Высокоэффективные гидромониторные насадки для буровых долот, армированных резцами PDC; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 336, № 8 - Третьяк А. Я. Александр Яковлевич (2025, 2025)
Актуальность. Дан обзор существующих запатентованных гидромониторных насадок, которые получили широкое применение при конструировании породоразрушающего инструмента. В настоящее время важно использование высокоэффективных гидромониторных насадок, при применении которых достигалась бы наибольшая скорость истечения промывной жидкости. Это позволит оптимизировать процесс бурения за счет разрушения горной породы на забое скважины благодаря возникновению гидромониторного эффекта, что, соответственно, улучшит очистку скважины и позволит снизить износ породоразрушающего инструмента. Достигается это за счет того, что струя промывочной жидкости обладает большой кинетической энергией на выходе из насадки, что приводит к изменению давления в порах породы, вследствие чего заключенный в них буровой раствор сжимается– разжимается, происходит гидравлический удар, в результате чего стенки пор, расширяясь, хрупко разрушаются на забое. При применении данных насадок будут снижаться затраты и повышаться рентабельность строительства скважин различного назначения. Цель. Разработка конструкции гидромониторной насадки для бурового долота, при использовании которой достигалась бы наибольшая скорость истечения струи бурового раствора, по сравнению с существующими аналогами. Методы. Для определения эффективности существующих насадок была разработана гидродинамическая CFD-модель потока бурового раствора в насадке с помощью программы SolidWorks Flow Simulation. Для моделирования истечения промывочной жидкости была выбрана реологическая модель Гершеля– Балкли. Для описания турбулентности задавались такие параметры, как интенсивность и масштаб турбулентности. Результаты и выводы. Выполнено моделирование и сравнение существующих запатентованных гидромониторных насадок с предлагаемой. Разработана новая геометрическая форма гидромониторной насадки, показывающая лучшие показатели по сравнению с существующими аналогами