В настоящее время большое количество разрабатываемых месторождений находится в условиях вечной мерзлоты, вследствие чего требуется особый подход к бурению скважин. Если скважины будут располагаться слишком близко друг к другу, то велика вероятность растепления многолетнемерзлых пород, что в свою очередь может привести к неполадкам в работе оборудования, деформации и разрушению наземных сооружений. Деформируются обсадные трубы. Помочь решить данную проблему позволяет специальная конструкция обсадной трубы, оборудованная теплоизоляцией. Такая конструкция получила название термоизолирующее направление обсадной трубы или термокейс. Сложность данного решения заключается в том, что за счет изменения конструкции диаметр направления обсадной трубы значительно увеличился и, соответственно, необходимо бурить скважину большего диаметра. В этом и заключается цель моего исследования. Необходимо спроектировать буровой инструмент, обладающий высокими показателями производительности и надежности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач. Требуется провести анализ конструкций буровых инструментов, используемых для бурения скважин большого диаметра в настоящее время. На основании проведенного анализа выявить преимущества и недостатки существующих конструкций и выбрать такую конструкцию бурового инструмента, которая будет включать в себя преимущества используемых решений и максимально исключать недостатки.
В данной работе будет представлена разработка новой конструкции бурового инструмента. Проектирование ведется в несколько этапов. После сбора и анализа информации о существующих конструкциях разрабатывается эскизный проект, в котором показано конструктивное отличие проектируемого объекта от уже используемых. Выбираются габаритные размеры и основные параметры разрабатываемого проекта. Это основа проектной деятельности.
После проработки эскизного проекта проводится окончательный расчет, который включает в себя уточнение всех параметров проектируемого объекта, которые должны давать полное представление о разрабатываемом проекте. При проектировании бурового инструмента большую роль играют также способ разрушения грунта, так как это напрямую влияет на показатели надежности и производительности.
Далее идет этап непосредственно проектирования, в котором на основании расчетов строится модель разрабатываемого устройства, разрабатывается техническая документация. Полученная модель в свою очередь анализируется и дорабатывается.
Конечным результатом данной работы является модель конструкции бурового инструмента с высокими показателями надежности и производительности.
Целью данной работы было разработать конструкцию бурового инструмента для бурения скважин большого диаметра с повышенными показателями надежности и эффективности. По итогу работы была построена компьютерная модель предлагаемого бурового инструмента.
В процессе работы был решен ряд конструкторских проблем, связанных со спецификой проектирования бурового инструмента. В частности, была разработана система промывки бурового инструмента, которая необходима при проведении буровых работ. Также был спроектирован опорный узел подшипника, что связано с достаточно большими осевыми усилиями, которые действуют на валы инструмента.
Полученный буровой инструмент разрушает забой скважины методом последовательного фрезерования. Фрезерные долота применялись и ранее, но большим минусом являлась малая скорость проходки. С помощью введения в конструкцию редукторной части, которая позволяет при вращении бурового инструмента также передавать вращение буровым головкам - фрезам. В результате чего каждое фрезерное долото перемещается по окружности вокруг пилот-долота, фрезеруя забой и формируя стенки скважины.
