автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Экспериментальное изучение механизма очистки забоя от шлама при бурении глубоких скважин шарошечными долотами

На правах рукописи

ХАЕРЛАНАМОВ РАФАИЛЬ РИФОВИЧ

РГБ ОД

~ 7 ФЕЗ 2Ш

Экспериментальное изучение механизма очистки забоя от шлама при бурении глубоких скважин шарошечными долотами

Специальность 05.15.10 - «Бурение скважин»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

УФА - 2000

Работа выполщга на кафедре «Бурение нгфтяяых и газовых скважин» Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ).

Научный руководитель: кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Х.И. Акчурин

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Е.П. Варламов

кандидат технических наук, доцент Р.В. Степанов Ведущее предприятие: ОАО «Волгабурмаш»

Защита состоится 29 февраля 2000 г. в часов на заседании диссерта-

ционного совета Д 063.09.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Уфа, ул Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГНТУ. Автореферат разослан «

21 _» января 2000 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор физико - математических наук, профессор

а </31 /2б-оз -ббУ.з -¿у ¿7

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Нефть и газ сегодня, а также в ближайшей перспективе являются основой экономики России. Даже для поддержания достигнутого уровня их добычи, ш говоря уже о наращивании, необходимо бурение значительного количества глубоких скважин, особенно разведочных. Чтобы выполнить эту задачу при весьма ограниченных финансовых ресурсах, нужно прежде всего снизить затраты на ^строительство скважины. Последние во многом определяются производительностью долота. Поэтому повышение производительности шарошечных долот, в основном применяющихся для буретия нефтяных и газовых скважин, является весьма актуальной задачей, которой и посвящена данная диссертационная работа.

Существуют разные пути повышения производительности долот, одним из которых является улучшение очистки забоя от выбуренной породы, поскольку в этом случае можно получить значительный положительный эффект при существующей технике и технологии бурения, т.е. с минимальными затратами времени и средств.

Цель работы

Создание экспериментальной установки и методики для исследования процесса очистки забоя от шлама при бурении глубоких скважин различным поро доразрушающим инструментом и экспериментальное изучение влияния различных факторов на динамическое давление жидкости на поверхность забоя при работе серийного шарошечного долота.

Основные задачи исследования

1. Анализ существующих экспериментальных стендов для исследования систем промывки породоразрушающих инструментов.

2. Разработка требований к конструкции и обоснование параметров установки и измерительной аппаратуры.

3.Создание экспериментальной установки и разработка методики проведения экспериментов.

4. Экспериментальное изучение влияния различных факторов на динамическое давление жидкости на поверхность забоя при работе серийного шарошечного долота.

Научная новизна

1 .Установлена существенность влияния вращения долота на гидродинамические процессы в призабойной зоне скважины, с учётом которого обоснованы требования к методике, технические и технологические параметры экспериментальной установки для изучения работы систем промывки буровых долот при буршии глубоких скважин.

2. Измерены мгновенные значения давления жидкости на поверхности забоя при вращении долота.

3. Установлена величина амплитуд и частот кожбаний относительного динамического давления в различных точках забоя.

Практическая ценность

Создана экспериментальная установка для изучения процесса очистки забоя от шлама при бурении глубоких скважин различными породоразрушающи-ми инструментами, которая позволяет автоматически регистрировать и обрабатывать с помощью ЭВМ одновременно до 8 параметров, изменяющихся с частотой до 3 кГц, при максимальной погрешности измерений не более 3%.

Установка вшдрена ГНПП «Азимут».

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на:

- II Всероссийской конференции молодых учёных, специалистов и студентов по проблемам газовой промышлашости России «Новые технологии в газовой промышлашости» (Москва, 1997 г);

—48-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (Уфа, 1997 г);

- Научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса России», посвященной 50 - летию Уфимского государственного нгфтяного технического университета (Уфа, 1998 г);

- материалы 50-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (Уфа, 1999 г);

- III всероссийской конференции молодых учёных, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышлашости» (Москва, 1999 г);

- Всероссийской научно - практической конференции но проблемам цоро-доразрушающего бурового ипструмепта (Самара, 1999 г).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Объём к структура работы

Диссертация состоит из введения, 3-х разделов, библиографического списка использованной литературы из 130 наименований и 4 - х приложений. Диссертация изложена на 149 страницах, содержит 45 рисунков и б таблиц.

Автор выражает искреннюю благодарность к. т. п., доц. Б.Н. Трушкину, к. т. а, доц. П.Н. Матющину и ино/сенеру Р.Р. Ашимову за ценную методическую и техническую помощь, оказанную при выполнении данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрено влияние различных факторов па очистку забоя скважины от шлама. Совершенствованию очистки забоя от шлама посвящены труды очень многих отечественных и зарубежных исследователей: И.К. Бик-булатова, Е.П. Варламова, A.M. Гусмана, НА. Жидовцева, A.B. Зубарева, А.К. Козодоя, Ю.С. Лопатина, М.Р. Мавлютова, П.Н. Матюшина, Р.В. Степанова,

A.Х. Мирзаджанзаде, М.У. Муратова, М. Бингэма, H. Ван-Лингена, Р.Н. Мак-Лина и др.

Г.Д. Бревда A.C. Дашевский, А.И. Цукалов и др. считают, что снижение показателей работы долот с ростом глубины скважины связано с ухудшением условий очистки забоя от выбуренной породы и поэтому для улучшения очистки забоя необходим q чтобы промывка забоя скважины и долота была совершенной, под которой понимается вгмедлжное беспрепятственное удажние шлама из при-забойной зоны долота.

В работах A.M. Гусмана, Б.И. Мительмана, П.Н. Матюшина, В.И. Ткачсн-щ H.A. Жидовцева, Г.И. Матвеева, И.К. Бикбулатова, А.Х. Мирзаджанзаде,

B.М. Ентова, А.И. Спивака, М.Р. Мавлютова процесс промывки забоя разделяют на два, три или четыре этапа, которые обобщённо можно представить так:

1) отделение разрушенной породы от забоя;

2) вынос отделённых частиц породы из зоны долота;

3) очистка вооружения долота от шлама и предупреждение сальпикообра-зования на долоте.

На протекание этих этапов влияют различные факторы: форма и плотность частиц породы, реологические свойства промывочной жидкости, пластовсе давление, соотношение между линейными размерами тел и поперечными размерами кольцевого пространства, скорости в призабойной зож и в кольцевом пространстве колонны бурильных труб, характеристика потока, конструкция долота и особенно конструкция его системы промывки и др. Проанализировано влияние каждого этапа на работу долота и установлено, что при современной технологии бурения шарошечными долотами их производительность и скорость бурения скважин, как правилу лимитируются первым этапом очистки забоя - отделением частиц породы от массива. Следовательно, при совершенствовании очистки забоя от шлама основное внимание необходимо уделять первому этапу, а ® второму, как это сделано в большинстве работ, выполгашых отечественными и зарубежными исследователями к настоящему времени. Поэтому рассмотршо влияние различных факторов на первый этап очистки забоя, в самой общей постановке.

На частички породы действуют несколько сил, которые можно разделить на способствующие их удалению с забоя и препятствующие последтюму. К силам, препятствующим удалению частицы из призабойной зоны можно отнести:

1. Силу тяжести.

2. Силу от действия дифференциального давлашя Р при Раиф > 0.

3. Ударную силу струи жидкости.

К силам, способствующим удалению частиц можно отвести:

1. Архимедову силу.

2. Силу от действия дифференциального давления Роиф при Рдиф < 0.

3. Силу смыва при условии, что поверхность частицы ш совпадает с плоскостью забоя.

4. Силу трения от движения жидкости.

5. Подъёмную силу, вызванную разницей скоростей выше и ниже частицы при её обтекании потоком промывочной жидкости.

Причём, численные значения многих из них »известны и практически ш определимы аналитически. Известно лишь, что они изменяются в широких пределах во времени и по площади забоя. Например, скорость радиального потока зависит от скорости истечения струи, конструкции системы промывки долота, положения частицы относительно насадок и нгпрерывно изменяется по мере поворота долота относительно забоя скважины. Таким образом, с достаточной для практики точностью их можно определить только экспериментально на установке, оснащённой соответствующими средствами измерения. Эта установка должна, во-первых, максимально моделировать реальный процесс взаимодействия долота с забоем при бурами скважины и, во - вторых, обеспечивать измерение с треб}смой точностью интересующих параметров. К ним относятся: скорость струи Уст, скорость радиального потока V п, дифференциальное давление Рдцф, измадаощиеся во времени и по поверхности забся скважины.

По проведенному обзору ранге разработанных отечественных и зарубежных экспериментальных установок в настоящее время для исследования систем промывки долот можно выделить две основные схемы выполнения конструкции призабойной зоны:

1. Обратная схема с обращенным забоем.

