріплення на управління кривизни формованої свердловини
4. Розробити комплект конструкторської документації і технологію буріння багатофункціональним буровим комплексом

2. Наукова новизна

1. Запропоновано метод буріння протяжної криволінійної дегазаційної свердловини замість куща неглибоких, прямолінійних свердловин
2. Розроблено математичну методика проектування криволінійних свердловин що повстають
3. Встановлено взаємозв'язок розмірів і місць розташування опорних елементів бурового снаряда на інтенсивність формованої кривизни свердловини

3. Плановані практичні результати

1. Очікується підвищення ефективності дегазаційних робіт за рахунок зменшення витрат часу на допоміжні роботи з обладнання свердловини, переміщенню бурового верстата по виробленню, монтажу трубопроводів тощо
2. Розроблено програму для визначення просторового положення стовбура повстає свердловини
3. Спрощено компонування бурового снаряду для буріння направлених дегазаційних свердловин за рахунок включення в відхиляючий снаряд блоку гідравлічного орієнтування

4. Аналітичний огляд

4.1 Тіпи відхиляють снарядів

4.1.1 Снаряди спрямованого буріння з гідромеханічним розкріпленням (СНБГМ)

Снаряди спрямованого буріння з гідромеханічним розкріпленням СНБГМ–76 і СНБГМ–59 розроблені лабораторією спрямованого буріння КазИМС і мають конструктивну будову, показану на рисунку 4.1.

Снаряд складається з вузлів гідромеханічного розкріплення і відхилення. Елементами розкріплення є корпус гідрораспора 4, розпірні кулачки 5, гідрокамера 6, перехідник 7 з дроселем. Вузол відхилення складається з корпусу 8 з похилими пазами в нижній частині, двошарнірного валу 9, фіксатора з повзуном 10, перевідника 11 з зворотним клапаном 12, алмазної коронки 13 і долота 14. У верхній частині снаряда розташовані перехідник 1 для з'єднання з орієнтуючим перехідником або колоною з шарніром 2 і підшипником 3.

Після орієнтації над вибоєм в снаряд подається промивна рідина, яка за рахунок дроселя 7 створює надлишковий тиск в каналі валу, в результаті рідина через отвори (діаметр 2,5 мм) в валу шарніра потрапляє в гідрокамеру. При її розпорі з пазів корпусу висуваються три кулачка, армовані різцями. Різці врізаються в стінки свердловини і утримують корпус від обертання. Відхиляюча частина снаряда — фіксатор 10 — приєднується до корпусу лівою різьбою. На внутрішній циліндричній поверхні фіксатора є шліци, в яких шарнірний вал відхилювача фіксується від довільного повороту при спуску в свердловину. У проріз нижній частині фіксатора встановлюються повзун, який закріплюється в ньому зрізними гвинтами. Після зрізання гвинтів повзун переміщається, згинаючи двошарнірний вал 9 і зміщуючи отбурочний набір з породоруйнуючих інструментів на кут, рівний 0 ° 24 відносно загальної осі відхилювача.

При роботі снарядами СНБГМ велика увага має бути звернена на промивну рідину і глинистий розчин, вони повинні бути чистими, вільними від крупного шламу (більше 1–2 мм). Залежно від категорій по буримості гірських порід і породоруйнуючого інструменту повинні вибиратися і встановлюватися в снаряд різні дроселі, а в свердловину подаватися фіксований об'єм рідини (його значення вибито на торці дроселя) для утримання в гідрокамері необхідного перепаду тиску (8–10 кгс/см²).

4.1.2 Відхилювач безперервної дії з гідравлічним розпором (ОНДГ–93МР)

Для буріння свердловин, що повстають в ДПІ спільно з Тематичною експедицією ВО Укрвуглегеологія розроблений відхилювач з гідравлічним розпором ОНДГ–93МР (рисунок 4.2). Габарити ОНДГ розраховані для умов асиметричного руйнування вибою.

