Введение к работе
Актуальность проблемы
Удовлетворение возрастающих с каждым годом потребностей Российской Федерации в углеводородном сырье неразрывно связано с увеличением объема буровых работ.
Инструментом, разрушающим горную породу является буровое долото, и все технико-экономические показатели строительства скважины зависят от качества трехшарошечных долот, которыми выполняется до 95% от всего объема бурения в Российской Федерации.
К настоящему времени накоплен определенный опыт интенсификации углубления и повышения ТЭП строительства скважин за счет повышения долговечности рабочих узлов шарошечных долот, которое, в основном, осуществлялось путем:
использования новых конструктивных решений, в том числе создания долот для низкооборотного способа бурения с герметизированными, маслонаполненными опорами и твердосплавным вооружением;
внедрения наиболее прочных и износостойких материалов;
создания и применения специальных смазок для опор долот;
разработки методик лабораторных, стендовых и промысловых испытаний, позволяющих с высокой достоверностью оценить эффективность принятых решений.
Несмотря на проделанную исследовательскую и опытно-конструкторскую работу, показатели работы наиболее распространен-
ных отечественных шарошечных долот остаются довольно низкими. Основной причиной этого является еще низкое качество и надежность узлов долот и особенно опоры. Поэтому дальнейшая работа в данном направлении является актуальной.
Цель работы
Повышение технико-экономических показателей бурения скважин шарошечными долотами на базе научно-обоснованных решений по совершенствованию конструкции опор долот с использованием износостойких материалов в трущихся парах и улучшения условий их смазывания путем применения специальных смазок с высокими противоизносными, противозадирными, антифрикционными, адгезионными свойствами и высокой термостойкостью.
Основные задачи работы
-
Изучение характера изнашивания опор шарошечных долот, способов повышения их долговечности.
-
Разработка рекомендаций по повышению долговечности опор шарошечных долот.
-
Разработка методики и стенда для оценки эффективности принятых решений по повышению долговечности опор долота.
-
Обоснование и выбор износостойких материалов для подшипников скольжения опор долот.
-
Разработка рецептуры и технологии приготовления специальных смазок для негерметизированных и герметизированных опор долот.
-
Апробация принятых решений в промысловых условиях.
Научная новизна
Научно обоснованы новые технические и технологические решения, позволяющие значительно повысить долговечность опор и, следовательно, решить важную задачу снижения стоимости строительства скважины путем использования:
методики и стенда для оценки материалов и смазок для опор долот;
в подшипниках скольжения долот, серии ГН, ГНУ и ГАУ, сочетания материалов стеллит-композиционный материал КАМ-5 или литой композиционный материал (а.с. №1311089);
в опорах долот металлоплакирующей смазки, загущенной натуральным каучуком, (а.с. №996432).
Практическая ценность
1. Разработаны методика и стенд для оценки эффективности
решений по повышению долговечности подшипников опор долот.
2. Выбрано эффективное сочетание материалов трущихся повер
хностей подшипников скольжения опор долот в виде стеллита — КАМ-5
или стеллит — литой композиционный материал (а.с. №1311089) зна
чительно повышающее время работы подшипника до наступления
катастрофического изнашивания.
3. Разработаны рецептура технологии приготовления и использования специальной смазки, обладающей высокими служебными характеристиками, которая может применяться как в герметизированных, так и в негерметизированных опорах долот.
Реализация работы в промышленности
-
Опытные долота III 295,3 СЗ-ГАУ, изготовленные на Дрого-бычском долотном заводе с использованием композиционного антифрикционного материала КАМ-5 в опорах, прошли промысловые испытания на площадях разбуриваемых ПО "Белоруснефть" с экономическим эффектом в 2493 руб. (в ценах 1991 г.) на долото и были рекомендованы к серийному производству.
-
По разработанной нами методике были испытаны и внедрены в серийное производство смазки разработанные в ВНИИПКНефте-хим. Проведена оценка эффективности ряда отечественных серийных и опытных смазок, а так же долотных смазок фирмы "Дрессер" (США).
-
Около 400 долот, заправленные смазкой КООП-5 (а.с. №996432), отработаны при бурении в ПО "Нижчеволжскнефть" и ПО Грознефть". Использование смазки КООП-5 повысило стойкость долот на 25-80 %.
Апробация работы
Результаты и основные положения работы докладывались и получили одобрение на Всесоюзных конференциях, совещаниях и семинарах по проблемам бурения скважин, породоразрушающим ин-
струментам и композиционным материалам в гг. Киев (1985, 1990 гг.), Москва (1985 г.), Полтава (1982 г.), Грозный (1982 г.), Чернигов (1985 г.), Ивано-Франковск (1987 г.), Армавир (1993, 1995 гг.) и др.
Публикации
Основные материалы диссертационной работы изложены в монографии, 2-х авторских свидетельствах на изобретение и 9 статьях.
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и приложений.
Работа изложена на 150 страницах машинописного текста и содержит 21 рисунок и 18 таблиц.