2. Нормальная схема.

Установки, выполигнные по одной из этих схем, можно разделить на установки с исследованием натурных долот и уменьшенных (модельных) долот, а также на установки с вращением долота в ходе измерений и без вращения.

Из анализа довольно большого числа имеющихся на сегодня установок для исследования гидродинамики призабойной зоны при бурении скважин слсдул', что ни одна из них в чистом виде ш пригодна для изучения отделения частиц породы от массива забоя. Каждой из них присущи те или иные недостатки, которые можно объединить в следующие группы.

1. В части установок ш предусматривается вращение долота при проведении измерений. Очевидно, гидравлические процессы, происходящие в установках с вращающимся долотом, более приближены к реальным процессам, происходящим в призабойной зоне скважины, по сравнению с установками с невраща-

ютимся долотом. А.В Васильев, И.К. Бикбулатов, И.М. Губарева, Б.Б. Марик, Б.Б. Саблуков, Р.Н. Мак-Лии, А. А. Суткц Г.М. М)ерс утверждают, что вращение долота не оказывает существенного влияния на получаемые закономерности, так как скорость движения жидкости от вращения долота несоизмерима со скоростью истечения жидкости из насадок. Однако эксперименты, проведенные П.Н. Матюшиным, показывают, что вращение долота и, соответственно, вращение шарошек влияет на распределаше давления и направление потоков в приза-бойной зош долота.

2. Изучение гидравлических процессов, происходящих в призабойной зове, в процессе эксперимента осуществляется визуально.

3. Измерение давлений или скоростей производится одним измерительным элементом с использованием приборов, имеющих небольшую частоту дискретизации и «Единенных с датчиками длинными трубками, сглаживающими пульсации давления. В результате этого измеряется лишь среднее значение величин.

4. Процесс измерения и обработки результатов эксперимента трудоёмок и требует больших затрат времени.

Вторая глава посвящена разработке методики исследования отделения частиц породы от поверхности забоя и экспериментальной установки.

Методика исследования, экспериментальная установка должны обеспечивать получение интересующих нас объективных данных о процессе с допустимой погрешностью при минимальных затратах времени и средств. Для этого они должны удовлетворять ряду требований.

1. Результаты иссждования должны быть количественными.

2. Необходимо обеспечить измешше условий эксперимента в диапазоне, охватывающем реальные.

3. Суммарная погрешность прямых и косвенных измерений всех величин нг должна превышать 5 %, что является общепринятым в технике.

4. Экспериментальная установка должна обеспечить выполнгние принятой методики иссждования при максимальном моделировании забойных условий при бурении глубоких скважин.

5. Сгедугт максимально автоматизировать все измерения и обработку экспериментальных данных.

6. Установка должна быть по возможности компактной, надежной, простой в обслуживании и эксплуатации.

В основу методики исследования положено моделирование забойных условий при бурении глубоких скважин и непосредственное измерение параметров Рдиф, У0, Урп, определяющих действующие на частицу силы.

Чтобы исследуемый процесс моделировал реальный, между ними прежде всего должно быть физическое подобие, а геометрические и технологические параметры их обязательно должны находиться в определенных соотношениях. Поэтому на экспериментальной установке воспроизведена призабойная зона реальной скважины в процессе бурения шарошечным долотом. Обоснования параметров установки приводятся ниже.

1. Тип долота. Для исследования применяются натурные шарошечные долота. Поэтому установка должна допускать применение всех типов шарошечных долот как серийно выпускаемых промышленностью, так и опытных.

2. Диаметр долота. С одной стороны от диаметра долота зависят габариты экспериментальной установки, насосов, затраты мощности и т.п. С другой стороны, размер призабойной зоны должен быть достаточно большим, чтобы можно было установить в жй датчики измерительных приборов, не внося больших возмущений в исследуемый процесс. С учётом этих противоречивых требований принимаем в качестве базового два диаметра долота: 190,5 и 215,9 мм. К тому же долотами этого диаметра на сегодня выполняется, и будет выполняться в будущем, основной объём бурения скважин. Однако, незначительная доработка конструкции гидравлической камеры, позволяет произвести испытания поро-доразрушающих инструментов других диаметров.

3. Высота призабойной зоны. Для исследования отделения частиц породы от массива забоя и для изучения выноса шлама в наддолотное пространство, высота должна быть равна около двух высот долота. Поэтому принимаем высоту призабойной зоны равной 600 мм.

4. В качестве промывочной жидкости выбирается техническая вода. Кроме доступности и дешевизны, она имеет малую вязкость, что позволяет получить турбулентную атомодельность при небольших скоростях течения и соответственно затратах мощности на циркуляцию. Вода прозрачна, что даёт возможность при шэбходимости визуально наблюдать за процессом, происходящим в призабойной зоне скважины и проводить кино - или фотосъёмку. Нако-нгц, техническая вода очень широко применяется в бурении скважин и, соответственна, результаты опытов, проведённые на технической воде, будут иметь большее самостоятельна; значение.

5. Расход промывочной жидкости. Он должен быть достаточен для обеспечения турбулентной автомодельное™ течения. Для практической проверки выводов и рекомендаций необходимы расходы, применяемые на практике. Поэтому максимальное значение расхода промывочной жидкости принимается равным ЗОл/с.

6. Величина противодавления в гидравлической камере принята в пределах Рскв = 0,025 - 3 МПа в зависимости от скорости истечения промывочной жидкости из насадок, чтобы исключить кавитацию.

7. Частота вращения долота. Частота вращения долота при бурении скважин в зависимости от способа вращения долота изменяется в очень широких пределах, однако, оптимальное значение да превышает 300 - 450 мин1. Исходя из этих соображений принимаем диапазон изменения частоты вращения долота 60-450 мин"'.

В связи с вращением долота, высокой турбулентностью потока значения Рдиф, У0, Урп в измеряемых точках быстро изменяются во времени в значительных пределах. По расчётам, максимальная частота изменений, обусловленная враще-

нием долота, равна 30 Гц. Спектр частот турбулентных пульсаций очень широк: от Гц до кГц. Однако по Г. Шлихтигу спектр энергонасыщенных частот (с наибольшей амплитудой) значительно уже и занимает диапазон от 100 до 600 Гц. Таким образом, аппаратура для измерения и регистрации Рдиф, У0, Урп, должна иметь рабочую частоту ш ниже 600 Гц. Технологические параметры экспериментальной установки (расход промывочной жидкости, давление в различных точках циркуляционной системы, частота вращения долота) можно вполне считать постоянными во времени, ибо амплитуда их колебания мала. Поэтому для контроля этих параметров применимы приборы для измерения постоянных величин.

Для измерения динамических давлений и скоростного напора в гидравлической камере выбраны тшзопреобразователи типа «Сапфир», предназначенные для нгпрерывного преобразования давления в электрический сигнал. Для измерения скорости потока в призабойной зож разработана конструкция трубки Пито-Прандтля. В качестве измерительного эжмента возможно использование двух тезгзопрдабразователей давления, указанные выше, или дифференциального тен-зометрического датчика давжния.

Для определения угла поворота долота относительно забоя и истинной частоты вращения долота был изготовлен оптический датчик угла поворота долота.

Электрические сигналы от датчиков давления промывочной жидкости и датчика угла поворота поступают в 8-и канальный усилитель аналоговых сиг-палов. Усиленные сигналы подаются на 8-и канальный аналого-цифровой преобразователь, установленный в слоте ЭВМ, который прообразах их в прямой цифровой восьмиразрядный двоичный код с частотой дискретизации сигналов 250 - 16124 Гц. Частота дискретизации выбирается программно в указанных пределах в зависимости от частоты вращения долота и треб)емой детализации процесса. Цифровой сигнал поступает и обрабатывается ЭВМ, где одновременно можно регистрировать 8 параметров, которые записываются в отдельный файл Частотные характеристики датчиков и регистрирующей аппаратуры обеспечивают регистрацию давления и скорости потока жидкости, изменяющихся с частотой до 2973 Гц при максимальной динамической погрешности не более 3 %.

Для регистрации и контроля общего расхода промывочной жидкости, проходящего через долото, выбран электронный расходомер.

В методической части этой главы описан порядок тарировки датчиков давления по образцовому манометру с классом точности 0,35 и приведены формулы для пересчета показаний тензометрических датчиков в единицы давжния.