Відхилювач складається з корпусу камери 12 з повзуном 9, що виходить за габарити корпусу під дією гумової камери 11, яка розширюється і охоплює вал — трубу 3. Кінці камери, 11 закріплені в корпусі 12 за допомогою конусів 13. Повзун 9 забезпечений набором роликів 25 які при висуненні повзуна контактують зі стінкою, утримуючи корпус відхилювача від повороту. Граничний вихід повзуна обмежений упорами 8, закріпленими на корпусі камери за допомогою гвинтів і вільно розташованими в пазах повзуна.

У верхній частині корпусу камери 12 розміщений корпус сальника 2. Він призначений для запобігання витоків промивної рідини за допомогою сальникової набивки 26, ущільненої втулками 5 та 6. Зовнішня поверхня корпусу сальника армована твердосплавними вставками.

Нижче корпусу камери розміщений стопорний корпус 17. У ньому встановлено дві шпонки 24, що з'єднують корпусні частини з центральним валом при виконанні операції орієнтування.

До стопорного корпусу приєднаний корпус підшипників 1, в якому розміщений блок упорних шарикопідшипників 30 і радіальних роликопідшипників 31. Для запобігання витоків промивної рідини в корпусі 1 встановлені манжети 29. Зовнішня поверхня корпусу підшипників 1 виконана у вигляді ексцентричної втулки, армованої твердосплавними вставками. Корпуси 1 і 2 виконують функцію опорних елементів, регулюючих інтенсивність викривлення свердловини.

Верхній вал — труба 3 служить для приєднання до орієнтатора. У тілі труби виконаний отвір, сполучається з внутрішньою порожниною гумової камери. До нижнього кінця труби 3 приєднана стопорна муфта 18, у вікнах якої встановлені шпонки 24. Шпонки входять в кільцеві проточки плунжера 18 з отвором, що калібрується і в паз корпусу 17. Під дією тиску рідини плунжер має можливість осьового переміщення вниз. При цьому плунжер зміщує шпонки, забезпечуючи роз'єднання валу і корпусу відхилювача. Через муфту 18 обертання передається на нижній вал 22, з нього на перехідник 23 і на долото 33.

Відхилювач ОНДГ–93 працює таким чином. Снаряд, з'єднаний з орієнтатором, подають до забою свердловини і встановлюють під заданим кутом установки. З включенням подачі рідини стопорна муфта 18 зміщується і виводить з паза корпусу 17 з'єднані з нею шпонки 24, що знаходяться у вікнах муфти 15. Вал і корпус роз'єднуються. Таким чином від'єднується складовий вал 3, 15, 22 вал від корпусу, даючи йому можливість незалежного обертання. Одночасно у верхній частині внутрішньої порожнини вала 3 створюється підвищений тиск, що призводить до розширення гумової камери 11 і висуненню повзуна 9 до упору його роликів 25 в стінку свердловини. Корпуси 1 і 2, впираючись в протилежну стінку свердловини твердосплавними вставками на ексцентричних виступах, забезпечують заданий перекіс осі снаряда. Буріння ведеться на режимах, які забезпечують оптимальну механічну швидкість. Можливість ходіння снаряда не обмежена. Довжина рейсу залежить тільки від ресурсу роботи долота.

4.2 Тіпи орієнтуючих систем

4.2.1 Гідравлічний орієнтатор [7]

Гідравлічний орієнтатор (рисунок. 4.3) складається з корпусу 1, осердя 2, пружини 3, кульки 4, насадки 5 і перемички 6. У корпусі виконані кільцевий канал 7 і сполучається з ним поздовжній орієнтуючий паз 8, а також пробка 9. Перемичка 6 перекриває кільцевий канал 7 з боку діаметрально протилежною пазу. У голівці осердя 2 виконані бічні канали 10, а в хвостовику осердя 2 центральний канал 11, діаметр якого відповідає діаметру пробки 9 з можливістю їх ковзної посадки. Осердя 2 має кільцеву проточку 12. Кільцева проточка 12 і кільцевий канал 7 утворюють порожнину, в якій розміщена кулька 4. Кільцевій канал 7 корпусу виконаний ширше, ніж проточка 12 осердя 2 і розташований по відношенню до неї асиметрично зі змішенням в сторону паза що орієнтує 8. Корпус орієнтатору з обох боків забезпечений різьбами для нагвинчування на буровий снаряд.

