Наукові основи створення алмазного бурового інструменту з підвищеною роботоздатністю

Abstract

Метою роботи є розробка наукових засад створення високоефективного алмаз-ного бурового інструменту для буріння нафтових та газових свердловин в породах середньої твердості та верхніх інтервалів твердих порід. Досягнення цієї мети здійснюється за рахунок вирішення таких задач: 1. Постановка та розв'язок нестаціонарної задачі теплопровідності для алмазного долота півсферичної форми в умовах буріння нафтових та газових свердловин. Установлення багатофакторної залежності впливу теплофізичних властивостей і мірогеометричних характеристик алмазовмісного шару композита та технологічних режимів буріння на температурний стан долота. 2. Розробка математичної моделі для визначення термопружного стану за рахунок нерівномірного нагрівання та взаємодії робочої поверхні долота з гірською породою. Постановка та розв'язок контактної задачі термопружності за наявності йотування алмазного долота півсферичної форми в умовах буріння. 3. Дослідження основних параметрів композита і умов буріння, які істотно впливають на кінетику зношування алмазного долота. Розкриття механізму та вставлення кінетичних залежностей спікання композита і умов буріння на процес готування алмазного долота. 4. Розробка технології спікання бурових вставок нового технологічного рівня. 5. Виготовлення та впровадження у виробництво розробленого бурового інструменту. Об'єкти дослідження: - алмазні бурові долота ІНМ-214,3 Т, ІНМ-АП-165, 1С, ІНМ-АП-214, ЗС, калі-братор ІНМ-К-295, ЗСТ; - породоруйнівні елементи бурових доліт, розроблені на основі шихти алмаз -твердий сплав ВК6 за серійною технологією і елементи, розроблені на основі нової технології; - алмазно-твердосплавні пластини для бурових доліт, виготовлені за серійною технологією і пластини, розроблені на основі запропонованого хімічного складу. Предмети дослідження: - розрахунок температурних полів, квазістатичних термонапружень, кінетики зношування дослідних зразків бурових вставок і алмазних доліт на їх основі, швидкості усадки та енергетичного стану при спіканні зразків бурових вставок в умовах неізотермічного експерименту; - фазоутворення, структурний стан прошарку в матриці композита навколо алмаза і в матриці вдалині від алмаза та фізико-механічні властивості елементів бурових доліт.