Для воспроизведения условий работы долота на забое перед проведением эксперимента исследуемым долотом в органическом стекле формируется профиль забоя. Для измерения давлений в забое сверлятся двадцать отверстий с шагом 5 мм, охватывающие всю поверхность забоя, в которые устанавливаются при-

емные трубки, сообщающие призабойную зону с внутренней полостью датчика давления. Длина приёмных трубок подбирается из условия обеспечения необходимой высоты над поверхностью забоя, где будут производиться измерения. Собирается гидравлическая камера, а разъемы датчиков подсоединяются к разъемам усилителя. При включенном уешштеж и ЭВМ производится балансировка тензометрических датчиков давления по относительному нулю. Создается циркуляция промывочной жидкости, после чего включается электродвигатель вращения долота. После стабилизации потока в призабойной зонг производится запись данных в ОЗУ ЭВМ, где регистрируются все измеряемые параметры в цифровом виде с заданной частотой дискретизации аналоговых сигналов. Однотипные опыты повторяются три раза. После завершения каждого опыта информация из ОЗУ записывается в файл

Полученные данные опыта представляют собой файл показаний датчиков во времени в двоичном формате с записью частоты дискретизации и номеров каналов. Полученные данные опыта преобразуются в текстовый формат специально написанными программами, после чего они статистически обрабатываются в программных пакетах типа Microsoft Excel, STATISTICA.

Проведшпые оценки погрешностей измерений показали, что поеждние не превышают 3 %.

Испытания созданной новой экспериментальной установки для исслгдова-ния отделения частиц шлама от массива забоя показали, что она в полней мере удовлетворяет требованиям, согласно которым она разрабатывалась.

Автоматическая регистрация и обработка результатов опыта резко ускоряет исследования. На проведение одной серии экспериментов со всеми подготовительно - заключительными работами требуется ш более 15 минут.

Третья глава посвящай экспериментальному изучению влияния различных факторов на динамическое давлгние жидкости на поверхности забоя.

В качестве испытуемого долота было применено серийное трёхшарошечное долото с гидромониторной промывкой III 215,9 СЗ - ГНУ. В данном долоте при исследованиях использовались комбинации из насадок диаметром 9, 13, 16 мм и одной или двух заглушек, чтобы обеспечить различные схемы промывки забоя. Опыты проводились при расходе воды до 25 л/с, частоте вращения долота 60 и 120 мин-1, давлении во внутреншй полости долота от 1 до 2,5 МПа, а в скважиж - от 0,2 до 1 МПа. Зубки долота взаимодействовали с забоем и шарошки вращались.

Тщательно готовились к измерениям датчики давшим. Особое внимание уделялось полному удалзшю воздуха из внутреншй полости датчиков и приемных трубок.

Результаты исследования представляются в безразмерном виде согласно нижеприведенным формулам, чтобы они были инвариантны относительно расхода промывочной жидкости, т.е. чтобы они были справедливы для любого значения расхода промывочной жидкости в области турбулентной автомодельности

р -Р

1 П ■ С 1 СКВ

АР„

АР = Р - Р

Д И. Д. СКВ

где: Рп с - измеряемое датчиком давление (сумма давлэшй в скважине и скоростного напора струи);

Рда - давление в скважине на уровне двух корпусов долота от забоя;

ДРд - перепад давления на долоте;

Рнд - давление во внутренней полости долота.

Анализ результатов измерений показал, что зависимости изменения динамического давления в любой точке забоя имеют хорошую воспроизводимость от оборота к обороту долота (рисунок 1). Это свидетельствует, с одной стороны, о стабильности режима циркуляции воды, а с другой - о падежной работе измерительной системы, регистрирующей мгновенные значения давления. На рисунке 2 для примера приведено измените динамического давления во времени при осесимметричной промывке (0 = 20 л/с; с!и = 13 мм; 100 мм; п = 60 мин1). Зависимость динамического давления от угла поворота долота имеет синусоидальный вид (рисунок 3). При частоте вращения долота 60 мин'1 частота колебаний давления составляет около 6 Гц, а максимальная амплитуда - около 0,2 относительных единиц давления. За один оборот долота наблюдаются колебания динамического давления двух форм: пикообразной, с максимальными значениями динамического давления и сглаженной.

Колебания динамического давления пикообразной формы, число которых равно числу насадок, обусловлены действием гидромониторной струи на поверхность забоя. Колебания динамического давления сглаженной формы являются результатом совместного действия трёх гидромониторных струй. Амплитуда обоих колебаний зависит от удаления от центра струи. От периферии к центру амплитуда обоих колебаний снижается, и с радиуса забоя 70 мм колебания давления начинают сглаживаться и терять четко выраженные границы, а с радиуса долота 40 мм кривые «смазываются», и вблизи оси долота колебания практически исчезают. Амплитуда и форма колебания от совместного действия струй промывочной жидкости сильно зависят от рельефа поверхности забоя, так как приёмные давления могут располагаться перед или за выступами поверхности. Поэтому на графиках изменения динамического давжния имеются небольшие местные снижения и поднятия давления в зависимости от расположения приёмных трубок давления на профиле забоя.

0,1

и! '' i -......—

ift iÉ

П: > и I' 1 i

V J ii ш lliíw \ij............

1 T | 'i

3í 72 108 144 130 21« 252 288 324 360

Л .град.

Рисунок 1 - Изменение относительного динамического давления на поверхности забоя от угла поворота долота на радиусе 100 мм для осесимметричной промывки с насадками диаметром 13 мм

Рога"...........; " :..........1 ' I ' ; ~ i

а ,гряд

а - первый оборот долота; Ь - десятый оборот долота; с - двацать пятый оборот долота

Рисунок 2 - Изменение давления по периметру забоя

На отрыв частиц шлама от массива забоя будут влиять колебания давления от действия каждой струи и их совместного действия. Из приведённых графиков изменения динамического давления по радиусу забоя видна что в центральной области забоя с радиуса 40 мм практически отсутствуют колебания давления. Следовательно в центральной области отрыв частиц шлама под действием колебания давления ухудшат.

Ротн i

0,3 f-

! I 1

JihL^j!

./hfir? I»? 1

F !i M i 1 1

■hi fl I.

0

РЦ к |

t'ii'' m

U

l!

—fir*

ж

ш

......г

M

II

ft: !li

-----?

ilLu

0,1 U.f-.

il'

- ill, JM

ii U' »

o,os —Л-

■ j

mm

1!

iifii. Uh

м

I f!i

да f,| i i ■

0 0,0024 0,00« 0,0072 о.об» 0Л12 О ,0144 0,0168 0,0192 0.021S 0.024 0,026« 0,02«S 0.0312 0,033« 0,03«

время, с

Рисунок 3 - Изменение динамического давления на поверхности забоя во времени

Все изменения динамического давления промодулированы высокочастотной составляющей колебания давления с частотой около 1,2 кГц, амплитуда которой не превышает 20% от абсолютных значений. Эта составляющая связана с турбулентностью движения жидкости и с неровностями забоя, создаваемыми вооружением долота. Подтверждением этому служат графики изменения динамического давления при различных расходах промывочной жидкости из паса-док, а так же эксперименты, проведенные с плоским и профильным забоем при одинаковых расходах промывочной жидкости. При увеличении расхода воды и шероховатости забоя высокочастотная составляющая увеличивается.

Рассмотрены влияние диаметра насадок на распределите давления по поверхности забоя. Это влияние определяется изменением скоростей и диаметров струй промывочной жидкости и взаимодействием разноскоростных струй между собой. Рассмотрены осесимметричная промывка с диаметром насадок 13 и 9 мм при расходе промывочной жидкости С? = 15 л/с и асимметричная промывка с сочетанием диаметров насадок 16,13, 13;И, 13, 13 и 9,13,13 мм, при (¿ = 20 л/с.

Форма кривых относительного динамического давления у осесимметрич-ной промывки с диаметрами насадок 13 и 9 мм идентична, но отличается значениями динамического давления вследствие изменившегося диаметра струи.

Отличие в кривых изменения относительного динамического давления при асимметричной промывке с сочетанием диаметров насадок 16,13, 13; 11, 13,13 и 9,13, 13 мм заключается в том, что при большем диаметре насадки колебание давления больше. Так же отличие имеется в форме колебания давления от со-

вместного действия струй и давлениях за границами пятна струи. При асимметричной промывке с диаметрами насадок 9, 13, 16 мм и 16, 13, 9 мм, кривые отличаются незначительно максимальными значениями колебания давления от действия струи, а также значениями давления за границами струи. Во всех случаях промывки давление за границами струи меньше давления на забой, вследствие увеличившейся скорости истечения промывочной жидкости.

Рассмотрело влияние количества насадок на распределение давления по поверхности забоя при промывке с тремя, двумя и одной насадкой диаметром 13 мм. В области установки заглушки вместо кожбания пикообразной формы наблюдается колебание сглаженной формы, обуслов.:кнная действием двух соседних струй. Амплитуда этой кривой на 20 % меньше амплитуды кривой давления под шарошкой, находящейся под струями.

