Оцінка надійності та критерії підвищення якості вставного породоруйнівного оснащення тришарошкових бурових доліт для буріння особливо міцних порід

Автор(и)

  • Roman Yashkym Drohobych Ivan Franko State Pedagogical University, Україна
  • Andrey Slipchuk Lviv Polytechnic National University, Україна https://orcid.org/0000-0003-0584-6104

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.05.10

Ключові слова:

ступенево-логічний аналіз, критерій відмови, зубок, шарошка, функціонально-орієнтована технологія, тришарошкове бурове долото, життєвий цикл

Анотація

У роботі запропоновано один із напрямів вирішення задачі - комплексного підвищення якості долота. Проаналізовано найбільш поширені пошкодження, які викликають передчасний вихід з ладу породоруйнівного оснащення тришарошкових бурових доліт при бурінні особливо міцних гірських порід. Основна ідея цієї роботи полягає в розробці східчасто-логічної моделі. Така модель створюється на основі причин, що призводять до відмови тришарошкове бурових доліт з шарошками, які оснащені твердосплавними породоруйнівними вставними зубками. Встановлено, що відмова породоруйнівного оснащення долота є причиною логічної послідовності ймовірних подій, а критерієм відмови є мінімальні перерізи в моделі відмов. В даній статті показано ступенево-логіч­ний аналіз, який дає можливість встановити характер взаємозв'язків між базовими факторами, які враховуються при прийнятті рішень. Дослідження проводилися на основі математичного планування експериментів в умовах реального виробництва бурових доліт. Показаний один із прикладів застосування модулів, що описують одну з можливих причин виходу з ладу вставного породоруйнівного оснащення долота. Аналізом встановлено, що у всіх випадках в моделях відмов елементів долота, базовими подіями виступають три основні фактори: вихідні властивості матеріалу і параметри конструкції, які задаються на стадії проектування і конструювання, а також технологічні фактори, які формуються на стадіях проектування і реалізації технологічних процесів виготовлення. Ступенево-логічний аналіз виходу з ладу тришарошкових доліт дозволяє показати взаємозв'язок між підконтрольними факторами і відмовами з позиції параметрів технічного стану елементів долота. Запропонована схема визначення параметрів елементів технологічної системи, на якій можна встановити якісні показники вставного породоруйнівного оснащення тришарошкових бурових доліт. Вибір оптимального варіанту параметрів здійснюється відповідно до критерію максимальної ефективності. Таким чином, застосування ступенево-логічних моделей дає можливість не тільки виявляти причини відмов породоруйнівного оснащення бурових доліт, а й приймати коректні і обґрунтовані рішення щодо забезпечення якості процесів на основних етапах життєвого циклу виготовлення доліт.

Посилання

Deng, Y., Chen, M., Jin, Y., Zhang, Y., Zou, D., Lu, Y. Theoretical and experimental study on the penetration rate for roller cone bits based on the rock dynamic strength and drilling parameters. Journal of natural gas science and engineering, 2016, 36, 117-123, doi: 10.1016/j.jngse.2016.10.019.

Schroder, J., Di Pasquale, M., Richards, A., Yorty, J. Bearing innovations extend roller-cone bit life. Oil & gas journal, 2016, 114, 6, 50-55.

Naganawa, S. Feasibility study on roller-cone bit wear detection from axial bit vibration. Journal of petroleum science and engineering, 2012, 82, 140-150, doi: 10.1016/j.petrol.2012.01.014.

Schroder, J., AlDarwaish, A., Richards, J. W., Di Pasquale, M., Mohamed, M., Yorty, J. Extending Bit Life Through Bearing Innovations. SPE/IADC Drilling Conference and Exhibition, 2015, London, England, UK. Publisher Society of Petroleum Engineers, doi: 10.2118/173031-MS.

