Изложены основные результаты научных исследований и разработок кафедры технологии и техники бурения скважин, выполненных или завершенных в 2000 г. В области глубокого бурения во льдах Антарктиды главный результат состоит в разработке проекта экологически безопасного вскрытия подледникового озера Восток - уникального природного образования, комплексное изучение которого вызывает исключительный интерес мировой научной общественности. На леднике Академии наук (арх. Северная Земля) в рамках международной экологической программы PEGAIS пробурена с полным отбором керна скважина глубиной 505 м, в ней выполнены геофизические измерения. Создан новый способ беструбного крепления и изоляции осложненных интервалов скважин с помощью легкоплавких связующих материалов и теплового тампонирующего пенетратора. Разработаны основы теории и технологии ликвидационного тампонирования гидрогеологических скважин с экономически и экологически эффективным применением в составе тампонажных смесей дешевых минеральных отходов горного производства. Результативно продолжены исследования и опытно-конструкторские разработки по комбинированному тепловому и гидродинамическому воздействию на низкодебитные продуктивные горизонты для повышения дебита эксплуатационных скважин на нефть и газ. Уточнены закономерности гидро- и пенотранспорта керна, в последнем случае по одинарной бурильной колонне разработаны новые программы для ЭВМ, позволившие расширить область и повысить достоверность расчетов по регулированию и нормализации циркуляционных и теплообменных процессов при бурении и освоении скважин.
Эффективность бурения скважин с использованием газожидкостных смесей (ГЖС) в определенных орографоклиматических и гидрогеологических условиях известна.
Плодотворная деятельность академика Д. В. Наливкина неразрывно связана с таким этапным событием в истории советской геологической службы, как создание геологической карты СССР. Хотя это и не исчерпало задач геологического картирования, все же проблема стирания «белых пятен» стала терять свою остроту. На первый план выдвинулись задачи повышения эффективности геолого-разведочных работ, в решении которых геологическая карта приобрела роль своеобразного компаса, помогая определять направления поисковых и разведочных работ.
В настоящее время пены применяются при бурении скважин на твердые полезные ископаемые в мерзлых породах, в условиях трудных по водоснабжению, при низких пластовых давлениях в проницаемых, трещиноватых и кавернозных, но относительно устойчивых породах.
Отраслевой лабораторией ТТРБ совместно с производственными геологическими объединениями выполнен большой объем работ по внедрение пен в качестве очистного агента ...
При геологоразведочном бурении на ликвидацию всевозможных осложнений затрачивается до 25 % календарного времени работы буровых установок, а производительность бурения в ряде случаев снижается вдвое ...
Надежность цементирования затрубного пространства в породах с отрицательными температурами определяется прочностью сцепления цементного камня с породой ...
Прогнозирование механической скорости бурения как одной из потенциальных возможностей алмазного породоразрушающего инструмента, обусловленных конструктивными особенностями инструмента, характеристиками очистного агента, буримых пород и технологией бурения, является основой для применения методов оптимизации процессов алмазного бурения ...
Используемые в буровой практике смазывающе-охлаждающие жидкости можно разделить на водные растворы электролитов ( NaCl, СаС1г и др.); растворы поверхностно-активных веществ - ПАВ (мылонафт, сульфанол, 0П-7 и др.) и эмульсионные растворы, получаемые из специальных эыульсолов (Б, СНАД-1, ЗЛ-4 и др.), а также из различных масел, вводимых в раствор вместе с эмульгирующими добавками и специальными присадками. Эмульсионные растворы могут быть типа масло в воде или вода в масле ...
Для получения промывочных растворов применяются глинопорошки, выпускаемые различными заводами, и местные комовые глины. По стоимости глиноматериала, расходуемого на приготовление 1 м3 стандартного раствора (с условной вязкостью 25 с), как правило, делается неправильный вывод об экономической эффективности местных комовых глин ...
При бурении по многолетнемерзлым горным породам могут быть использованы те же промывочные жидкости, которые применяются обычно в породах с положительными температурами. Все требования к промывочным агентам в этих условиях распространяются и на среды, предназначенные для работы при отрицательных температурах.
На кафедре технологии и техники бурения скважин Ленинградского горного института проведены исследования смесей поверхностно-активных веществ (ПАВ). Цель экспериментов — получить более эффективные по сравнению с применяемыми одиночными поверхностно-активными веществами добавки ПАВ.
До последнего времени практически отсутствовали быстросхватывающиеся смеси (БСС) для многолетнемерзлых пород. В связи с этим в Ленинградском горном институте были проведены опыты по разработке таких смесей на одно- и двухсолевой основе.
В последние годы при бурении скважин на воду в качестве эксплуатационной колонны все чаще используют трубы не стальные, а из других, более дешевых материалов. При вскрытии минерализованных вод отказ от применения стальных труб является необходимым условием нормальной эксплуатации скважин. Для крепления стенок скважин в этом случае применяют асбестоцементные, фанерноклеенные и пластмассовые трубы. В настоящее время осваивается электрохимический способ крепления стенок скважин.
Создание цементных труб непосредственно в стволе скважины является актуальной проблемой. Цементные обсадные трубы могут выполнять роль эксплуатационной колонны при бурении на воду, а также перекрывать отдельные осложненные зоны, связанные с обвалами стенок скважин или поглощением промывочной жидкости.
Проходка мелких скважин в мягких осадочных отложениях в практике поисковых и разведочных работ осуществляется в основном вращательным колонковым способом или применением крайне отсталого ручного ударно-вращательного бурения. Не говоря уже о последнем, колонковое бурение также не может полностью удовлетворять современным требованиям ведения разведочных работ как по производительности труда, так и по количеству к качеству отбираемых образцов. Это объясняется, в первую очередь, необходимостью резкого снижения режимных параметров бурения (по скорости вращения бурового снаряда и количеству подаваемой, в скважину жидкости), исходя из обязательных условий сохранности керна. Если еще учесть, что используемый в практике метод «затирки всухую» с целью повышения выхода керна занимает 30% времени чистого бурения в каждом рейсе (длиной 1,2—2 м), то становится очевидным неприемлемость данного способа для бурения в мягких осадочных отложениях.
Одним из методов механизации бурения мелких скважин в мягких породах, как известно, является вибробурение. В последние годы оно получило сравнительно широкое распространение. Однако вибрационный способ бурения, в отличие от виброметода в строительстве, в литературе освещен недостаточно. Настоящая статья посвящена разработке основного породоразрушающего бурового инструмента, а также некоторым режимным параметрам работы вибробуров.