При промывке одной насадкой наблюдается только одно колебание давления пикообразной формы, расположенной под гай. В областях расположения заглушённых насадок давшше равно нулю, что соответствует забойному давлению. В области между заглушёнными насадками на кривой изменения давления наблюдается небольшой пик от действия гидромониторной струи. В обоих случаях, т.е. при промывке с двумя и одной насадкой, давление за границей пятна струи падает ниже забойного

Рассмотрено распределение динамического давления по радиусу забоя, проходящему через ось струи, при осесимметричной промывке с насадками диаметром 13 мм и асимметричной с диаметрами насадок 0, 13, 13 мм. Давление при осесимметричной промывке, начиная от оси долота и до радиуса 65 мм, практически не изменяется и составляет 40 % от давления в области максимума. Даже, от 65 мм и до периферии забоя, относительное давление увеличивается до максимума на радиусе 100 мм. Увеличшие давления в этой области - результат действия на поверхность забоя расширяющейся гидромониторной струи жидкости с пятном, диаметр которого равен приблизительно 60 мм. Небольшие всплески давлшия в точках с радиусом 75,45 и 35 мм объясняются наличием выступов на профиле забоя после приемной трубки давления, о которые ударяется поток, текущий параллельно забою. В точках с радиусом 40 и 30 мм происходит снижение давлшия всждствие срыва потока с выступов, за которыми находятся приёмные трубки давления. При асимметричной промывке с радиуса 100 до 65 мм наблюдается аналогичная картина, но с большими значениями давления, так как скорости течения возросли по сравшшю с осесимметричной промывкой. С радиуса 65 мм до 20 мм давление в целом снижается со скачками, большими по значению, чем при осесимметричной промывке, что также связано с большими скоростями течения жидкости параллельно забою. С радиуса 20 мм и до центра забоя давление круто падает, и около центра забоя оно ниже забойного, что является благоприятным условием отделения шлама, ибо снижается дифференциальное давшше.

Рассмотрено влияние частоты вращения долота на распределение давления по поверхности забоя. При увеличении частоты вращения долота от 60 до 120 мин-1 перед пятном струи давление увеличивается приблизительно в 4 раза, так как окружная скорость долота и, соответственно, гидромониторной струи, увеличилась в два раза. Также при увеличении частоты вращения увеличилась частота колебания давления до 12 Гц, а частота высокочастотной составляющей до - 2,4 кГц. При увеличении окружной скорости струи амплитуда высокочастотной составляющей колебания давления возрастает приблизительно в 5 раз. Так же происходит отклонение струи промывочной жидкости на угол в пределах одного - двух градусов в зависимости от скорости истечения струи промывочной жидкости.

На основе полученных данных изменения динамического давления построены линии равных давлений по поверхности забоя для осесимметричной промывки и для асимметричной с одной заглушённой насадкой. Для осесимметричной промывки па поверхности забоя отмечается воздействие трех струй промывочной жидкости, проявляемое возрастанием давления с центром на радиусе 103 мм. На поверхности забоя от центра действия струи линии равных давлений равномерно расходятся до радиуса 70 мм, а значения давлений снижаются. После радиуса 70 мм линии давлений начинают терять равномерность и в центральной части забся линии распределяются хаотично. По форме распределения давления в центре струи можно судить о форме растекания струи по поверхности забоя, в данном случае она имеет форму дуги эллипса.

Распределение давления под шарошками имеет очаговый характер, т.е. под шарошками по всей длиш их оси отмечаются отдельные всплгскн давления, связанные с набеганием двух противоположных струй под шарошки, профижм поверхности забоя и движением самих шарошек. Распределение давления по поверхности имеет симметричный вид за исключением отдельных линий в близи центра забоя. Линии давления плотнее расположены друг к другу с набегающей стороны вследствие сопротивления жидкости вращению.

Для асимметричной промывки с одной заглушённой насадкой наблюдается повышение давления двух струй, а в области заглушённой насадки значения давления приблизительно равны забойным. По сравняию с осесимметричной в асимметричной наблюдается большая упорядоченность линий давления, что может свидетельствовать о лучшей организованности потоков на поверхности забоя.

Характерно для обоих скачков давления от действия струи та, что на радиусе 70 мм линии давления резко уменьшаются по значению, принимая форму дуги окружности этого же радиуса. Причина этого заключается в присутствии па поверхности забоя на радиусе 70 мм рейки, выработанной долотом, которая возвышается над поверхностью забоя и при течении потока жидкости в области рейки, скорость потока жидкости увеличивается, а давление падает. Под шарошками также наблюдаются отдельные колебания давления. Особенно сильно это выражено под шарошкой, расположенной между двумя струями. Под второй

шарошкой (по ходу часовой стрелки) отдельные колебания давления меньше. Это объясняется наличием одностороннего обмыва шарошки потоком. Подтверждением служит плотнее расположение линий давления, нежели с противоположной стороны этих колебаний. Под третьей шарошкой линии давления имеют вытянутый вид в сторону заглушённой насадки, связанный с падепием давления за шарошкой при движении последней. В центральной части забоя наблюдается зона в виде эллипса с давлениями меньше забойнога

Полученные результаты позволяют сделать гекоторые предварительные выводы но работе гидромониторной системы промывки шарошечного долота на примере долота III 215,9 СЗ - ГНУ. Из всех вариантов промывки, которые можно реализовать в данном долоте, наихудшей, с точки зрения организации очистки забоя от шлама, является осесимметричная промывка, поскольку практически весь шлам вначале транспортируется в центр забоя, откуда вынос его в кольцевое пространство затруднен. Более рациональна асимметричная промывка с насадками разного диаметра или с глушением одной или двух насадок. Наилучшим вариантом является асимметричная промывка с одной заглушённой насадкой, ибо освобождается один проём между лапами долота, по которому беспрепятственно выносится шлам из центральной зоны забся в кольцевое пространство.

Следует отметить, что данные выводы ее новы, но они лишний раз свидетельствуют о достоверности полученных результатов и, следовательно о правильности методики исследования.

Основные выводы и рекомендации

1. Выполнен анализ очистки забоя от шлама при бурении глубоких скважин шарошечными долотами. Показано, что в настоящее время скорость бурения лимитируется скоростью отделения частиц шлама от массива забоя.

2. Аналитически рассмотрена задача отделения частицы шлама от массива забоя струен промывочной жидкости. Установлена, что па этот процесс в основном влияют дифференциальное давление и скорости нормальных и тангенциальных потоков промывочной жидкости, которые на сегодня можно определить только экспериментально.

3. Разработаны требования к методике исследования и экспериментальной установке для изучения процесса очистки забоя от частиц породы при бурении глубоких скважин шарошечными долотами, детально обоснованы её основные технические и технологические параметры:

-диаметр долота 190,5 или 215,9 мм;

- расход промывочной жидкости (технической воды) до 30 л/с;

- скорости истечения из насадок долота до 100 м/с;

- частота вращения долота 60 - 450 мин"';

- давление в призабойной зоне до 3 МПа.

4. Создана и испытана экспериматгальная установка для изучения механизма очистки забоя от шлама при бурши и глубокой скважины шарошечными долотами, которая позволяет:

- моделировать основные условия на забое при бурении глубоких скважин;

- обеспечивать хорошую воспроизводимость опытов;

- измерять давления в любой точке забоя и на стенке скважины, а также скорости потока в призабойной зош, изменяющиеся с частотой до 3 кГц;

- измерять общий расход промывочной жидкости через гидравлическую камеру;

- измерять давления на входе и выходе гидравлической камеры;

- производить кино - или фотосъёмку и визуальное наблюдение за промывкой при прозрачных стенках скважины;

- автоматически и оперативно замерять, рассчитывать регистрируемые параметры с помощью ЭВМ с погрешностью ш более 3 %;

5. За один оборот долота в измеряемой точке на поверхности регистрируются два вида колебаний давления. Количество колебаний каждого вида равно числу установленного в долоте насадок. Первый вид колебаний, больших по амплитуде, обусловлен непосредственным действием струи на забой, а второй -совместным действием струй. Причем амплитуда колебаний от непосредствен ного действия струи уменьшается от периферии к центру забоя, а амплитуда от совместного действия струй кроме этого уменьшается с увеличением рельефности забоя.

6. Колебания давления на поверхности забоя, вызванные действием гидромониторных струй при вращении долота, промодулированы высокочастотной составляющей с частотой 1,2 кГц при л = 60 мин1, которая увеличивается пропорционально частоте вращения.

7. Величина динамического давления на поверхности забся от действия гидромониторной струи определяется, в определенной мере, качеством изготовления серийных гидромониторных насадок одного типоразмера.

