ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИКИ РАБОТЫ PDC-ДОЛОТ В НЕОДНОРОДНЫХ ПОРОДАХ С УЧЕТОМ ПРОЦЕССОВ ИЗНОСА И ВИБРАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Аннотация
В статье рассматриваются механические и динамические особенности работы PDC-долот при бурении неоднородных по прочности и структуре пород, включая влияние вибрационных режимов на стабильность разрушения породы, энергоэффективность процесса и скорость износа режущих элементов. Особое внимание уделено анализу механизмов возникновения продольных, крутильных и поперечных колебаний, а также их взаимному усилению при переходах между мягкими и твёрдыми пластами. Выполнено сопоставление механико-математических, энергетических и эмпирических моделей, применяемых для описания взаимодействия долота с породой, включая зависимости скорости проходки от осевой нагрузки и частоты вращения, критерии удельной механической энергии разрушения и методы диагностики неустойчивых режимов. Показано, что вибрации приводят к росту энергетических затрат, нарушению равномерности резания и ускоренному износу режущих элементов, включая сколы, термомеханическое разрушение и усталостные повреждения. На основе анализа моделей и экспериментальных наблюдений предложены инженерные решения для снижения вибраций, повышения стабильности работы долота и оптимизации режима бурения в сложно переслащенных разрезах.
Об авторах
Список литературы
Маурер, В.К. Механика разрушения горных пород при бурении / В.К. Маурер. - М.: Недра, 1965. - 210 с.
Петров, А.Н. Математическое моделирование взаимодействия буровой колонны и долота с породой / А.Н. Петров, С.В. Гаврилюк // Вестник технических наук. - 2020. - № 4. - С. 112-119.
Сидоров, М.А. Влияние неравномерности вращения долота на динамику бурения / М.А. Сидоров, И.Л. Кузнецов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2021. - № 6. - С. 95-100.
Барков, А.В. Геомеханическое моделирование устойчивости ствола скважины в трещиноватых породах / А.В. Барков // Инженерный журнал. - 2019. - № 3. - С. 78-84.
Teale, R. The concept of specific energy in rock drilling / R. Teale // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. - 1965. - Vol. 2, No. 1. - P. 57-73.
Bourgoyne, A.T. Applied Drilling Engineering / A.T. Bourgoyne, F.S. Young. - Richardson: Society of Petroleum Engineers, 1986. - 502 p.
Павлов, А.А. Энергетические модели бурения и прогноз износа долота / А.А. Павлов, С.Н. Григорьев // Бурение и нефть. - 2022. - № 10. - С. 31-35.
Ахмедов, Т.Ш. Прогноз разломов по 3D-сейсмике и ГИС при бурении / Т.Ш. Ахмедов, К.Н. Ибрагимов // Геология и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2020. - № 2. - С. 60-65.
Ильмендеева, О.И. Оперативный контроль геологических границ с использованием LWD / О.И. Ильмендеева, В.А. Носов // Бурение и нефть. - 2021. - № 5. - С. 40-44.
Киселёв, А.С. Применение нейросетей для предсказания осложнений при бурении / А.С. Киселёв, С.В. Нечаев // Интеллектуальные технологии в геологии. - 2024. - № 1. - С. 23-29.
Гуринов, Е.Г. Гибридные модели прогноза аварий в сложных геологических условиях / Е.Г. Гуринов, Н.Ю. Ключников // Геоинформатика. - 2023. - № 6. - С. 70-75.
Halliburton. LOGIX Real-Time Optimization System [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.halliburton.com/, свободный. - Дата обращения: 01.12.2025.
Как цитировать
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.