Том 8 стр. 327-338

О.В. Никитина, А.А. Басов

 

ИССЛЕДОВАНИЕ И ПОДБОР ГЕНЕРАТОРА ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СКВАЖИН В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ КАМЧАТСКОГО КРАЯ

 

Аннотация. В мире постоянно возрастает объём разведочного и промышленного бурения скважин различного назначения. Проблемами механического бурения являются низкие скорости проходки скважин, низкая надёжность и срок службы рабочих инструментов (буровых наконечников), особенно при бурении крепких и очень крепких горных пород. Особой проблемой является проходка скважин большого диаметра (более 300 мм). Традиционные способы бурения практически исчерпали возможности существенного увеличения производительности (скорости) бурения. Поэтому происходит поиск принципиально новых способов бурения. Одним из таких принципиально новых методов является электроимпульсный способ бурения скважин, который основан на разрушении горных пород при их электрическом импульсном пробое. Таким образом, выбор данной темы обусловлен актуальностью проблемы, перспективностью технологии электроимпульсного бурения и необходимостью разработки рекомендаций для подбора генератора импульсов напряжения (ГИН). Основная цель работы – исследование и подборе ГИН для строительства скважин в сложных горно-геологических условиях Камчатского края. Основная задача заключается в произведении расчётных обоснований, анализе характеристик оборудования и формировании методики подбора генератора, обеспечивающего высокую эффективность разрушения пород при минимальных энергозатратах. Проведенные расчеты позволили определить ключевые параметры генератора импульсного напряжения (ГИН), обеспечивающего эффективное бурение в сложных горно-геологических условиях Камчатского края. Установлено, что для разрушения крепких пород при бурении скважин диаметром свыше 300 мм требуется генератор с выходной энергией импульса 764–1709 Дж, мощностью 2,5–5,1 кВт и напряжением до 402 кВ с учетом потерь в кабеле.

Ключевые слова: электроимпульсное бурение, мощность генератора, сопротивление кабеля, индуктивное сопротивление, сила тока, напряжение на выходе, энергия импульса.

Для цитирования: Никитина О.В., Басов А.А. Исследование и подбор генератора импульсов напряжения для строительства скважин в сложных горно-геологических условиях Камчатского края // Управление техносферой: электрон. журнал, 2025. Т.8. Вып.2. С. 327–338. DOI: 10.35634/UdSU.2025.26.84.014

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Воробьев А.А. Разрушение горных пород электрическими импульсными разрядами. Томск: Изд-во ТГУ, 1961. 150 с.
  2. Воробьев А.А., Воробьев Г.А. Электрический пробой и разрушение твердых диэлектриков. М.: Высшая школа, 1966. 224 с.
  3. Электроимпульсный способ разрушения горных пород: патент RU 2232271 С1. Рос. Федерация. № 2003105524/03/ Важов В.Ф., Журков М.Ю., Муратов В.М.; заявл. 25.02.2003; опубл. 10.07.2004, Бюл. 6 с.
  4. Электроимпульсный способ бурения скважин и буровое долото: патент RU 2464402 C2. Рос. Федерация. № 2010152925/03/ Важов В.Ф., Муратов В.М., Лопатин В.В., Гафаров Р.Р., Дацкевич С.Ю., Журков М.Ю.; заявл. 23.12.2010; опубл.: 20.10.2012. Бюл. № 29. 12 с.
  5. Способ электроимпульсного бурения скважин, электроимпульсной буровой наконечник: патент RU 2524101 C2. Рос. Федерация. № 2011111014/03/ Рязанов Н.Д., Рязанова Н.Г.; заявл. 23.03.2011; опубл.: 27.07.2014 Бюл. № 21. 10 с.
  6. Месяц Г.А. Насибов А.С. Кремнев В.В. Формирование наносекундных импульсов высокого напряжения, М. Энергия, 1970, 41 с.
  7. Генератор импульсов напряжения: патент Рос. Федерация № 2090020; заявл. 08.04.94; опубл. 10.09.97.
  8. Гончаренко Г.М., Дмоховская Л.Ф., Жаков Е.М. Испытательные установки и измерительные устройства в лабораториях высокого напряжения. М.: МЭИ, 1966. 159 с.

 

Сведения об авторах

Никитина Ольга Витальевна

канд. техн. наук, доцент кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин», Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Удмуртский государственный университет», 426034, ул. Университетская, 1, г. Ижевск, Россия.

E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

 

Басов Артём Алексеевич

магистрант, Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Удмуртский государственный университет», 426034, ул. Университетская, 1, г. Ижевск, Россия.

E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Полнотекстовая версия -pdf(436kb)