8. Использование насадок малого диаметра в сочетании с большими ре эффективно. поскольку динамическое давление, создаваемое на забое гидромониторной струёй насадки малого диаметра, значительно меньше, чем давление, создаваемое струёй насадки большего диаметра.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Хаерланамов P.P. Экспериментальный стенд для изучения систем промывки долот. Тезисы докладов второй Всероссийской конференции молодых учёных, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России. «Новые технологии в газовой промышленности», Секция «Разработка месторождений и бурение скважин». Москва, 30 сентября — 2 октября 1997 г., стр. 64.

2. Хаерланамов P.P., Акчурин Х.й. Измерительная система стенда для изу-чгаия систем промывки долот. Материалы 48-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. Секция горно-геологическая. Уфа, 1997 г., стр. 45.

3. Акчурин Х.И., Трушкин Б.Н., Ашимов P.P., Хаерланамов P.P. Возможности стенда для изучения направлений и скоростей потоков промывочной жидкости в призабойной зош скважины. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Пробжмы нефтегазового комплекса России», посвя-щённой 50-летию Уфимского государственного нефтяного технического университета. Уфа, 13 - 15 мая 1998 г., стр.58 - 59.

4. Хаерланамов P.P., Акчурин Х.И. распределение динамических давлений на поверхности забоя при работе долота III 215.9сз-гну. Материалы 50-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёпых. Секция горно-геологическая. Уфа, 1999 г.

5. Хаерланамов P.P., Акчурин Х.И. влияние диаметра насадок на распределение динамического давления по радиусу забоя при работе гидромониторного шарошечного долота. Тезисы докладов третьей Всероссийской конференции молодых учёных, специалистов и студентов по проблемам газовой промыпшзь ности России. «Новые технологии в хазовой промылишности», Секция 3 «Бурение скважин» Москва, 28 сентября - 30 сентября 1999 г., стр. 29.

6. Хаерланамов P.P., АкчуринХ.И., Трушкин Б.Н., Некоторые результаты стендового изучения систем промывки долота III 215,9СЗ-ГНУ. Всероссийская научно - практическая конференция по проблемам породоразрушающего бурового инструмента. Самара, 5-7 августа 1999 г., стр. 118 - 128.

Соискатель:

Хаерланамов P.P.

Условные обозначения.

Введение.

1. Обзор работ по изучению очистки забоя скважины от выбуренной породы.

1.1 Влияние различных факторов на очистку забоя скважины.

1.2 Экспериментальные установки для изучения гидродинамических процессов в призабойной зоне скважины.

Выводы.

1.3 Обоснование цели и постановка задачи диссертационной работы.

2 Разработка методики исследования отделения частиц породы от поверхности забоя и экспериментальной установки.

2.1 Требование к методике исследования и к экспериментальной установке.

2.2 Разработка методики исследования.

2.3 Обоснование параметров экспериментальной установки.

2.4 Обоснование требований к контрольно-измерительной аппаратуре.

2.5 Экспериментальная установка для изучения механизма очистки забоя от шлама при бурении глубоких скважин шарошечными долотами.

2.5.1 Механическая часть.

2.5.2 Гидравлическая часть.

2.5.3 Электронная часть.

2.6 Выбор контрольно-измерительных приборов.^.

2.7 Методика проведения работ на экспериментальной установке.

2.7.1 Тарировка датчиков давления.

2.7.2 Порядок проведения эксперимента.

2.7.3 Обработка данных.

2.8 Оценка погрешности измерений.

Выводы.

3. Экспериментальное изучение влияния различных факторов на динамическое давление по поверхности забоя при работе серийного долота III 215,9 СЗ - ГНУ.

3.1 Влияние диаметра насадок на распределение давления.

3.2 Влияние количества насадок на распределение давления.

3.3 Распределение динамического давления по радиусу забоя.

3.4 Влияние расхода промывочной жидкости на распределение давления.

3.5 Влияние частоты вращения долота на распределение давления.

3.6 Линии равных относительных динамических давлений по поверхности забоя.

Выводы.

Нефть и газ сегодня, а также в ближайшей перспективе являются основой экономики России. Даже для поддержания достигнутого уровня их добычи, не говоря уже о наращивании, необходимо бурение значительного количества глубоких скважин, особенно разведочных. Чтобы выполнить эту задачу при весьма ограниченных финансовых ресурсах, нужно прежде всего снизить затраты на строительство скважины. Последние во многом определяются производительностью долота. Поэтому повышение производительности шарошечных долот, в основном применяющихся для бурения нефтяных и газовых скважин, является весьма актуальной задачей, которой и посвящена данная диссертационная работа.

Существуют разные пути повышения производительности долот, одним из которых является улучшение очистки забоя от выбуренной породы, поскольку в этом случае можно получить значительный положительный эффект при существующей технике и технологии бурения, т.е. с минимальными затратами времени и средств. Совершенствованию очистки забоя от шлама посвящены труды очень многих отечественных и зарубежных исследователей: И.К. Бикбулатова, Е.П. Варламова, A.M. Гусмана, H.A. Жидовцева, A.B. Зубарева, А.К. Козодоя, Ю.С. Лопатина, М.Р. Мавлютова, П.Н. Матюшина, Р.В. Степанова, А.Х. Мирзаджанзаде, М.У. Муратова, М. Бингэма, Н. Ван-Лингена, Р.Н. Мак-Лина и др.

Научную новизну работы составляет то, что оценена степень влияния общеизвестных этапов очистки забоя от шлама на скорость при бурении шарошечными долотами. Убедительно показано, что она лимитируется отделением частиц породы от массива забоя. Установлены основные факторы, влияющие на процесс отделения частиц: дифференциальное давление, скорости нормальных и тангенциальных потоков промывочной жидкости. 9

Поскольку эти параметры сегодня можно определить только экспериментально, то разработаны требования к методике исследования и экспериментальной установке, обоснованы её основные технические и технологические параметры.

Практическую ценность работы представляет создание экспериментальной установки для изучения отделения частиц шлама при бурении шарошечными долотами, которая позволяет автоматически регистрировать и обрабатывать с помощью ЭВМ одновременно 8 параметров, изменяющихся с частотой до 3 кГц, при максимальной погрешности измерений не более 3 %. Опытная эксплуатационная установка показала её работоспособность, надежность и высокую скорость измерений. Каждый опыт со всеми подготовительно - заключительными работами занимает не более 15 мин.

Диссертация изложена на 149 страницах, содержит 45 рисунков, 6 таблиц и 4 приложения.

В заключение автор выражает искреннюю благодарность кандидату технических наук, доценту Б.Н. Трушкину, кандидату технических наук, доценту П.Н. Матюшину и инженеру P.P. Ашимову за ценную методическую и техническую помощь, оказанную при выполнении данной работы.

10

Основные выводы и рекомендации

1. Выполнен анализ очистки забоя от шлама при бурении глубоких скважин шарошечными долотами. Показано, что в настоящее время скорость бурения лимитируется скоростью отделения частиц породы от массива забоя.

2. Аналитически рассмотрена задача отделения частицы породы от массива забоя струей промывочной жидкости. Установлено, что на этот процесс в основном влияют дифференциальное давление и скорости нормальных и тангенциальных потоков промывочной жидкости, которые на сегодня можно определить только экспериментально.

3. Разработаны требования к методике исследования и экспериментальной установке для изучения отделения частиц породы от поверхности забоя при бурении глубоких скважин шарошечными долотами, детально обоснованы её основные технические и технологические параметры:

- диаметр долота 190,5 или 215,9 мм;

- расход промывочной жидкости (технической воды) до 30 л/с;

- скорости истечения из насадок долота до 100 м/с;

- частота вращения долота 60 - 450 мин"1;

- давление в призабойной зоне до 3 МПа.

4. Создана и испытана экспериментальная установка для изучения механизма очистки забоя от шлама при бурении глубокой скважины шарошечными долотами, которая позволяет:

- моделировать основные условия на забое при бурении глубоких скважин;

- обеспечивать хорошую воспроизводимость опытов;

- измерять давления в любой точке забоя и на стенке скважины, а также скорости потока в призабойной зоне, изменяющиеся с частотой до ЗкГц;

119

- измерять общий расход промывочной жидкости через гидравлическую камеру;

- измерять давления на входе и выходе гидравлической камеры;

- производить кино - или фотосъёмку и визуальное наблюдение за промывкой при прозрачных стенках скважины;

- автоматически и оперативно замерять, рассчитывать регистрируемые параметры с помощью ЭВМ с погрешностью не более 3 %;

5. За один оборот долота в измеряемой точке на поверхности регистрируются два вида колебаний давления. Количество колебаний каждого вида равно числу установленного в долоте насадок. Первый вид колебаний, больших по амплитуде, обусловлен непосредственным действием струи на забой, а второй - совместным действием струй. Причем амплитуда колебаний от непосредственного действия струи уменьшается от периферии к центру забоя, а амплитуда от совместного действия струй кроме этого уменьшается с увеличением рельефности забоя.

