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

Обоснование применения высоконапорного наддолотного струйного насоса для измельчения инжектированного шлама

УДК: 622.24+621.694.2
DOI: -

Авторы:

¹ Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия
² Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия
³ Российская академия естественных наук, Москва, Россия

Ключевые слова: высоконапорный струйный насос, бурение, эжектор, рабочая насадка, сопло, камера смешения, дробление, измельчение, шлам, компоновка низа бурильной колонны

Аннотация:

Если шлам плохо удаляется из ствола скважины, это может привести к различным осложнениям и даже авариям. Размер частиц шлама при любых способах бурения варьируется в широком диапазоне: от нескольких микрон до сантиметров. Различные венцы шарошек долота создают шлам разного размера. В случае использования зубчатых долот самые крупные частицы шлама образуются под ведущими венцами, которые формируют рейку. Статья обосновывает применение высоконапорного струйного насоса для дополнительного измельчения бурового шлама и использование его в качестве кольматанта. Конструктивно это достигается за счет углового смещения насадки струйного насоса и направлением струи на стенку камеры смешения. При ударе о стенку шлам дробится. Аналитически доказана возможность измельчения большинства горных пород. Приведены примеры расчета измельчения шлама. Данный подход расширяет возможности использования струйных насосов при бурении нефтяных и газовых скважин.

Список литературы:

1. Deshmukh V., Dewangan S.K. Review on various borehole cleaning parameters related to oil and gas well drilling // J. of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. – 2022. – Vol. 44, No. 5. – P. 185. – DOI: 10.1007/s40430-022-03501-2
2. Conversion Mechanism of Organic Matter While Cleaning Oil-Based Drilling Cuttings Using Surfactant-Free Microemulsions / Li Jing, Yue Hong, Wen Ming [et al.] // ChemistrySelect. – 2023. – Vol. 8, Issue 42. – DOI: 10.1002/slct.202301921
3. Предсказательное моделирование выноса шлама при бурении наклонно направленной скважины / П.А. Лыхин, Э.В. Усов, В.Н. Ульянов [и др.] // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной пром-сти. – 2018. – № 9. – С. 52–57. – DOI: 10.30713/0132-2222-2018-9-52-57
4. Мельников А.П., Паневник А.В. Эксплуатация струйных насосов на буровых предприятиях нефтегазовой отрасли. – Нефт. хоз-во. – 2014. – № 4. – С. 46–47.
5. Васильев А.А., Сериков Д.Ю. Современное состояние очистки скважин от шлама при бурении // Стр-во нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2019. – № 6. – С. 9–12. – DOI: 10.30713/0130-3872-2019-6-9-12
6. Габдрахимов М.С., Ермоленко Ф.И., Зайнагалина Л.З. Определение динамических параметров сетки наддолотного измельчителя шлама // Стр-во нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2011. – № 2. – С. 14–17.
7. Effect of Low Gravity Solids on Weak Gel Structure and the Performance of Oil-Based Drilling Fluids / Shen Haokun, Sun Jinsheng, Lv Kaihe [et al.] // Gels. – 2023. – Vol. 9, Issue 9. – P. 729. – DOI: 10.3390/gels9090729
8. Зайнагалина Л.З. Результаты промысловых испытаний наддолотного измельчителя шлама // Электрон. науч. журн. Нефтегазовое дело. – 2011. – № 6. – С. 76–81.
9. Давиденко А.Н., Игнатов А.А. Прямая и обратная схемы очистки при бурении скважин. – Днепропетровск: Нац. горный ун-т, 2012. – 101 с.
10. Darwesh A.K., Rasmussen T.M., Al-Ansari N. Controllable drilling parameter optimization for roller cone and polycrystalline diamond bits // J. of Petroleum Exploration and Production Technology. – 2020. – Vol. 10, Issue 4. – P. 1657–1674. – DOI: 10.1007/s13202-019-00823-1
11. Expression of the Self-Sharpening Mechanism of a Roller Cone Bit during Wear Due to the Influence of the Erosion Protection Carbide Coating / J. Šporin, B. Janc, Ž. Vukelić, P. Mrvar // Coatings. – 2021. – Vol. 11, Issue 11. – DOI: 10.3390/coatings11111308
12. Мельников А.П., Буглов Н.А. Применение методики исследования характеристик наддолотного струйного насоса для временной изоляции продуктивного пласта // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334, № 6. – С. 176–184. – DOI: 10.18799/24131830/ 2023/6/3920
13. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. – М.: Машиностроение, 1971. – 672 с.
14. Nazif H.R. Experimental study and numerical simulation of three dimensional two-phase impinging jet flow using anisotropic turbulence model // J. of Computational and Applied Research in Mechanical Engineering. – 2020. – Vol. 10, Issue 1. – P. 257–269. – DOI: 10.22061/jcarme.2018.2981.1315
15. Лягов A.B. Динамические компоновки для бурения забойными двигателями: дис. … д-ра техн. наук: 05.02.13. – Уфа, 2005. – 480 с.