Гідравлічний орієнтатор працює таким чином: корпус 1 орієнтатору з'єднується лівою стороною з бурильними трубами, а правою — з відхилювачем будь–якого типу, призначеним для штучного викривлення свердловин. При цьому відхилювач розташовується в заданому положенні, а орієнтатор так, щоб паз 8 був строго у вертикальній площині внизу.

Відхилювач спускають до забою свердловини і на відстані 0,5–1 м від вибою починають пошук його заданого положення. Для цього подають насосом промивальну рідину. Рідина виходячи з великою швидкістю через насадку 5 зустрічає перешкоду у вигляді головки осердя 2 і вимушена змінювати напрямок для проходу через канали 10 і 11 оріентатора. При цьому створюється швидкісний напір і зусилля, спрямовані на подолання опору пружини 3 і зрушення вправо осердя 2. При переміщенні осердя 2 кулька 4 або упреться в стінку каналу 7, або пройде в паз 8 залежно від взаємного розташування кульки 4, що знаходиться весь час в нижньому положенні, корпуса 1 з пазом 8, які можуть займати будь–яке положення. Якщо кулька пройде в паз 8, то це буде означати відповідність заданому розташуванню відхилювача.

Осердя 2 переміститься вправо до тих пір, поки пробка 9 не увійде в канал 11 і не перекриє його. У цей момент різко зростає тиск у гідравлічній системі насос–бурильні труби — орієнтатор, що буде відзначено за показаннями манометра і є шуканим сигналом.

В інших положеннях корпусу 1 кулька 4 не проходить в паз 8 і тиск не збільшується понад певної величини, так як рідина безперешкодно проходить через корпус 1 і канал 10, 11 в осерді 2.

Пошук шуканого положення ведеться шляхом послідовних циклів, що складаються з провертання всього бурового снаряду на деякий кут і включення насосу.

Для переходу до наступного циклу досить вимкнення насосу без зняття тиску в системі. Швидкість потоку зменшується, зусилля на осердя 2 падає до нульової величини, пружина 3 зміщує осердя вліво. При цьому будь–яке, незначне переміщення осердя вліво призведе до звільнення кульки. Це гарантує надійність роботи орієнтатора при неповному поворотному ході пружини, зокрема, в разі потрапляння в порожнину між корпусом і осердям сторонніх часток з рідини.

Після закінчення орієнтації вимикають насос, без обертання досилають снаряд до забою, розкріплюють відхилювач і після роз'єднання направляючої і отбурочной частин відхилювача повертають снаряд вправо на 180°. При цьому до кульки 4 підходить перемичка 6. При подачі промивної рідини кулька притискається до стінки каналу 7, а в процесі обертання залишається на місці, так як захоплюється перемичкою. Таким чином, промивний канал залишається весь час відкритим.

Введення бічних і центрального каналів в осердя дозволяє поліпшити режим роботи орієнтатора при пошуку шуканого положення, так як, в процесі пошуку переміщення осердя до упору здійснюється за рахунок швидкісного напору рідини і тиск її зростає до граничного тільки в шуканий момент, коли кулька сполучиться з пазом і переміщення осердя призведе до перекриття центрального каналу. У комплексі з використанням швидкісного напору виконання асиметричним кільцевого каналу дозволяє звільнити кульку тільки вимиканням подачі рідини, так як, для поворотного ходу осердя достатньо припинити потік рідини, а для звільнення кульки — змістити осердя на невелику величину, яка менше поворотного ходу.