6. Колебания давления на поверхности забоя, вызванные действием гидромониторных струй при вращении долота, промодулированы высокочастотной составляющей с частотой 1,2 кГц при п = 60 мин"1, которая увеличивается пропорционально частоте вращения.

7. Величина динамического давления на поверхности забоя от действия гидромониторной струи определяется, в определенной мере, качеством изготовления серийных гидромониторных насадок одного типоразмера.

8. Использование насадок малого диаметра в сочетании с большими неэффективно, поскольку динамическое давление, создаваемое на забое гидромониторной струёй насадки малого диаметра, значительно меньше, чем давление, создаваемое струёй насадки большего диаметра.

120

1. Абдуллин P.A., Шишин A.A., Трубецкой H.H. Пути повышения скорости бурения за рубежом. М., 1987. - 44 с. - (Бурение: Обзор, информ./ВНИИОЭНГ; Вып.17(136).

2. Абрамзон Л.С., Колпаков Л.Г. Гидравлика. Истечение жидкостей через отверстия и насадки. Гидравлические струи. Динамическое воздействие струи на преграду. Кавитация. Уфа: Изд. Уфимск. нефт. инта, 1981.-88с.

3. Абрамович Г.Н. Турбулентные свободные струи жидкости и газов. М.: Госэнергоиздат, 1948. - 288 е., ил.

4. Акопов Э.А. Очистка забоев глубоких скважин. М.: Недра, 1970. - 120 е.: ил.

5. Алескеров Н.М. Влияние некоторых режимных параметров на очистку забоя// Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1970. - № 7. - С. 18-19.

6. Алескеров Н.М., Фараджев Т.Г., Алиев М.А. Исследование некоторых факторов эффективности очистки забоя// Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1969. - № 8. - С. 20-21.

7. Алликвандер Э. Современное глубокое бурение: Пер. с нем. М.: Недра, 1969.-232 е.: ил.

8. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х T., Т.2. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1997. - 557 е., ил.

9. Арзуманов Э.С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях. М.: Энергия, 1978. - 304 е.: ил.121

10. Бочковский А.М., Левченко А.Т., Куртов В.Д. Разработка и испытание новой системы очистки забоев скважин// Нефтяная и газовая промышленность. 1977. - № 2. - С. 18 - 20.

11. Бурение гидромониторными долотами в условиях Урало-Поволжья. М., 1986. - 36 с. - (Бурение: Обзор, информ./ ВНИИОЭНГ; Вып.14(114).

12. Бурение нефтяных и газовых скважин/ B.C. Федоров, С.М. Кулиев, P.A. Иоаннесян и др.; Под ред. H.H. Шацова. М.: Недра, 1961. -668 е.: ил.

13. Бычков Ю.М. Визуализация тонких потоков несжимаемой жидкости. Кишинев: Штиинца, 1980. - 132 е.: ил.

14. Варламов Е.П. Влияние приближения гидромониторных насадок к забою скважины на эффективность работы системы промывки буровых долот// Техника и технология бурения. 1995. -№ 4 - 5. - С. 14-16.

15. Васильев A.B., Бикбулатов И.К., Губарева И.М. Исследование схем промывочных устройств долота на очистку забоя скважины// Машины и нефтяное оборудование. М., 1982. -N11.- С.8 - 10.

16. Владиславлев А.П., Якубович В.А. Методы и приборы для измерения параметров динамики трубопроводных систем. М.: Недра, 1981.-267 е.: ил.

17. Влияние расхода бурового раствора на показатели работы долот при турбинном бурении наклонно направленных скважин/ Григорян H.A., Кулиев А.Э., Нагинян А.К., Караева Э.М.// Нефтяное хозяйство. 1989. -№10.-С. 12-15.

18. Влияние расхода бурового раствора на показатели работы долот при турбинном бурении наклонно-направленных скважин/ Григорян H.A., Кулиев А.Э., Нагиян А.К., Караева Э.М.// Нефтяное хозяйство. 1989. - № 10.-С. 12-15.122

19. Гаджиев H.A., Ябуллаев Н.И., Шарутин A.C. О влиянии гидростатического давления на показатели работ долот// Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1967. - № 9. - С. 17 - 19.

20. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для Машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. - 423 е., ил.

21. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Метод обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд - ние, 1990. - 288 е.: ил.

22. Гусман A.M. Влияние условий очистки забоя скважин на механическую скорость бурения// Гидравлика в бурении: Тр. ВНИБТ. -1970. Вып. XXIV. С.56 - 57.

23. Гусман A.M., Мительман Б.И. Исследование выноса шлама из зоны долота в затрубное пространство// Нефтяное хозяйство. 1975. - № 2. -С. 17-20.

24. Дашевский A.C. О влиянии процессов перемешивания на эффективность очистки забоя при бурении скважин// Химическое и нефтяное машиностроение: Науч. техн. информ. сб / ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. - 1979. - № 4. - С. 2.

25. Дашевский A.C., Цикалов А.И., Оснапов Ж.К. Стендовые исследования очистки забоя// Нефтяное хозяйство. 1981. - № 12. - С. 22 -23.

26. Евстифеев С.В. Применение наддолотного эжекторного гидронасоса// Газовая промышленность: Науч. техн. сб: Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Отеч. и заруб, опыт. - 1995. - № 11. - С. 8-14.

27. Есьман Б.И. Термогидравлика при бурении скважин. М.: Недра, 1982.-247 е.: ил.123

28. Железняков Ф.И. Влияние отдельных факторов технологии бурения на механическую скорость// Нефтяное хозяйство. 1977. - № 1. -С. 13-18.

29. Железняков Ф.И. Опыт проводки скважин гидромониторными долотами на Мангышлаке// Бурение: Науч. техн. информ. сб./ ВНИИОЭНГ. - 1974. - № 12. - С.6 - 12.

30. Жидовцев H.A., Кириллин В.И., Исянгулов Р.Г. Метод оптимизации схем промывочных устройств шарошечеых долот// Нефтяное хозяйство. 1992. - № 7. - С. 11 - 14.

31. Жидовцев H.A., Марик В.Б., Губарева И.М. Совершенствование центральных систем промывки трехшарошечных долот// Нефтяная и газовая промышленность. 1991. - № 3. - С. 18 - 21.

32. Жидовцев H.A., Матвеев Г.И., Бикбулатов И.К. Влияние схемы размещения насадок в долоте на качество очистки забоя скважины// Нефтяное хозяйство. 1975. - № 5. - С. 19 - 22.

33. Жлобинский Б.А. Динамическое разрушение пород при вдавливании. М.: Недра, 1970. - 152 е.: ил.

34. Зайдель А.Н. Погрешности измерений физических величин. JL: Наука, 1985.- 112 с.

35. Исследование влияния конструкции долота на эффективность очистки от шлама призабойной зоны при бурении с продувкой воздухом/ Лопатин Ю.С., Зорэ О.В., Филатов Б.С., Карлов Р.Г.// Нефтяное хозяйство. -1966.-№9.-С. 9-12.

36. Исследование влияния схем промывочного узла долота на гидравлические процессы на забое скважины/ Васильев A.B., Марик Б.Б., Саблуков Б.Б. и др.// Тр. МИНГ. М., N 210. 1987. С.36-43.

37. Исследование эффективности асимметричных схем промывки гидромониторных долот/ Гусман A.A., Малкин И.Б., Мительман Б.Н., Алиев B.C. и Усольцев A.B.// Бурение: Науч. техн. информ. сб./ ВНИИОЭНГ. - 1975. -№ 12. - С.7 - 9.

38. Каримов Р.Х., Жердев В.И., Романенко В.Н. Полупроводниковые термоанемометры косвенного подогрева. Ташкент: Фан, 1986. - 88 е.: ил.

39. Козодой А.К., Зубарев A.B., Федоров B.C. Промывка скважин. -М.: Гостоптехиздат, 1963. 174 е.: ил.

40. Колесников H.A. Процессы разрушения горных пород и пути ускорения бурения. М., 1985. - 41 с. - (Бурение: Обзор, информ./ ВНИИОЭНГ; Вып. 5(88).

41. Колесников H.A., Волосневич С.А., Сафронов В.А. О влиянии отрицательного дифференциального давления на эффективность разрушения пород// Нефтяное хозяйство. 1983. - № 6. - С. 12-14.

