Застосуваня полімерно-композиційних матеріалів для елементів бурильної колони

Abstract

Розглядається можливість підвищення ефективності доведення осьового навантаження на долото в умовах буріння похило-скерованих і горизонтальних свердловин та запобігання явищу прихоплення бурильної колони. Внаслідок наявності сил тертя між бурильною колоною та нижньою стінкою стовбура похило-скерованої чи горизонтальної свердловини ускладнюється доведення ефективного осьового навантаження на породоруйнівний інструмент, що впливає на механічну швидкість буріння. Для зменшення сил тертя пропонується застосування полімерно-композиційних матеріалів (ПКМ) для покриття поверхні елементів бурильної колони. Наводиться методика та математичні моделі, за рахунок яких є можливим отримання ПКМ із наперед заданими фізико-механічними властивостями, які б задовольняли вимогам експлуатації бурильних колон під час буріння похило-скерованих і горизонтальних свердловин.

Существование сил трения между бурильной колонной и нижней стенкой ствола наклонной и горизонтальной скважины препятствует подаче максимальной осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент. Это существенно влияет на механическую скорость бурения. Для уменьшения сил трения предлагается использование полимерно-композиционных материалов (ПКМ) для покрытия поверхности элементов бурильной колонны. Приводится методика и использование математического моделирования, за счет которых возможно получение ПКМ с определенными физико-механическими свойствами, удовлетворяющими условия эксплуатации бурильной колонны при бурении наклонных и горизонтальных скважин.

We consider the possibility of improvement of the effectiveness of minimization of axial load on the drilling bit in the conditions of drilling of the directional and horizontal wells and prevention of sidewall sticking. As a result of friction forces between the drill string and the low side of directional or horizontal well, minimization of axial load on the rock destruction tool is complicated and it influences the speed of mechanical drilling. The use of polymer composite materials for coating of the surface of the drill string elements is suggested to decrease friction forces. We describe the technique and mathematical models that enable obtaining of the polymer composite materials with prescribed physical and mechanical properties that would satisfy the drill string exploitation requirements during drilling of the directional and horizontal wells.