4.2.2 Орієнтатор ОГШ–3а

Орієнтатор ОГШ–3а (рисунок 4.4) складається з корпусу 2, перевідників 1 і 13, циліндра 5, в якому розташовані поршень 3 зі штоком 7 і втулка 9. Шток 7 має кільцеву проточку, в якій вільно поміщена кульку 8. Кулька, перекочуючись в кільцевій проточці, завжди знаходиться внизу. Втулка 9 має виступ 14, ширина якого не більше діаметра кульки 8. Пружина 10 у вихідному положенні зміщує шток 7 і поршень 3 в крайнє ліве положення. Від попадання промивної рідини у внутрішню порожнину орієнтатори захищають сильфони 6 і 11. Ця порожнина заповнена змащуючою рідиною (наприклад, гліцерином).

На поверхні орієнтатор з'єднують з відхилювачем так, щоб при розташуванні відхилювача під заданим кутом установки виступ 14 втулки 9 знаходився строго внизу в апсідальной площині. У забої послідовно включають і вимикають подачу рідини, повертаючи після кожного вимкнення снаряд на деякий невеликий кут. Потік рідини переміщує поршень 3 і шток 7 з кулькою 8 вправо, стискаючи пружину 10. Відкривається вікно 4, і рідина вільно проходить через зазор між корпусом 2 і циліндром 5 у вікно 12 і далі до забою. Це відбувається у всіх випадках крім показаного на рисунку 1.5 положення, коли виступ 14 втулки 9 знаходиться внизу. Кулька впирається у виступ, вікно 4 не відкривається, промивна рідина не проходить через орієнтатор, а на манометрі відзначається різке підвищення тиску, що і служить сигналом про шукане положення відхилювача.

Проведений аналіз показує, що для забезпечення ефективного буріння горизонтальних і повстаючих свердловин слід використовувати відхилювачі безперервної дії з орієнтуючими пристроями гідравлічного типу. Відхилювачі безперервної дії дозволяють проводити свердловину по криволінійній плавній траєкторії, яка не затрудняє наступні операції по спуску і витяганню штатного бурового інструменту і дегазаційного обладнання. Гідравлічні орієнтатори не залежать від кута нахилу свердловини на відміну від існуючих і застосовуваних у практиці направленого буріння орієнтаторів механічного та електричного типів.

Для розробки прийнята конструктивна схема, виконана на базі відхилювача ОНДГ з вбудованим орієнтатором гідравлічного типу, що має спростити технологію орієнтування бурового снаряда в свердловині.

5. Проектування траєкторії спрямованих свердловин, які буряться з гірничих виробок

Аналіз можливих схем дегазації показує, що в описуваній технічній задачі можливі два варіанти буріння свердловин. У першому випадку площина викривлення дегазаційної свердловини вертикальна, азимут її постійний і залежить тільки від кута розвороту свердловини відносно осі штреку при її забурюванні.

У другому випадку площина викривлення свердловини нахилена таким чином, щоб прямолінійна пластова частина свердловини розташовувалася паралельно штреку на заданій відстані від нього. Проектування і буріння свердловин за такою схемою є більш складною, але і забезпечує високу ефективність процесу.[4]

При бурінні свердловин з підземних гірничих виробок переважає повстаючий їх напрямок, що поєднує прямолінійні і криволінійні ділянки. Самі свердловини в залежності від гірничо–геологічних умов залягання дегазаційного пласта і умов з забурювання можуть бути як плоско–так і просторово–викривленими. Виходячи з особливостей розміщення бурового обладнання, дегазаційна свердловина повинна мати криволінійні і прямолінійні ділянки, причому прямолінійна частина свердловини паралельна гірничій виробці.[3]

Розглянемо ситуацію, пов'язану з проектуванням просторово–викривленої свердловини при горизонтальному заляганні дегазаційного пласта. На рисунку 5.1 дана схема для розрахунку основних параметрів профілю свердловини.