42. Колесников H.A., Коваль О.Г. Гидромеханические методы повышения показателей работы долота// Нефтяное хозяйство. 1979. - № 12.-С. 9- 11.

43. Корсунский JT.M. Электромагнитные гидрометрические приборы. -М.: Стандартгиз, 1964. 181 е.: ил.

44. Котур В.И., Скомская М.А., Храмова H.H. Электрические измерения и электроизмерительные приборы. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 285 е., ил.

45. Лунев Л.А., Кирюшкин А.П. Влияние расхода бурового раствора на показатели работ долот// Бурение: Науч. техн. инфрм. сб./. ВНИИОЭНГ. - 1978. - № 3. - С. 8 - 10.125

46. Мавлютов М.Р. Разрушение горных пород при бурении скважин. М.: Недра, 1978. 215 е.: ил.

47. Маковей Н. Гидравлика в бурения: Пер. с рум. М.: Недра, 1986. - 536 е.: ил.

48. Мациевский В.П. Влияние свойств бурового раствора на показатели работы долот// Нефтяное хозяйство. 1970. - № 5. - С. 26-27.

49. Мирзаджанзаде А.Х., Ентов В.М. Гидродинамика в бурении. -М.: Недра, 1985. 196 с.

50. Мирзаджанзаде А.Х., Спивак А.И., Мавлютов М.Р. Гидроаэромеханика в бурении: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. -Уфа: Уфим. нефт. ин-т, 1984. - 204с.

51. Многомерно объемная система промывки долота и забоя на основе щелевых насадок/ Лузянин Г.С., Галиченко В.П., Разуваев В.Д., Матвеенко Л.М.// Нефтяное хозяйство. - 1995. - № 4. - С. 53 - 55.

52. Новицкий П.В., Зограф H.A. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 304 е.: ил.

53. О влиянии очистки забоя на механическую скорость проходки/ Бревдо Г.Д., Дашевский A.C., Цукалов А.И. и др.// Нефтяное хозяйство. -1982,-№7.-С. 15-17.

54. Осипов П.Ф., Зелепукин В.И. Фильтрационные потоки на забое скважины при бурении гидромониторными долотами// Нефтяное хозяйство. 1986. - № 9. - С. 32 - 34.

55. Осипов П.Ф., Козодой А.К., Босенко A.A. Исследование работы гидромониторных долот при турбинном бурении с применением турботахометров// Нефтяное хозяйство. 1968. - № 8. - С. 1-4.

56. Пешалов Ю.А. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник для техникумов. М.: Недра, 1980. - 334 с.

57. Пирсол И. Кавитация. М.: - Мир, 1975. - 96 е.: ил.126

58. Повышение показателей работы гидромониторных долот за счет совершенствования систем промывки/ Колесников В.Г., Ахметшин Э.А., Чудновский М.С. и др.// Бурение: Науч. техн. информ. сб./ ВНИИОЭНГ. - 1976.-№2.-С.З-4.

59. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением/ Зубенко В.М. , Тихомиров A.A. и др. М.: Энергоатоммаш, 1990. - 128 с.

60. Применение трехшарошечных долот с ориентированными промывочными узлами на месторождении Среднего Приобья/ Пестров А.П., Шенбергер В.М., Филимонов А.Н., Мительман Б.И., Гусман A.M.// Бурение: Науч. техн. информ. сб./ ВНИИОЭНГ. - 1979. - № 7. - С.З - 5.

61. Рейнольде А. Дж. Турбулентные течения в инженерных приложениях. -М.: Энергия, 1979. 292 е.: ил.

62. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике, изд. 9-е, переработанное. М.: наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. - 448 с.

63. Серенко И.А., Сидоров И.А., Сурикова O.A. Бурение нефтяных и газовых скважин в США. М., 1983. - 104 с. - (Бурение: Обзор, информ./ ВНИИОЭНГ; Вып. 16(55)).

64. Смирнов В.П., Левченко Н.П. Влияние качества очистки забоя скажины на показатели бурения// Бурение. 1977. - № 2. - С. 10 - 12.

65. Справочные таблицы по деталям машин/ В.З. Васильев, A.A. Кохтев и др. В 2-х томах 5-е изд., перераб. и доп., Т.1. М.: Машиностроение, 1965. - 716 е., ил.127

66. Справочные таблицы по деталям машин/ В.З. Васильев, A.A. Кохтев и др. В 2-х томах 5-е изд., перераб. и доп., Т.2. М.: Машиностроение, 1966. - 600 е., ил.

67. Стенд и некоторые результаты исследования гидродинамики работы долота на забое скважины/ Васильев A.B., Марик Б.Б., Саблуков Б.Б. и др.// Тр. МИНГ. М., N 202. 1987. С.14 - 18.

68. Струговец Е.Т. Влияние гидростатического давления на эффективность разрушения горных пород при бурении// Бурение: Науч. -техн. информ. сб./ ВНИИОЭНГ. 1969. - № 6. - С.27 - 30.

69. Сукманов Г.И. Совершенствование шарошечных долот за рубежом// Бурение: Науч. техн. информ. сб./ ВНИИОЭНГ. - 1980. - № 4. - С.12 - 16.

70. Счетчики турбинные НОРД-М-65-64, Паспорт совмещенный с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации 8-90 ПС. -Бугульма: НПО "Нефтеавтоматика", 1995. 29 с.

71. Теоретические аспекты гидромониторного разрушения породы затопленными струями применительно к щелевой разгрузке забоя/ Кузнецов Ю.С., Кочетков Л.М., Матюшин П.Н., Кузнецов Р.Ю.// Нефть и газ.- 1997,-№5.-С. 58-62.

72. Фараджев Т.Г., Агаев С.Г., Ахунов A.A. Исследование влияния перепада давления на процесс разрушения и очистки забоя при бурении на больших глубинах// Нефть и газ. 1974. - № 7. - С. 43 - 47.128

73. Фараджев Т.Г., Векилов Т.Г., Садыгов С.Х. Влияние перепада давлений в стволе скважины на работу долота// Бурение: Науч. техн. информ. сб./ ВНИИОЭНГ. - 1969. - № 5. - С. 7 - 9.

74. Фаталиев М.Д., Фариджев Т.Г., Векилов Т.Г. Влияние перепада давления на показатели работы долот. М., 1967. - 8 с. - (Бурение: Обзор, информ./ ВНИИОЭНГ; № 7).

75. Федоров B.C. Научные основы режимов бурения. М.: Гостоптехиздат, 1951. - 250 е.: ил.

76. Хорюшин И.Г. Определение некоторых параметров режима бурения гидромониторными долотами малых диаметров//Техника и технология бурения. 1995. - № 4 - 5. - С. 4 - 8.

77. Шшценко Р.И., Естьман Б.И., Кондратенко П.И. Гидравлика промывочных жидкостей. М.: Недра, 1976. - 294 е.: ил.

78. Шлихтинг Г. Возникновение турбулентности. М.: Иниздат, 1962. - 203.е., ил.

79. Экспериментальные и промысловые исследования долот с различными видами систем гидромониторной промывки забоя скважин/ Варламов Е.П., Торгашов A.B., Бикбулатов И.К. и др.// Техника и технология бурения. 1995. - № 6. - С. 9 - 11.

80. A.c. 1413230 СССР, МКИ3 Е 21 В 10 / 18 Буровое шарошечное долото/ H.A. Жидовцев, И.К. Бикбулатов, Э.С. Гинзбург, С.П. Колодий, В.Н. Матвиевский, Р.И. Гук (СССР). № 4098841 / 22 - 03 ; Заявлено 18.07.86; Опубл. 30.07.88.

81. A.c. 1416656 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровое шарошечное долото/ В.Н. Кузнецов, П.Т. Мачеча, В.И. Склянов, Т.П. Бронникова (СССР).-№4103114/22-03 ; Заявлено 21.05.86 ; Опубл. 15.08.88.

82. A.c. 1446266 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Шарошечное долото/ А.Е. Харченко (СССР). № 1120086 / 22 - 03 ; Заявлено 16.04.87 ; Опубл. 23.12.88.129

83. A.c. 1452918 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Шарошечное долото/ М.Г. Абрамсон, JI.A Позднякова,. Р.И. Гук, И.В. Поздняков (СССР). № 3977047 / 22 - 03 ; Заявлено 10.11.85 ; Опубл. 23.01.89.

84. A.c. 1472620 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 16 Буровая коронка/ В.Г. Каналин, А.Ю. Тремба, Е.С. Замковский, И.В. Лебедева (СССР). № 4175017 / 23 - 03 ; Заявлено 02.12.86 ; Опубл. 15.04.89.

