Метою роботи є підвищення ефективності очищення вибоїв свердловин від феромагнітних предметів пристроями на основі постійних магнітів із рідкісноземельних матеріалів. Для досягнення поставленої мети в роботі вирішуються наступні завдання: - аналіз стану вибоїв свердловин у процесі буріння та ремонту; - обґрунтування вибору магнітотвердих матеріалів і раціональних конструкцій магнітних систем; - визначення раціональних геометричних співвідношень елементів систем та оцінка їх ефективності на основі моделювання систем із неодимових рідкісноземельних магнітів; - удосконалення методу визначення тягових характеристик та експериментальні дослідження силових і магнітних характеристик ловильних пристроїв; - розроблення конструкцій ловильних пристроїв підвищеної вантажопідіймальності та їх дослідно-промислові випробування. Об'єкт дослідження. Процес взаємодії магнітного поля пристроїв на основі постійних магнітів із феромагнітними предметами у свердловині. Предмет дослідження. Удосконалення пристроїв на основі постійних магнітів для очищення вибоїв свердловин від металу. ЗМІСТ ВСТУП 4 РОЗДІЛ 1 ПРОБЛЕМА ОЧИЩЕННЯ СВЕРДЛОВИН ВІД МЕТАЛУ В ПРОЦЕСІ ЇХ СПОРУДЖЕННЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ 9 1.1 Стан вибою свердловин під час буріння та аварійно-відновлювальних робіт 9 1.2 Аналіз аварійності під час спорудження та експлуатації свердловин 13 1.3 Аналітичний огляд магнітних ловильних пристроїв 18 Висновки до розділу 1 34 РОЗДІЛ 2 ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ СТВОРЕННЯ МАГНІТНИХ СИСТЕМ ЛОВИЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ 35 2.1 Вимоги до магнітних систем і критерії оцінки їх ефективності 35 2.2 Обґрунтування вибору матеріалів елементів магнітних систем 41 2.3 Аналіз і синтез магнітних систем 50 Висновки до розділу 2 56 РОЗДІЛ З МОДЕЛЮВАННЯ І РОЗРАХУНОК МАГНІТНИХ СИСТЕМ 58 3.1 Методи розрахунку магнітних полів систем ловильних пристроїв 58 3.2 Моделювання і розрахунок магнітних систем із раціональними геометричними параметрами 65 3.3 Визначення раціональних співвідношень елементів допоміжної утримувальної системи 78 3.4 Дослідження впливу температури на силові параметри магнітних систем 84 Висновки до розділу 3 87 РОЗДІЛ 4 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМ ЛОВИЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ 89 4.1 Методика і технічні засоби експериментальних досліджень 89 4.2 Дослідження розподілу магнітної індукції на робочих поверхнях магнітних систем 98 4.3 Визначення тягових характеристик систем ловильних пристроїв 106 Висновки до розділу 4 113 РОЗДІЛ 5 РОЗРОБЛЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ ТА ПРОМИСЛОВІ ВИПРОБУВАННЯ МАГНІТНИХ ЛОВИЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ 115 5.1 Розроблення магнітних пристроїв типу ПМЛ 115 5.2 Розроблення пристроїв із рухомою магнітною системою типуФУМ 123 5.3 Кваліметричний аналіз магнітних ловильних пристроїв 127 5.4 Промислові випробування магнітних ловильних пристроїв 130 5.5 Перспективи вдосконалення магнітних ловильних пристроїв 137 Висновки до розділу 5 141 ВИСНОВКИ 143 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 145 ДОДАТКИ 157 Додаток А 158 Додаток Б 168