Для цілей проектування профілю свердловини необхідно визначити координати будь–якої точки N свердловини, розташованої на довжині l_N від устя, кут нахилу η_N свердловини в цій точці і розворот її відносно осі штреку δ_N. Останній визначає азимутальний напрямок свердловини, так як, азимут штреку відомий.

Проведені дослідження дали можливість отримати математичний опис координат стовбура свердловини що описують її просторове положення щодо гірничої виробки в прямокутній системі координат.

Для автоматизації процесу проектування траєкторії свердловини була складена розрахункова програма, системний вид діалогового вікна якої наведено на рисунку 5.2.

Задаючи вихідні параметри закладення свердловини можна отримати розрахункові координати проектних точок траєкторії, проектні кути нахилу і розвороту від лінії штреку, необхідні для орієнтування відхилювача і контролю просторового положення свердловини в процесі буріння.

6. Проектування багатофункціонального бурового комплексу

При проведенні буріння криволінійних ділянок дегазаційних свердловин доцільно застосовувати компоновки бурових снарядів з фіксованим значенням забезпечуваного радіуса кривизни R. Плоско–викривлений і просторово–викривлений види профілю можуть бути утворені тільки відхилювачами безперервної дії. Оскільки для буріння свердловин, що повстають снаряди з механічною системою розпору неприйнятні, необхідно використовувати відхилювачі з гідромеханічним принципом фіксації в свердловині. Застосування бурового снаряду з гідромеханічним розпором дозволяє підвищити надійність робіт по викривленню, так як усуваються такі причини відмов через дезорієнтації снаряда, як випадкове або навмисне зняття осьового навантаження, запуск снаряда в навантаженому стані і т.п.

Буровий снаряд, призначений для орієнтування і буріння дегазаційних свердловин, що повстають, плоско–і просторово–викривленого типу, розробляється в ДонНТУ. Він включає в себе блок, що орієнтує і відхиляючий блок (рисунок 6.1). В основі блоку, що орієнтує використана принципова система гідравлічного кулькового орієнтатора, що забезпечує передачу гідравлічного сигналу про вихід відхиляючих елементів снаряду на необхідний кут установки. Наявність кулькового орієнтуючого вузла дозволяє виключити використання ваги снаряда для розвороту корпусу відхилювача під потрібним кутом установки, а значить ефективно використовувати розроблений снаряд для буріння як похилих, так і горизонтальних і повстаючих свердловин.

Відхиляюча система комплексу являє собою вдосконалений відхилювач з гідромеханічним розпором спроектований на основі відхилювача ОНДГ–93МР.[5]

Розпірний блок складається з корпусу камери 12 з повзуном 9, що виходять за габарити корпусу під дією розширюючої гумової камери 8, яка охоплює вал — трубу 13. У тілі труби виконаний отвір а, який сполучається з внутрішньою порожниною гумової камери. Кінці гумової камери 8 закріплені в корпусі 12 за допомогою конусів 7. Повзун 9 забезпечений набором роликів 10, які при висуненні повзуна контактують зі стінкою, утримуючи корпус відхилювача від повороту. Граничний вихід повзуна обмежений упорами 11, закріпленими на корпусі камери за допомогою гвинтів і вільно розташованими в пазах повзуна.

До корпусу камери приєднаний корпус підшипників 15, з встановленим в ньому блоком упорних шарикопідшипників і радіальних роликопідшипників. Для запобігання витоків промивної рідини в корпусі 15 встановлені манжети. Поверхня корпусу виконана у вигляді ексцентричної втулки. Зовнішня поверхня корпусів 2 і 15 армована змінними твердосплавними вставками, які виконують функцію опорних елементів і регулюючими інтенсивність викривлення свердловини.

