Inventory number IRN Number of state registration
0220РК00947 AP05131183-OT-20 0118РК00439
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 0 Publications Web of science: 2 Publications Scopus: 0
Number of books Appendicies Sources
0 14 65
Total number of pages Patents Illustrations
230 0 24
Amount of funding Code of the program Table
20000000 AP05131183 2
Name of work
Создание бурильных инструментов для бурения скважин в добыче твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых.
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Образец техники
Report authors
Уралов Баидулла Кидирбаевич , Ибрагимова Зауре Асилбековна , Есиркепов Азимбек , Омаров Бекжан Темірханұлы , Тасқұл Еркін Ербұлатұлы , Жусипбеков Алмахан Калжанович , Разов Икрам Муратбекович ,
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Южно-Казахстанский университет имени М.Ауэзова"
Abbreviated name of the service recipient ЮКУ им.М.Ауэзова
Abstract

Объектом исследования является технологический процесс бурения и геометрия бурового инструмента, а также дальнейший процесс его эксплуатации при проведении буровых работ.

Зерттеу объектісі бұрғылау технологиялық процесі және бұрғылау құралының геометриясы, сондай-ақ бұрғылау жұмыстарын жүргізу кезінде оны одан әрі пайдалану процесі болып табылады.

Целью работы является разработка нового метода бурения с соответствующей геометрией бурильного инструмента, имеющую замкнутую траекторию режущего зуба, исключающая вибрацию в бурении, которая предлагается впервые.

Жұмыстың мақсаты-бұрғылау құралының тиісті геометриясымен бұрғылаудың жаңа әдісін жасау, ол кесу тісінің жабық траекториясы бар, Бұрғылаудағы дірілді болдырмайды, ол алғаш рет ұсынылады.

Проведены полевые испытания бурильных инструментов новой конструкции. Процесс бурения осуществляется срезанием и плавным сдвигом грунта передней поверхностью режущей кромки зуба бурильного и в процессе бурения одновременное участвуют все зубья бурильного инструмента. Отсутствие вибрации в процессе бурения и легкое врезание в грунт бурильного инструмента приводят снижению сил бурения.

Жаңа құрылымдағы бұрғылау құралдарын далалық сынақ жүргізілді. Бұрғылау процесі бұрғылау тісінің кесетін жиегінің алдыңғы бетіне топырақты кесу және бірқалыпты жылжу арқылы жүзеге асырылады және бұрғылау процесінде бұрғылау құралының барлық тістері бір мезгілде қатысады. Бұрғылау процесінде дірілдің болмауы және бұрғылау құралының топыраққа жеңіл ойылуы мен бұрғылау күштерінің төмендеуіне әсер етеді.

В результате исследований предложена рациональная схема вращательного способа бурения и принцип применения бурильных инструментов в бурение скважин. Проведен анализ кинематики бурильного инструмента в процессе работы, определены направления скорости бурения.

Зерттеулер нәтижесінде бұрғылаудың айналмалы әдісінің ұтымды схемасы және ұңғымаларды бұрғылауда Бұрғылау құралдарын қолдану принципі ұсынылды. Жұмыс барысында бұрғылау құралының кинематикасына талдау жасалды, бұрғылау жылдамдығының бағыттары анықталды.

Установлено, что предлагаемая кинематика схемы бурения значительно снижает отклонения вращения от оси бурильный инструмент. Рекомендовано использования предлагаемой технологии бурения и бурильный инструмент зубья, которых изготовлены из быстрорежущих сталей и из конструкционной стали с специальной наплавкой в бурения скважин для мягких и смешанных пород. Произведены испытания разработанного нового состава покрытия с твердости по HRC 58÷60 единиц на режущие зубы бурильного инструмента для повышения стойкости на основе стали 45, включающие элементы: Al, Si, Cr, Mn, Fe, Ni, Mo, W и другие, превосходящий по устойчивости быстрорежущий сталь.

Бұрғылау схемасының ұсынылған кинематикасы бұрғылау аспабы өсінен айналудың ауытқуын айтарлықтай төмендетеді. Ұсынылған бұрғылау технологиясын және тез кесетін болаттан және жұмсақ аралас жыныстарға арналған ұңғымаларды бұрғылауда арнайы балқытатын конструкциялық болаттан жасалған тістің бұрғылау құралын пайдалану ұсынылады. Al, Si, Cr, Mn, Fe, Ni, Mo, W және басқа да элементтерді қамтитын болат негізіндегі беріктікті арттыруға арналған бұрғылау құралының кескіш тістеріне HRC 58÷60 бірлік қаттылығы бар жабынның әзірленген жаңа құрамына сынақ жүргізілді.

