Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
2015. — 172 с.
Специальность 25.00.15 – Технология бурения и освоения скважин
Научный руководитель: д.т.н., профессор Исмаков Р.А.
Цель работы: разработка эффективной добавки
комплексного действия к буровым промывочным жидкостям на водной
основе, улучшающей противоизносные и антифрикционные свойства пары трения «металл – горная порода».
Научная новизна: разработаны диагностические критерии для выбора компонентов, входящих в состав ДКД к безглинистым биополимерным растворам, по соотношению величин площадей под кривыми восходящей и нисходящей ветвей цикловольтамперограммы и значению максимального смещения потенциала рабочего электрода при гальванодинамической поляризации в анодную сторону.
Установлено, что при испытаниях на абразивное изнашивание стали 40ХН в среде безглинистых биополимерных растворов использование добавки БКР-5М приводит к расширению области работы с минимальным значением коэффициента трения на 22% и улучшению смазочной способности в 1,4 раза по сравнению с исходным раствором.
Практическая ценность результатов: Разработан реагент комплексного действия БКР-5М для улучшения триботехнических и антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей, успешно прошедший промысловые испытания при бурении скважины №2769 Арланского месторождения ООО «Таргин-Бурение».
Технология получения реагента БКР-5М освоена опытным производством ООО «Башхимпром» г. Уфа (согласно ТУ 2458-007-50780546-
2014). Разработана и утверждена в ООО «Башхимпром» инструкция по технологии применения реагента комплексного действия БКР-5М.
Разработанная методика определения триботехнических свойств промывочных жидкостей на установке АИ-3М и материалы диссертационной работы используются в учебном процессе в виде электронного учебно-методического пособия «Изучение триботехнических свойств промывочных жидкостей применительно к паре трения «буровой инструмент – стенка скважины», при чтении лекций по дисциплинам «Буровые промывочные жидкости», «Промывочные жидкости и промывка скважин сложного профиля», при выполнении научно-исследовательских, дипломных работ бакалавров, обучающихся по профилю «Бурение нефтяных и газовых скважин», и диссертаций магистрантов направления 131000 «Нефтегазовое дело». Содержание
Обзор исследований в области регулирования триботехнических свойств буровых промывочных жидкостей
Особенности условий работы бурильного инструмента на современном этапе технологии бурения
Характерные особенности изнашивания бурильного инструмента
Средства улучшения износостойкости бурильного инструмента и методы оценки его абразивного изнашивания
Влияние среды на процесс изнашивания бурильного инструмента
Обоснование выбора методов исследований
Выбор методов исследований
Методика изучения антифрикционных и противоизносных свойств буровых промывочных жидкостей
Совершенствование методики изучения триботехнических свойств промывочных жидкостей пары трения «металл–горная порода»
Обоснование выбора режимов работы пары трения
Моделирование трения и абразивного изнашивания применительно к бурильному инструменту
Описание модифицированной установки АИ-3М
Обоснование выбора образцов металла и горных пород
Методика проведения экспериментов на установке АИ-3М
Методика изучения антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей
Методика изучения коркообразующих свойств буровых промывочных жидкостей
Разработка добавок комплексного действия для улучшения триботехнических и антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей
Обоснование выбора базовых рецептур буровых промывочных жидкостей и смазочных добавок
Обоснование выбора применяемых в бурении реагентов и смазочных добавок в качестве базовых объектов сравнения
Влияние полимерных добавок различной природы на противоизносные и антифрикционные свойства буровых промывочных жидкостей
Теоретические предпосылки и обоснование выбора состава добавок комплексного действия
Экспериментальное изучение влияния различных добавок комплексного действия на триботехнические и антикоррозионные свойства буровых промывочных жидкостей
Экспериментальные исследования с целью определения оптимального соотношения ингредиентов реагента БКР-5М
Влияние базовых добавок и реагента БКР-5М на триботехнические свойства промывочных жидкостей в широком диапазоне работы бурильного инструмента
Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к замкам стальных бурильных труб
Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к легкосплавным бурильным трубам
Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к породоразрушающему инструменту
Опытно-промысловые испытания реагента комплексного действия БКР-5М
основе, улучшающей противоизносные и антифрикционные свойства пары трения «металл – горная порода».
