Регистрация / Вход
Прислать материал

14.581.21.0012

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.581.21.0012
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Название доклада
Разработка технологии изготовления высокоэффективных долот горизонтального и наклонного бурения для нефтегазовой отрасли
Докладчик
Полушин Николай Иванович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель проекта: Разработка технологии производства высокоэффективного породоразрушающего инструмента – долот горизонтального и наклонного бурения для добычи нефти и газа.
Задачи:
Достижение указанной цели обеспечивается с использованием результатов прикладных научных исследований, выполняемых в период 2015-2016 годов по темам:
- Разработка технологии получения наноструктурированного режущего слоя из сверхтвердых материалов для высокоэффективного породоразрушающего инструмента;
- Разработка технологии получения наноструктурированных материалов для несущих подложек с высокой ударной вязкостью;
- Разработка методов и оборудования для аттестации и сертификации породоразрушающего инструмента.
Актуальность и новизна исследования
Разработка технологии производства высокоэффективного породоразрушающего инструмента для добычи нефти и газа позволяет обеспечить 80-100% импортозамещения в стратегически важных отраслях промышленности.
Описание исследования

Должна быть разработана технология изготовления высокоэффективных долот горизонтального и наклонного бурения для нефтегазовой отрасли, включающих режущие элементы основных используемых типоразмеров (9 20 мм) и несущих подложек с высокой ударной вязкостью с использованием отечественного оборудования и материалов

Разрабатываемое долото состоит из следующих составных частей:

1) корпус долота (изготавливается сторонним производителем по разработанной в рамках ПНИЭР технической документации);

2) режущие элементы состоят из алмазного режущего слоя и твердосплавной подложки (разрабатываются в рамках ПНИЭР);

3) износостойкое покрытие корпуса долота (состав покрытия и технология его нанесения модернизируются в рамках ПНИЭР).

 Разрабатываемые долота горизонтального и наклонного бурения (с режущими элементами на основе алмаза и тугоплавких карбидов), должны обладать следующими параметрами:

1) Тип долота – лопастное долото тип ДЛ PCD с режущими элементами на основе алмазного режущего слоя и несущих подложек тугоплавких карбидов  с покупным  стальным корпусом, лопасти вогнутые, безступенчатые;

2) Количество лопастей, шт. - от 6 до 8;

3) Наружный диаметр, мм   - от 110 до 400;

в указанном диапазоне должны быть разработаны 2 типоразмера долот под 2 типоразмера режущих элементов, разработанных в ПНИ-1;

4) Количество режущих элементов в долоте, шт.  - от 30 до 120;

5) Угол наклона режущих элементов относительно плоскости лопастей, градусов - от 5 до 30;

6) Калибрующая часть лопастей армируется режущими элементами на основе алмаза (те же, что и в рабочей части лопастей). Расположение режущих элементов определяется на этапе 1  ПГ;

7) Присоединительная резьба -  правая коническая замковая резьба по ГОСТ 50864-96 (вид резьбы определяется в соответствии с диаметром долота);

8) Уточняется форма лопастей, расположение режущих элементов, угол наклона режущих элементов к поверхности лопасти;

9) Определяется износостойкое покрытие на стальном корпусе;

10) Определяется припой;

11) Качество пайки режущих элементов проверяется ОТК в соответствии с ГОСТ 24715-81. 

Результаты исследования

Изготовлен прототип долота 142,9 (5 5/8) HDD 613 МН в натуральную величину с выполнением всех операций предусмотренных разработанным ТП, т. е. изготовлен прототип корпуса долота с наплавленным износостойким покрытием, смоделирован процесс пайки режущих элементов и запрессовки гидромониторных насадок, что позволило разработчикам убедиться в соответствии заложенных в КД  параметров предусмотренным функциям изделия. Размещение режущих элементов, их ориентация, защита корпуса от абразивного   износа и промывочная система модели соответствуют замыслам разработчиков изделия.

Разработаны Программа и методика исследовательских испытаний экспериментальных образцов долот горизонтального и наклонного бурения

Разработана конструкторская и технологическая документация экспериментальных образцов долот горизонтального и наклонного бурения двух типоразмеров - диаметром 142,9 мм и 215,9 мм.

Разработаны методы повышения эксплуатационных характеристик PDC резцов методом снижения содержания металлов-катализаторов в режущей зоне алмазного слоя.

Изготовлены экспериментальные образцы долот горизонтального и наклонного бурения.

Проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов долот горизонтального и наклонного бурения.

Разработан предварительный проект технологического процесса изготовления долот горизонтального и наклонного бурения.

Разработана рабочая конструкторская документация долот горизонтального и наклонного бурения.

Разработана рабочая технологическая документация экспериментальных образцов долот горизонтального и наклонного бурения.

Проведена метрологическая экспертиза технической документации в соответствии с требованиями РМГ 63 - 2003. 

Результаты работ соответствуют современному мировому уровню. 

Практическая значимость исследования
Результаты работ будут использованы в нефтегазовой отрасли.
Получаемые результаты ПНИЭР предназначены для последующего создания Индустриальным партнёром во взаимодействии с Получателем субсидии новых видов продукции и технологий производства режущих элементов основных применяемых типоразмеров (9 - 20 мм) с использованием отечественного оборудования и материалов и, на их основе, высокоэффективного импортозамещающего породоразрушающего инструмента.
Новые виды продукции подлежат промышленному освоению (внедрению) силами Индустриального партнера по комплексному проекту, привлеченному головным исполнителем. Предусмотрена коммерциализация результатов ПНИЭР в срок не позднее 2018 года посредством организации производства высокоэффективных долот горизонтального и наклонного бурения для нефтегазовой отрасли и поставки изделий потребителям в объеме не менее: в 2018 г. - 1000 млн. руб., в 2019 г. – 2000 млн. руб., в 2020 г. – 4000 млн. руб., в 2021 – 4000 млн. руб.