Совершенствование технических средств проходки скважин на основе применения технологии интенсивной пластической деформации материалов бурильных труб

Применяемые на практике бурильные трубы в условиях протяженных горизонтальных стволов скважин не всегда обеспечивают устойчивость последних (возникновение обвалов стенок скважины, желобообразование и т.п.), возможны также прихваты и слом бурильного инструмента при проведении технологических операций в скважине. Назрела необходимость применения перспективных технологий получения алюминиевых сплавов со структурой, обеспечивающей бурильным трубам повышенные механические свойства, что позволило бы осуществлять бурение горизонтальных скважин большей протяженности, с меньшими потерями на трение, а также эффективную очистку ствола скважины от выбуренной породы. Работа посвящена совершенствованию компоновки бурильного инструмента, технических средств бурения на основе разработки и применения новых материалов для изготовления бурильных труб с повышенными механическими характеристиками, а также рекомендаций по снижению коррозионной активности промывочных жидкостей. Предложена усовершенствованная математическая модель для расчета комбинированной бурильной колонны, состоящей из стальных труб на вертикальном и криволинейном участках скважины и легкосплавных труб на ее горизонтальном участке, которая на основании аналитических решений соответствующих уравнений позволила показать, что коэффициент запаса прочности данной конструкции колонны может быть увеличен на 22 %. Формирование повышенных механических свойств, износостойкости и коррозионной стойкости у материалов легкосплавных труб при проведении интенсивной пластической деформации служит доказательной базой перспективности их использования для замены обычных алюминиевых труб на горизонтальных участках скважины. Разработана методика определения механических, триботехнических свойств и коррозионной стойкости алюминиевого сплава после интенсивной пластической деформации, которая на основании подписанного с ФГБОУ ВО УГНТУ трехстороннего соглашения № И13/2019 о научно-техническом сотрудничестве от 20.02.2019 г. рекомендована к применению в АО «Арконик СМЗ» (г. Самара) и АО «ССК» (г. Москва) в процессах изготовления и применения легкосплавных труб и трубных заготовок.