Научная новизна: разработаны диагностические критерии для выбора компонентов, входящих в состав ДКД к безглинистым биополимерным растворам, по соотношению величин площадей под кривыми восходящей и нисходящей ветвей цикловольтамперограммы и значению максимального смещения потенциала рабочего электрода при гальванодинамической поляризации в анодную сторону.
Установлено, что при испытаниях на абразивное изнашивание стали 40ХН в среде безглинистых биополимерных растворов использование добавки БКР-5М приводит к расширению области работы с минимальным значением коэффициента трения на 22% и улучшению смазочной способности в 1,4 раза по сравнению с исходным раствором.
Практическая ценность результатов: Разработан реагент комплексного действия БКР-5М для улучшения триботехнических и антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей, успешно прошедший промысловые испытания при бурении скважины №2769 Арланского месторождения ООО «Таргин-Бурение».
Технология получения реагента БКР-5М освоена опытным производством ООО «Башхимпром» г. Уфа (согласно ТУ 2458-007-50780546-
2014). Разработана и утверждена в ООО «Башхимпром» инструкция по технологии применения реагента комплексного действия БКР-5М.
Разработанная методика определения триботехнических свойств промывочных жидкостей на установке АИ-3М и материалы диссертационной работы используются в учебном процессе в виде электронного учебно-методического пособия «Изучение триботехнических свойств промывочных жидкостей применительно к паре трения «буровой инструмент – стенка скважины», при чтении лекций по дисциплинам «Буровые промывочные жидкости», «Промывочные жидкости и промывка скважин сложного профиля», при выполнении научно-исследовательских, дипломных работ бакалавров, обучающихся по профилю «Бурение нефтяных и газовых скважин», и диссертаций магистрантов направления 131000 «Нефтегазовое дело». Содержание
Обзор исследований в области регулирования триботехнических свойств буровых промывочных жидкостей
Особенности условий работы бурильного инструмента на современном этапе технологии бурения
Характерные особенности изнашивания бурильного инструмента
Средства улучшения износостойкости бурильного инструмента и методы оценки его абразивного изнашивания
Влияние среды на процесс изнашивания бурильного инструмента
Обоснование выбора методов исследований
Выбор методов исследований
Методика изучения антифрикционных и противоизносных свойств буровых промывочных жидкостей
Совершенствование методики изучения триботехнических свойств промывочных жидкостей пары трения «металл–горная порода»
Обоснование выбора режимов работы пары трения
Моделирование трения и абразивного изнашивания применительно к бурильному инструменту
Описание модифицированной установки АИ-3М
Обоснование выбора образцов металла и горных пород
Методика проведения экспериментов на установке АИ-3М
Методика изучения антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей
Методика изучения коркообразующих свойств буровых промывочных жидкостей
Разработка добавок комплексного действия для улучшения триботехнических и антикоррозионных свойств буровых промывочных жидкостей
Обоснование выбора базовых рецептур буровых промывочных жидкостей и смазочных добавок
Обоснование выбора применяемых в бурении реагентов и смазочных добавок в качестве базовых объектов сравнения
Влияние полимерных добавок различной природы на противоизносные и антифрикционные свойства буровых промывочных жидкостей
Теоретические предпосылки и обоснование выбора состава добавок комплексного действия
Экспериментальное изучение влияния различных добавок комплексного действия на триботехнические и антикоррозионные свойства буровых промывочных жидкостей
Экспериментальные исследования с целью определения оптимального соотношения ингредиентов реагента БКР-5М
Влияние базовых добавок и реагента БКР-5М на триботехнические свойства промывочных жидкостей в широком диапазоне работы бурильного инструмента
Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к замкам стальных бурильных труб
Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к легкосплавным бурильным трубам
Исследование триботехнических свойств различных промывочных жидкостей применительно к породоразрушающему инструменту
Опытно-промысловые испытания реагента комплексного действия БКР-5М