Рассчитан геометрические параметры бурильного инструмента и спроектирован бурильный инструмент для изготовления из различных материалов на программном комплексе Solid Works. Разработана состав покрытий на режущие зубы бурильного инструмента для повышения стойкости.

Жаңа құрылымдағы бұрғылау құралдарына далалық сынақтар жүргізілді. Бұрғылау процесі бұрғылау тісінің кесу жиегінің алдыңғы бетімен Топырақты кесу және тегіс жылжыту арқылы жүзеге асырылады және бұрғылау құралының барлық тістері бір уақытта бұрғылау процесіне қатысады. Solid Works бағдарламалық кешеніндегі әртүрлі материалдардан жасалғаны көрсетілген. Бұрғылау процесінде дірілдің болмауы және бұрғылау құралының топыраққа жеңіл енуі бұрғылау күштерінің төмендеуіне әкеледі.

Впервые выявлено, что по предлагаемой схеме бурения возникающая сила бурения, имеет отрицательные значения и притягивает ось бурильного инструмента вниз, а в существующих схемах бурения это наоборот. Появляется возможность, что притягивающая сила должно исключить искривления ствола бурильной установки, и чтобы бурильный инструмент тянул за собой ствол вниз, а не отталкивал. Добившись этого можно пересмотреть роль составляющих элементов в процессе бурения и значительно снизить себестоимость бурения. На основе расчетов и экспериментов назначено значении рабочих углов режущего зуба, равные α1 = α2 = 0 и передние углы со значениями γ1 = 20÷25°, γ2 = - (20÷25°), угол наклона ω = 18 ÷ 22°. Оптимальными считать разработанную конструкцию и геометрические размеры режущего зуба бурильного инструмента. Назначением угла подъема режущего зуба ω = 18÷22, впервые установлено, где растрачивается минимальные усилия для разрушения твердого тела, а также изменений значений статических углов α1 и α2 в кинематике до -1,5°. Отрицательные значения задних углов αk1 и αk1 режущего зуба будут выглаживать, трамбовать формируемую поверхность скважины, предотвращая крошения стен скважины, не допуская появлений вибраций в бурильном инструменте. По полученным результатам сконструирован и изготовлен бурильный инструмент с режущими зубьями из твердосплавной пластины марки ВК6, для бурения твердых и сложно смешанных грунтов бурения.

Бірінші рет бұрғылаудың ұсынылған схемасы бойынша бұрғылаудың пайда болатын күші теріс мәнге ие және бұрғылау құралының өсін төменге тартады, ал бұрғылаудың қолданыстағы схемаларында керісінше. Тарту күші бұрғылау қондырғысы оқпанының қисаюын болдырмауы және бұрғылау құралы оқпанды итеріп емес, төмен қарай созуы тиіс. Бұған қол жеткізгеннен кейін бұрғылау процесінде құрамдас элементтердің рөлін қайта қарауға және бұрғылаудың өзіндік құнын айтарлықтай төмендетуге болады. Есептеу және эксперимент негізінде кесетін тістің жұмыс бұрыштарының мәндері белгіленді, α1 = α2 = 0 тең және γ1 = 20÷25°, γ2 = - (20÷25°) мәндерімен алдыңғы бұрыштары, ω = 18 ÷ 22° көлбеу бұрышы. Бұрғылау аспабының кескіш тісінің әзірленген конструкциясы мен геометриялық өлшемдері оңтайлы деп санауға болады. Кескіш тістің көтерілу бұрышының тағайындалуы ω = 18÷22, бірінші рет қатты денені қирату үшін ең аз күш жұмсалуы, сондай-ақ кинематикадағы α1 және α2 статикалық бұрыштар мәндерінің өзгеруі -1,5°дейін. Кескіш тістің αk1 және αk1 артқы бұрыштарының теріс мәндері бұрғылау құралында дірілдің пайда болуына жол бермей, ұңғыма қабырғаларының бітелуін болдырмай, ұңғыманың қалыптасатын бетін тегістейді. Алынған нәтижелер бойынша бұрғылаудың қатты және күрделі аралас топырақтарын бұрғылау үшін ВК6 маркалы қатты балқитын пластинадан кескіш тістері бар бұрғылау құралы құрастырылып жасалды.

Буровая отрасль

Бұрғылау өнеркәсібі

UDC indices
622.24.031
International classifier codes
55.33.37;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
Бур; бурить; Стойкость; Зуб; Трещина; Сила; Красностойкость; Износ;
Key words in Kazakh
Бұрғы; Бұрғылау; Беріктілік; Тіс; Сызат; Күш; Қызутөзімділік; Тозу;
Head of the organization Сулейменов Уланбатор Сейтказиевич Доктор технических наук / профессор
Head of work Уралов Баидулла Кидирбаевич к.т.н / доцент
Native executive in charge