Zhiqiang, H., Gang, Li. Optimization of cone bit bearing seal based on failure analysis. Advances in Mechanical Engineering, 2018, 10, 3, doi: 10.1177/1687814018767485.

Huang, Z., Li, Q. Z., Jing, S., Ma, Y., Hu, W., Fan, Y. Experimental research on the surface strengthening technology of roller cone bit bearing based on the failure analysis . Engineering failure analysis, 2013, 29, 12-26, doi: 10.1016/j.engfailanal.2012.08.018.

Portwood, G., Boktor, B., Munger, R. et al. Development of Improved Performance Roller Cone Bits for Middle Eastern Carbonate Drilling Applications. SPE/IADC Middle East Drilling Technology Conference, Bahrain, 2001, SPE-72298-MS, doi: 10.2118/72298-MS.

Neupokoev, V. G. Voprosi teorii i praktiki proektirovaniya, proizvodstva i ekspluatatsii burovyih sharoshechnyih dolot. Samara: Izdatelstvo Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 2000, 376.

Chen, S. L., Dahlem, J., Rayburn, C. A Study of Drilling Performance of Energy Balanced Roller Cone Bit. SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition, 2003, Jakarta, Indonesia, 80493-MS.

Bybee, K. Drilling Performance of an Energy-Balanced Roller-Cone Bit. Journal of Petroleum Technology, 2003, 12, 49-50, doi: 10.2118/1203-0049-JPT.

Zhou, R. S., Nixon, H. A Contact Stress Model for Predicting Rolling Contact Fatigue. SAE Technical Paper 921720 in SEA Transactions Journal, 1992, 101, 2, doi: 10.2118/1203-0049-JPT.

Kryzhanivsky, Ye. I., Yakom, R. S., Shmandrovsky, L. E., Petrin, Yu D. Teoretychni osnovy obgruntovanoho vyboru kryteriyiv vidmov i shlyakhiv pidvyshchennya dovhovichnosti trysharoshkovykh burovykh dolit [Theoretical bases of the reasoned choice of criteria of failures and ways of increasing the durability of tricone drill bits]. Bulletin of the National Technical University „Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”. Publ. – К.: National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", 2009, 56, 6 – 13.

Yakim, R. S. Otsinka nadiynosti ta kryteriyi pidvyshchennya yakosti trysharoshkovykh burovykh dolit dlya burinnya osoblyvo mitsnykh porid [Estimation of the criteria and criteria for the development of drilled bits for the borer, especially hard rock]. Exploration and development of oil and gas fields, 2014, 4 (53), 43 – 51.

Sonowal, K. How Continuous Improvement Lead to the Longest Horizontal Well in the World. Paper SPE 119506 presented at the 2009 SPE/IADC Drilling Conference & Exhibition, Amsterdam, Netherlands, 2009, doi: 10.2118/119506-MS.

Yashkym, R. Slipchuk, A. Refinement technology pressing of tungsten carbide inset cutter in roller cone bit. Bulletin of NTU KhPI. Series: New solutions in modern technologies.– Kharkiv: NTU KhPI, 2017, 7(1229), 110–117, doi: 10.20998/2413-4295.2017.07.15.

Schroder, J. Cone Retention and Tapered Bearing Preload System for Roller Cone Bit. US. Patent Application US 13/287,792, filed November 2, 2011.

Begun, V. V., Gorbunov, O. V., Kadenko, I. N. et al. Veroyatnostnyy analiz bezopasnosti atomnykh stantsiy [Probabilistic analysis of the safety of nuclear power plants] – National Technical University „Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”. К., Publ. „Vipol”, 2000, 568.

##submission.downloads##

Як цитувати

Yashkym, R., & Slipchuk, A. (2019). Оцінка надійності та критерії підвищення якості вставного породоруйнівного оснащення тришарошкових бурових доліт для буріння особливо міцних порід. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (5(1330), 77–85. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.05.10

Номер

Розділ

Енергетика, машинобудування та технології конструкційних матеріалів