До верхньої частини корпусу відхилювача на різьбі приєднаний орієнтуючий ніпель 5. До ніпеля 5 приєднаний корпус 2, всередині якого розміщені два радіальних шарикопідшипника, розділених між собою розпірним кільцем. Захист підшипників від дії промивальної рідини та частинок шламу здійснюється ущільнювальним гумовим кільцем. Внутрішня частина орієнтуючого ніпеля має шліцьову ділянку для сполучення з валом відхилювача. У нижній частині ніпелю виконаний паз, призначений для розміщення орієнтуючої кулі 4 при орієнтуванні корпусу відхилювача.

Через корпус 2 і орієнтуючий ніпель 5 проходить верхній вал 1. На ньому розташований блокувальний шліцьовий вузол, що сполучається з внутрішньою поверхнею орієнтуючого ніпелю.

У нижній частині верхнього валу розміщений шліцьовий роз'єм 6, призначений для компенсації зсуву вала при орієнтуванні. Вал забезпечений отворами б для проходу промивної рідини, які призначені для сигналізації про закінчення процесу орієнтування.

У кільцевої порожнини, утвореної внутрішньою поверхнею ніпеля 5 і розточенням верхнього валу 1 під шліцьовою ділянкою вала, розміщена орієнтуюча куля 4, яка вільно перекочується у вихідному положенні під дією сили тяжіння.

Розроблений буровий комплекс працює таким чином. Перед початком буріння проводиться процес орієнтування відхилювача, для цього виконують підтягування вала за колону бурильних труб. При цьому верхній вал 1 отримує можливість невеликого зсуву нагору по шліцьовому роз'єму ніпеля 5. Це звільняє кулю 4, яка перекочується по кільцевій порожнині, займаючи положення, відповідне нижньої утворюючої апсідальной площині свердловини. Опускають (досилають) снаряд до забою, включають подачу промивної рідини і починають повільне провертання корпусу снаряда через колону бурильних труб. При цьому здійснюють періодичне підтягування і опускання верхнього валу 1 (при орієнтуванні в горизонтальних, та в свердловинах, що повстають, здійснюється періодичне досилання і витяг верхнього валу). Корпус провертається завдяки шліцьовому сполученню з валом. У той момент, коли положення паза співпаде з нижньою утворюючою апсідальной площиною свердловини, куля 4 переміститься в паз ніпеля 5. Завдяки цьому вал 1 зміститься вниз по корпусу відхилювача, роз'єднається шліцьове з'єднання валу і корпусу, зміститься вниз нижній шліцьовий роз'єм, тим самим відкривши бічні отвори б вала, і промивна рідина отримає можливість виходу. Тиск в лінії підведення різко знизиться, що дасть гідравлічний сигнал про завершення орієнтування, що відзначається по манометру.

За рахунок того що вал 14 має зменшений прохідний перетин, то при збільшенні подачі рідини у внутрішній порожнині валу 13 створюється підвищений тиск, що призводить до розширення гумової камери 8 і висуненню повзуна 9 до упору його роликів 10 в стінку свердловини. Корпуси 2 і 15, впираючись в протилежну стінку свердловини твердосплавними вставками на ексцентричних виступах, забезпечують заданий перекіс осі снаряда.

Перевагою гідромеханічної системи розпору в порівнянні з механічною є відсутність осьових переміщень елементів корпусу снаряда, оскільки висунення повзуна здійснюється тільки за рахунок тиску робочої рідини.

