НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

 

5-6 октября 2016 года в Горном университете состоялась Международная научно-практическая конференция «Бурение в осложнённых условиях». Её участниками стали представители профильных предприятий, вузов и научно-исследовательских институтов из России, Китая, Румынии и других стран.

В числе делегатов форума были специалисты ПАО «Татнефть», ООО «Восточная буровая компания», «Шлюмберже», ООО «Газпромнефть-Развитие», ЗАО «Российская компания по освоению шельфа», ООО «Завод буровых технологий», других производственных организаций. С докладами также выступили сотрудники Центра полярных исследований Цзилиньского университета (Китай), Университета нефти и газа Плоешти (Румыния), многих российских высших учебных заведений.

Всего в ходе конференции было зачитано более 40 докладов. Например, заместитель генерального директора ПАО «Татнефть» по ремонту, бурению скважин и повышению нефтеотдачи пластов Ринат Шафигуллин ознакомил присутствующих с новыми подходами в организации строительства скважин, практикуемыми в его компании. Темой выступления Лю Баочана из Цзилиньского университета (Китай) стал эффект введения добавки графена и оксида графена на смазочные и фрикционные свойства буровых растворов. Презентация заведующего кафедрой «Нефтегазовые техника и технологии» Южно-Российского государственного  политехнического университета имени Платова Александра Третьяка была посвящена виброустойчивой буровой коронке.

Подводя итоги форума, его участники отметили необходимость дальнейшей интеграции учёных и буровых компаний, в том числе, за счёт подобных встреч. Кроме того, делегаты отметили прекрасный уровень организации мероприятия и научную глубину ряда представленных на нём докладов.

 

Кафедра бурения скважин Горного университета надеется, что проведение конференции «Бурение в осложненных условиях», станет ежегодным и приглашает руководителей, инженерно-технических специалистов, научно-педагогических работников, а также аспирантов, магистрантов и студентов технических специальностей принять участие в конференции.

Новые технологии бурения и исследования глубоких скважин во льду в приполярных областях Земли.

Научные школы:

  •  «Бурение и исследование скважин в осложненных условиях и в Антарктиде»

Научные направления:

  • Разработка рецептур промывочных жидкостей для вскрытия продуктивных горизонтов скважин и обоснования при этом устойчивости стенок скважины.
  • Технологии  бурения  и  исследования скважин, керна льда и подледниковых озер:
  • Технология и техника направленного бурения:
  • Нормализация температурного режима циркуляционной среды в скважине  и работы алмазного инструмента.
  • Бурение скважин в условиях агрегатного изменения горных пород (бурение-плавлением, бурение в многолетнемерзлых породах, в гидратосодержащих породах и отложениях).
  • Бурение и оборудование скважин для использования низкопотенциальной тепловой энергии горных пород.
  • Исследование технологических режимов и систем управления динамически уравновешенного  бурового снаряда на грузонесущем кабеле с авторезонанасным электроприводом возвратно-вращательного движения.

Состав научной школы:

№ п.п.

ФИО

Ученая степень

Ученое звание

1.

Литвиненко В.С.

доктор технических наук

профессор

2.

Горшков Л.К.

доктор технических наук

профессор

3.

Васильев Н.И.

доктор технических наук

старший научный сотрудник

4.

Николаев Н.И.

доктор технических наук

профессор

5.

Шелковников И.Г.

доктор технических наук

профессор

6.

Чистяков В.К.

доктор технических наук

профессор

7.

Онищин В.П.

доктор технических наук

профессор

8.

Морозов Ю.Т.

доктор технических наук

профессор

9.

Блинов П.А.

кандидат технических наук

10.

Дмитриев А.Н.

кандидат технических наук.

11.

Яковлев А.А.

доктор технических наук

доцент

12.

Гореликов В.Г.

доктор технических наук

старший научный сотрудник

13.

Мураев Ю.Д.

доктор технических наук

доцент

14.

Соловьев Г.Н.

кандидат технических наук

старший научный сотрудник

15.

Шишкин Е.В.

кандидат технических наук

16.

Загривный Э.А.

доктор технических наук

профессор

17.

Янкилевич С.

кандидат технических наук

­–

Основной целью исследований является разработка теоретических основ нетрадиционных методов бурения и исследования глубоких скважин различного назначения в особо сложных и экстремальных условиях

За последнее время членами коллектива научной школы:

  • получено более 40 медалей и дипломов на российских и зарубежных выставках и конкурсах;
  • получено более 50 патентов;
  • опубликовано 115 научных статей;
  • опубликовано 12 учебных пособий и учебников;

В том числе получены награды:

  • Поощрение президента Российской федерации Горного университета за разработку технологии бурения глубоких скважин во льдах.
  • Награды российских научных и инженерных обществ (медали, дипломы,
    почетные звания)                                                                                                              – 6;
  • Правительственные награды (ордена)                                                                       – 1;
  • Награды отраслевые (медали, дипломы, почетные знаки)                                   - 3.

О высоком инновационном уровне созданных технологий объективно свидетельствует бурение скважины 5Г на станции Восток в Антарктиде, вскрывшей на глубине 3769,3 м уникального подледниковго  озера Восток. Скважина 5Г в настоящее время является самой глубокой в мире, на 400 метров превышая глубины достигнутые специалистами других стран при бурении мощных ледовых толщ.

За время существования и деятельности школы подготовлено порядка 25 докторов и более 70 кандидатов наук.

Специалисты научной школы тесно контактируют с Национальным центром научных исследований Университета Жозефа Фурье (Гренобль, Франция), Университетом Медисон (Висконсин, США), Чань-Чуньский университетом (Китай) и др.

