«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Экспериментальные исследования процесса образования призабойной кольцевой циркуляции теплоносителя

УДК: 622.24.085
DOI: -

Авторы:

¹ Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия

Ключевые слова: термогидравлический буровой снаряд-расширитель, призабойная кольцевая циркуляция, бурения льда, закрученный поток теплоносителя, эксперименты

Аннотация:

Разработана методика экспериментальных исследований процесса образования призабойной кольцевой циркуляции теплоносителя. Спроектирован и собран экспериментальный стенд, имитирующий условия работы термогидравлического бурового снаряда расширителя на грузонесущем кабеле в скважине и позволяющий визуально проследить изучаемые процессы. Проведены исследования процесса образования призабойной кольцевой циркуляции теплоносителя на экспериментальном стенде на станции Восток в Антарктиде, в результате которых удалось установить условия образования кольцевой циркуляции, визуально проследить движение и распространение струи, определить скорость истечения затопленной струи в подвижную однородную среду и частоту вращения призабойной кольцевой циркуляции. Также установлено, что увеличение скорости истечения струи из гидравлических каналов повышает эффективность призабойной кольцевой циркуляции за счет увеличения отношения линейной скорости закрученного потока жидкости к скорости истечения струи из гидравлических каналов.

Список литературы:

1. Васильев Н.И. Глубокое бурение антарктического ледникового покрова как метод исследования палеоклимата // Проблемы Арктики и Антарктики. – 2007. – № 2(76). – С. 78–88.
2. Близнюков В.Ю., Сериков Д.Ю. Шарошечное буровое долото со сменными продоразрушающими секциями // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2021. – № 8(344). – С. 16–20. – DOI: 10.33285/0130-3872-2021-8(344)-16-20
3. Litvinenko V. Foreword: Sixty-year Russian history of Antarctic sub-glacial lake exploration and Arctic natural resource development // Geochemistry. – 2020. – Vol. 80, Issue 3. – P. 125652. – DOI: 10.1016/j.chemer.2020.125652
4. Литвиненко В.С. Уникальные техника и технологии бурения скважин во льдах Антарктиды // Зап. Горного ин-та. – 2014. – Т. 210. – С. 5–10
5. Сербин Д.В., Дмитриев А.Н. Экспериментальные исследования теплового способа бурения плавлением скважины в ледовом массиве с одновременным контролируемым расширением ее диаметра // Зап. Горного ин-та. – 2022. – Т. 257. – С. 833–842. – DOI: 10.31897/PMI.2022.82
6. Experimental research of ice cuttings transport by air while drilling of the snow-firn layer / S.A. Ignatiev, D.A. Vasilev, A.V. Bolshunov [et al.] // Ice and Snow. – 2023. – Vol. 63, No. 1. – P. 141–152. – DOI: 10.31857/S2076673423010076
7. Загривный Э.А., Губарь Н.С., Поддубный Д.А. Лабораторные экспериментальные исследования динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле с авторезонансным электроприводом возвратно-вращательного движения // Народное хоз-во респ. Коми. – 2013. – № 1. – С. 39–44.
8. Перспективное технологическое решение по отбору проб донных отложений подледникового озера Восток: актуальность и постановка задач исследований / А.В. Большунов, Н.И. Васильев, И.П. Тимофеев [и др.] // Зап. Горного ин-та. – 2021. – Т. 252. – С. 779–787. – DOI: 10.31897/PMI.2021.6.1
9. Пат. 2804095 Рос. Федерация, МПК E21B 7/18. Способ бурения скважин в континентальном льду / В.Я. Климов, Д.И. Сидоркин, А.Ю. Ожигин; патентообладатель ФГБОУ ВО "С.-Петерб. горный ун-т". – № 2023110486; заявл. 24.04.2023; опубл. 26.09.2023, Бюл. № 27.
10. Исследования процесса образования призабойной кольцевой циркуляции теплоносителя с использованием термогидравлического бурового снаряда-расширителя / Д.В. Сербин, А.Н. Дмитриев, В.Г. Кадочников, В.С. Шадрин // Бурение и нефть. – 2023. – № S2. – С. 68–72.
11. Земцов А.А., Меньшиков Н.Г. Комплекс технических средств для отбора проб на углеродный анализ из ледовых толщ // Зап. Горного ин-та. – 1988. – Т. 116. – С. 78–81.
12. Маковей Н. Гидравлика бурения: пер. с рум. – М.: Недра, 1986. – 536 с.
13. Архипов В.А. Курс лекций по теории и практике закрученных потоков. Ч. 1 (лекции 1–5). – Томск: Томский гос. ун-т, 1999. – 60 с.
14. Вихревой эффект: в 2 т. Т. 2. Технические приложения: в 2 ч. / В.В. Бирюк, Ш.А. Пиралишвили, С.В. Веретенников, А.И. Гурьянов. – М.: Научтехлитиздат, 2014. – Ч. 1. – 287 с.; Ч. 2. – 215 с.
15. Пиралишвили Ш.А. Вихревой эффект: в 2 т. Т. 1. Физическое явление, эксперимент, теоретическое моделирование. – М.: Научтехлитиздат, 2013. – 343 с.