Висновки

1. Система гідравлічного орієнтування бурового снаряда дозволяє виконувати орієнтування снаряду в похилих, горизонтальних і повстаючих свердловинах.
2. Виконані розрахунки показують, що снаряд з гідромеханічною системою розпору можна застосовувати для буріння криволінійних свердловин із забезпеченням постійного радіуса кривизни.
3. Робота снаряду не залежить від змін осьового навантаження, що передається по колоні бурильних труб, а висування повзуна вузла розпору відбувається без переміщення корпусних елементів бурового снаряда.
4. Для досягнення необхідної інтенсивності викривлення необхідно застосовувати знімні накладки на корпусі відхилювача і забезпечувати постійний перепад в порожнині камери повзуна.
5. Конструктивна схема відхилювача безперервної дії з гідромеханічної системою распора забезпечує надійне притиснення проміжної опори до стінки свердловини і тим самим підвищує стабільність набираемой кривизни профілю.
6. Малий радіус викривлення забезпечується при забезпеченні різниці діаметрів долота і проміжної опори з видаленням опори від забою і зменшенням загальної довжини отклонітеля.
7. Збільшення відстані між крайніми точками опор корпусу відхилювача призводить до збільшення радіусу кривизни свердловини.
8. Для підвищення ефективності дегазації вугільних пластів доцільно застосовувати протяжні просторово — викривлені свердловини, що включають криволінійну частину, яка буриться в міжпластових породах до входу в дегазіруемий пласт, і прямолінійну, спрямовану в бік виробленого простору яка буриться по вугіллю паралельно гірничій виробці.
9. Просторово–викривлений тип профілю свердловини забезпечує найбільший набір азимута при найбільшому куті нахилу, а успішність проведення її по заданій траєкторії залежить від точності розрахунку координат профілю і плану.
10. Координати, що визначають просторове положення точки ствола залежать від кута нахилу площини свердловини до горизонту, радіуса криволінійної ділянки свердловини, відстані між розроблювальним і дегазаційним пластом, кута падіння пласта.

Список джерел

1. Юшков, А. С. Новые технические средства для искусственного искривления скважин при подземном бурении / А. С. Юшков, А. Д. Корсаков // Техн. и технол. геол.развед. работ в Сибири / Томск: Изд. ТПИ. — 1981. — С. 69 — 75.
2. Горелкин А. А., Таран И. С. Технология направленного бурения горизонтальных скважин станком LHD–15A фирмы Флетчер /А. А. Горелкин, И. С. Таран. Краткая инструкция по эксплуатации станка LHD–15A — Донецк: Изд–во. Донбасс, 2008. — 34 с.
3. Юшков, А. С. Проектирование криволинейных восстающих скважин сложного профиля: реф. карты / А. С. Юшков. — М.: ЦНИЭИуголь, 1979. — 18 с. — Вып.10 (118). — №835. — Деп. в ЦНИЭИуголь, № 1527.
4. Разработка бурового инструмента и технологии направленного бурения скважин из подземных горных выработок: отчет по НИР (заключ.): Х–74–161 / ДПИ, рук. Юшков А. С.; исполн.: Бабичев Н. С., Грязнов В. Ф., Кабищер Г. Б., Корсаков А. Д., Удовиченко В. И., Филимоненко Н. Т. — Донецк, 1977. — 172 с.
5. А. с. 744106 СССР, М. Кл2. Е 21 В 7/08. Снаряд для направленного бурения / А. С. Юшков, Б. Ф. Головченко, А. Д. Корсаков, О. П. Приходько, В. Г. Рожков, Т. Н. Филимоненко; Донец. политехн. ин–т и Тематическая экспедиция Производственного объединения Укруглеология (СССР). — № 2582171/22–03; заявл. 20.02.1978; опубл. 30.06.1980, Бюл. № 24.
6. Нескоромных, В. В. Направленное бурение: учебное пособие / В. В. Некоромных, А. Г. Калинин. — М.: Изд. Центрметнефтегаз.— 2008. — 384 с.
7. А. с. 595497 СССР, М. Кл2. Е 21 В 47/022. Гидравлический ориентатор / А. С. Юшков; Донец. политехн. ин–т (СССР). — № 2148082/22–03; заявл. 25.06.1975; опубл. 28.02.1978, Бюл. №