Продолжение буровых работ на российской станции «Восток» в Антарктиде.

С декабря 2014  по февраль 2015 года на российской станции «Восток» в скважине 5Г проводились буровые работы по повторному вскрытию подледникового озера Восток. Работой гляцио-бурового отряда, в состав которого входили сотрудники Горного университета и ААНИИ, руководил заведующий кафедрой бурения скважин Горного университета профессор Васильев Н.И. 

Основной целью работ в сезоне 60 РАЭ была отработка технологии вскрытия подледникового озера при жесткой регулировке высоты подъема озерной воды в скважину.

До начала буровых работ было запланировано проведение обширного комплекса подготовительных работ по модернизации поверхностного оборудования бурового комплекса и комплекса геофизических измерений в скважине: кавернометрии, термометрии, измерений давления заливочной жидкости, а также измерение плотности заливочной жидкости по пробам. В конце сезонных работ  практически весь комплекс измерений был повторен.

Повторное бурение проводилось с использованием технологии и оборудования разработанного в Горном университете, В технологию бурения были внесены значительные изменения по результатам анализа буровых работ, предшествовавших первому вскрытию подледникового озера Восток..

Перед началом кернового бурения была проведена калибровка участка скважины ниже 3400 м. Максимальный диаметр расширителя был 138 мм. Работы по расширению скважины заняли 10 дней с 18  по 28 декабря.  Сначала скважина была расширена конусом с диаметром 137 мм, затем конусом с диаметром 138 мм.

Бурение с извлечением керна было начато 30.12 2014 с глубины 3724,42 м. Процесс бурения протекал стабильно при производительности в 2-2,5 раза большей, чем это было при бурении до первого вскрытия подледникового озера. Керн был хорошего качества при средней проходке за рейс около 1 м.

Извлечение керна из колонковой трубы

За пять метров до поверхности бурение в скважине было остановлено для подготовки скважины. Было принято решение вскрывать озеро при дифференциальном давлении -2 бара. Такое решение было принято с целью полного исключения возможных неточностей определения дифференциального давления. Нижний участок скважины был расширен до диаметра 138 мм для снижения гидравлических сопротивлений течению воды в зазоре между поверхностью снаряда и стенками скважины, а также для снижения высоты подъема воды.

Исходя из условий, созданных в забойной зоне, вода должна была подняться за счет разности давления на высоту 28 м и еще на 43 м в процессе подъема снаряда из скважины. Суммарная величина подъема воды должна была быть 71 м, а уровень жидкости должен был подняться на 50 м.

Вскрытие озера произошло 25 января 2015 г. С первого момента проникновения велись измерения уровня жидкости в скважине с помощью двух приборов СИГМА АРТ с записью данных в журнал.

 

Как и при первом вскрытии озера в 2012 г. вода обогнала снаряд примерно на 15 м, что было определено по намерзшему на грузонесущий кабель льду. Все узлы снаряда, начиная с кабельного замка были заполнены льдом белого цвета. Вся поверхность снаряда была покрыта тонким слоем льда, но в местах, где были сужения, поверхность была покрыта слоем толщиной до 10 мм.

Торец коронки был покрыт сосульками, образовавшимися при стекании воды во время подъема снаряда из скважины.

           

 

Важным отличием результата повторного вскрытия от результата первого вскрытия, было то, что последний керн был извлечен не поврежденным

Расчеты, выполненные по ранее разработанной методике, показали, что через три – четыре дня минимум 10 верхних метров столба воды должны замерзнуть. Было принято решение начать повторное бурение 29.01.2015 г.

Первый и последний керны по 0,8 м образовались в результате замерзания воды, а между ними был керн белого цвета из замерзшей эмульсии воды и заливочной жидкости, которая образовалась при подъеме воды в зазоре между стенками скважины и поверхностью снаряда. Материал керна был очень непрочный, что осложняло срыв керна. При нагревании этот материал разлагался на воду и заливочную жидкость (керосин) примерно в равных количествах.

 

 

При повторном бурении каждый рейс сопровождался контролем уровня жидкости в процессе спуско-подъемных операций, бурении и в процессе срыва керна для своевременного обнаружения возможного появления в скважине воды. В момент вскрытия вода поднялась в скважину примерно на 10 м, что было определено по следам на поверхности бурового снаряда. 

Колонковая труба, в которой происходило интенсивное перемешивание заливочной жидкости при перемещении у забоя, была заполнена замерзшей эмульсией, перемешанной со льдом,  которая заклинила керн в ее верхней части. Кроме керна в колонковой трубе был обнаружен кусок относительно чистого льда, который изолировала замерзшая эмульсия.

 

Достигнутые результаты имеют большой социальный эффект подтверждая лидирующее положение российских ученых в области бурения глубоких скважин в ледниковых покровах и открывают широкие перспективы проведения комплексных исследований подледникового озера Восток с целью получения новых данных о глобальных изменениях природной среды планеты.

Стажировки по теме научной школы

В сентября – октябре 2015 ассистентом кафедры Подоляком Алексеем Витальевичем была пройдена стажировка в Лаборатории гляциологии и геофизики окружающей среды (LGGE) в г. Гренобле (Франция) с целью ознакомления с методикой проведения работ по разработке нового бурового оборудования для бурения скважин во льдах с быстрым доступом к пробам древнего льда по проекту «Subglacior». Принято участие в проведении стендовых экспериментальных исследований разрушения льда на забое и циркуляции промывочной жидкости со шламом в скважине.

Лаборатория гляциологии и геофизики окружающей среды (LGGE) в г. Гренобле (Франция)

Система Orphus
Стандартная версия сайта