Науковий вісник НГУ

Дослідження термічного зниження міцності гірської породи при алмазному бурінні з імпульсною промивкою

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Розробка родовищ корисних копалин

Останнє оновлення: 03 серпня 2016

Опубліковано: 03 серпня 2016

Перегляди: 3565

Authors:

А.Ю.Дреус, канд. техн. наук, доц., Дніпропетровський національний університет ім. О.Гончара, м. Дніпропетровськ, Україна, e-mail: dreus.a@ dnu.dp.ua

А.К.Судаков, д-р техн. наук, доц., Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет‟, м. Дніпропетровськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А.О.Кожевников, д-р техн. наук, проф., Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет‟, м. Дніпропетровськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ю.М.Вахалін, канд. техн. наук, доц., Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет‟, м. Дніпропетровськ, Україна

Abstract:

Мета. Дослідження впливу імпульсної подачі промивальної рідини при бурінні алмазними коронками на зниження міцності гірської породи.

Методика. Теоретичне дослідження процесів зниження міцності гірської породи при нестаціонарному термічному впливі на основі теорії пружності. Виконано порівняльний аналіз термопружного стану породи під час буріння з імпульсним и неперервним режимами промивання.

Результати. Визначені умови переходу тріщин у рухомий стан та зниження міцності породи. Отримані розрахункові співвідношення для швидкості розвитку тріщин і часу затримки процесу руйнування. Показано, що за імпульсного режиму подачі промивальної рідини у гірській породі створюються умови для термічного руйнування. За рахунок більш високої, у порівнянні з режимом неперервної промивки, амплітуди температури на вибої свердловини, відбувається зниження міцності. При бурінні граніту середнє зниження міцності складає 12 %.

Наукова новизна. Уперше виконано аналіз термопружного стану породи та обґрунтовано можливість використання термоциклічного ефекту для підвищення ефективності процесу руйнування гірської породи при бурінні алмазними коронками. Уперше визначені характеристики процесу термічного руйнування породи: мінімальні розміри тріщин і мінімальний час затримки початку руйнування, виконано оцінку зниження міцності породи для алмазного буріння. Показано, що технологія імпульсної подачі промивальної рідини сприяє зниженню енергоємності процесу руйнування породи.

Практична значимість. Результати роботи можуть бути використані під час розробки технологій імпульсного буріння свердловин, для визначення енергоефективних параметрів процесу.

Список літератури / References:

1. Bezsonov, Yu.D., 1996. Drilling of exploration wells using pulse supply of drilling liquid. In: Bezsonov Yu.D., ISSN 2071-2227, Науковий вісник НГУ, 2016, № 3 9

Davidenko A.N. and Sirik, V.F., 1996 Burenie skvazhin v oslozhnenyh usloviah, Donetsk. pp. 8–9

Бессонов Ю. Д. Бурение геологоразведочных скважин с приложением импульсов промывочной жидкости / Ю.Д.Бессонов, А.Н.Давиденко, В.Ф.Сирик // Бурение скважин в осложненных условиях. – Донецк, 1996. – С. 8–9.

2. Tungusov, S.A., 2009. Increasing the productivity of drilling wells through the use of a pulsing flushing. Razvedka i okhrana nedr. No. 8. pp. 42–47.

Тунгусов С.А. Повышение производительности бурения скважин за счет применения пульсирующей промывки / С.А.Тунгусов // Разведка и охрана недр. – 2009. – №8. – С. 42–47.

3. Li G., Shi H., Liao H., Shen Z., 2009. Hydraulic Pulsed Cavitating Jet–Assisted Drilling. Petroleum Science and Technology, No. 2, Vol. 27, pp. 197–207.

4. Iudin, M.M., 2007. About fractured rock mass. Gornyi informacionno-analiticheskij bjulleten (nauchno-tehnicheskij zhurnal), Vol. 17, No. 2, pp. 278–283.

Иудин М.М. О трещиноватости массива горных пород / М.М.Иудин // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2007. – Т. 17. – №. 2. – С. 278–283.

5. Zhang, L., Mao, X., and Lu, A., 2009. Experimental study on the mechanical properties of rocks at high temperature. Science in China Series E: Technological Sciences, 52(3), pp. 641–646.

6. Ischenko, K. S., 2012. Studying the mechanism of the rock breaking and structural changes in the rocks under thermal loading. In: K. S. Ischenko and V. Ya. Osenniy, 2012 Geotehnicheskaya mehanika: Mezhved. sb. nauch. tr. Dnepropetrovsk: IGTM NANU, 2012. Vol. 107. pp. 115–130.

Ищенко К.С. Исследование механизма разрушения и структурные изменения в горных породах при их термическом нагружении / К.С.Ищенко, В.Я.Осенний // Геотехническая механика. – Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. – Вип. 107. – С. 115–130.

7. Brodov, G.S., 2001. Osnovy termomehanicheskogo kolonkovogo bureniya [Basics of thermomechanical exploration drilling]. Saint Petersburg: VITR, Russia.

Бродов Г.С. Основы термомеханического колонкового бурения / Бродов Г.С. – СПб.: ВИТР. – 2001. – 55 с.

8. Yermakov, S.A., Fedorov, L.N., Vashchenko, D.S., and Skriabin, R.M., 2010. Experimental study of strength reduction of hard rock under heated by friction friction element of the thermomechanical core bit. Gornyi informacionno-analiticheskij bjulleten (nauchno-tehnicheskij zhurnal), No. 7, pp 151–155.

Экспериментальные исследования разупрочнения крепких горных пород при нагреве трением фрикционных элементов термомеханической коронки / С.А.Ермаков, Л.Н.Федоров, Д.С.Ващенко, Р.М.Скрябин. // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2010. – № 7. – C. 151–155.

9. Kozhevnikov, A.A., Krysan, V.V., Vakhalin, Yu.N. and Livak, O.V., 2011. Razrushenie gornykh porod pri termotsyklicheskom vozdeistvii [Rock formation decomposition under shocking cooling]. Dnipropetrovsk: LizunovPress.

Разрушение горных пород при резком охлаждении / [Кожевников А.А., Крысан В.В., Вахалин Ю.Н. и др.] – Днепропетровск: ТОВ „ЛiзуновПрес‟. – 2011. – 152 с.

10. Kozhevnikov, A.A., Goshovskiy, S.V., Dreus, A.Yu., and Martynenko, I. I., 2007. Thermal field of a diamond bit in the course of drilling using non-stationery mode of borehole flushing. Dopovidi Natsionalnoy akademii nauk Ukrainy, No. 2, pp. 62–67.

Тепловое поле алмазной коронки при бурении с нестационарным режимом промывки скважины / А.А.Кожевников, С.В.Гошовский, А.Ю.Дреус, И.И.Мартыненко // Доповіді Національної академії наук України. – 2007. – №2. – С. 62–67.

03_2016_Dreus
2016-07-29  404.54 KB  884

• Наступна >