85. A.c. 1472621 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровое долото/ В.А. Переточилин, Ю.П. Шеметов, Я.Н. Долгун, И.К. Владимирцев, Е.В. Чудогашев, В.М. Горячкин (СССР). № 4177323 / 22 - 03 ; Заявлено 08.01.87 ; Опубл. 15.04.89.

86. A.c. 1535966 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровое долото/ С.А. Тимофеев, П.Н. Корыпаев, В.И. Ткаченко (СССР). № 4406238 / 22 - 03 ; Заявлено 21.03.88 ; Опубл. 15.01.90.

87. A.c. 15485491 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 00 Устройство для бурения скважин/ Д.Н. Башкатов, В.Л. Ваксман, В.П. Логинов, B.C. Травкин, Р.И. Тевзадзе (СССР). № 3694864 / 27 - 63 ; Заявлено 30.01.84 ; Опубл. 15.08.90.

88. A.c. 1559091 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровое гидромониторное долото/ Р.Р. Сафиуллин, И.Р. Сафиуллин (СССР). № 4399732 / 22 - 03 ; Заявлено 19.02.88 ; Опубл. 23.04.90.

89. A.c. 1620585 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Гидромониторное шарошечное долото/ Ю.И. Коваленко, А.И. Литвинов, А.Л. Бровер (СССР). № 3595060 / 03 ; Заявлено 20.05.83 ; Опубл. 15.01.91.

90. A.c. 1645434 СССР, МКИЗ Е 21 В 10/06 Колонковое долото/ Г.К. Ешимов, А.П. Руденко, H.A. Руденко, М.Л. Карнаухов (СССР). № 4473080 / 03 ; Заявлено 11.08.88 ; Опубл. 30.04.91.

91. A.c. 1684462 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 30, 21 / 00 Шарошечный калибратор/ A.A. Абдумажитов, A.A. Ханбабаев, Р. Абдуллаев (СССР). -№4643814/03 ; Заявлено 31.01.89; Опубл. 15.10.91.130

92. A.c. 1684464 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 46 Буровое долото/ В.М. Питерский, Н.М. Панин, В.А. Кирсанов, В.Г. Савостьянов, В.Ф. Сорокин, Р.К. Богданов, A.A. Бугаев, В.Н. Лившиц (СССР). № 4467094 / 03 ; Заявлено 28.07.88 ; Опубл. 15.10.91.

93. A.c. 1691499 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Шарошечное долото/ В.П. Поздняков, У.Н. Якимчук, И.К. Бикбулатов, Р.И. Гук (СССР). № 4662853 /03 ; Заявлено 20.03.89 ; Опубл. 15.11.91.

94. A.c. 1694844 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровое устройство/ Н.П. Литвинов, В.И. Зюбин (СССР). -№ 4651145 / 03 ; Заявлено 13.02.89 ; Опубл. 30.11.91.

95. A.c. 1701888 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровое долото/ М.Р. Мавлютов, П.Н. Матюшин, Р.В. Степанов, Х.И. Акчурин (СССР). № 4604206/03 ; Заявлено 10.11.88 ; Опубл. 30.12.91.

96. A.c. 1788193 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 08 Буровое долото/ Р.В. Степанов, М.Р. Мавлютов, П.Н. Матюшин, Х.И. Акчурин, Г.Г. Ишбаев (СССР). № 4827432 / 03 ; Заявлено 22.05.90 ; Опубл. 15.01.93.

97. A.c. 1793035 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 12 Буровое долото/ Б.Т. Болтивец, Л.В. Кацнельсон, В.Г. Микитенко, А.И. Пирогов, В.И. Шмидт (СССР). № 4848466 / 03 ; Заявлено 09.07.90 ; Опубл. 07.02.93.

98. A.c. 1793037 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 44 Породоразрушающий инструмент/ Н.П. Пинчук, И.П. Мельничук, П.В. Перетяка, A.A. Филатов, A.B. Буднев, Н.М. Катькин (СССР). № 4853712 / 03 ; Заявлено 19.07.90 ; Опубл. 07.02.93.

99. A.c. 1795071 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровое шарошечное долото/ В.Б. Марик, Л.В. Евчук, Я.Н. Дрогомирецкий, И.П. Костецкий, А.М. Назаров, A.B. Торгашов СССР). № 4838601 / 03 ; Заявлено 12.06.90 ; Опубл. 15.02.93.131

100. A.c. 1810465 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровой снаряд/ В.П. Дворниченко, А.Н. Горбунов (СССР). № 4754828 / 03 ; Заявлено 21.09.89 ; Опубл. 23.04.93.

101. Пат. 1838008 СССР, МКИЗ Е 21 В 10 / 18 Буровое долото/ Р.В. Степанов, М. Р. Мавлютов, П.Н. Матюшин, Н.Б. Шарипов (СССР). № 4908905 / 03 ; Заявлено 06.02.91 ; Опубл. 30.08.93.

102. Пат. 2019668 РФ, МКИЗ 5 Е 21 В 10 / 18 Буровое долото/ Ю.В. Карпухин, P.M. Богомолов, Р.Ю. Кондрашов, A.B. Торгашов, A.A. Логинов, A.M. Назаров, В.П. Будин (РФ). № 4874086 / 03 ; Заявлено 16.10.90; Опубл. 15.09.94.

103. Пат. 2023853 РФ, МКИЗ 5 Е 21 В 10 / 08 Буровое долото/ Р.В. Степанов, М.Р. Мавлютов, Л.А. Алексеев, П.Н. Матюшин, Г.Г. Ишбаев (РФ). -№ 4691504/03 ; Заявлено 11.05.89 ; Опубл. 30.11.94.

104. Пат. 2029050 РФ, МКИЗ 6 Е 21 В 10 / 18 Буровое шарошечное долото/ Г.Ф. Скрябин, В.П. Браженцев, A.B. Торгашов, A.A. Логинов, С.П. Баталов (РФ). № 4954376 / 03 ; Заявлено 28.06.91 ; Опубл. 20.02.95.

105. Пат. 2036296 РФ, МКИЗ 6 21 В 10 / 42 Буровое долото режуще -скалывающего действия/ Р.В. Степанов, Х.И. Акчурин, Д.М. Ахметшин,132

106. A.Р. Германова, В.М. Аничков (РФ). № 4602698 / 03; Заявлено 09.11.88; Опубл. 27.05.95.

107. Пат. 2042030 РФ, МКИЗ 6 Е 21 В 10 / 18 Шарошечное долото/

108. B.А. Бирман, А .Я. Лозовский, A.A. Перегудов, В.И. Борисов, В.В. Перегудов, А.Я. Николенко, В.П. Якимов (РФ). № 5023597 / 03 ; Заявлено 24.01.92 ; Опубл. 20.08.95.

109. Пат. 2078897 РФ, МКИЗ 6 Е 21 В 10 / 18 Буровое долото/ И.С. Калишин, Н.В. Романихин, С.А. Ананьев (РФ). № 94012991/ 03 ; Заявлено 12.04.94 ; Опубл. 10.05.97.

110. Пат. 2115794 РФ, МКИЗ 6 Е 21 В 10 / 18 Долото для бурения скважин со сменными породоразрушающими секциями/ В.Ю. Близнюков, А.Н. Гноевых, В.П. Браженцев, В.Ю Близнюков (РФ). № 96123213/ 03 ; Заявлено 03.12.96 ; Опубл. 20.07.98.

111. Н.Варламов Е.П. Гидродинамические процессы на забое скважины и совершенствование систем промывки буровых долот. Дис. докт. техн. наук. Самара: 1996.

112. Ишбаев Г.Г. Новые системы промывки и вооружения бурового и специального инструмента режуще-скалывающего действия. Дис. докт. техн. наук: 05.15.10 / УГНТУ, Азимут,.- Уфа, 1997.-321 с.

113. Пб.Ишбаев Г.Г. Повышение эффективности бурения долотами режущ-скалывающего действия совершенствованием систем промывки. Дис. канд. техн. наук:05.15.10 / Уфим. нефт. инст. Уфа: 1989. - 146 с.

114. Матюшин П.Н. Влияние шлама на разрушение породы и механизм очистки забоя скважины при бурении шарошечными долотами: Дис. канд. техн. наук: 05,315 / Уфим. нефт. ин-т: Уфа,1972 - 191 с.

115. Степанов Р.В. Повышение производительности шарошечных долот применением центральной блуждающей промывки: Дис. канд. техн. наук: 05.15.10 / Уфим. нефт. ин-т. Уфа: 1993. - 161 с.133

116. Cunningham R.A., Ecnink J.G. Laboratory Study of Effect of overburden, Formation and Mud Column Pressures on Drilling Rate of Permeable Formations// Trans., AIME. 1959. - № 9. - Vol. 216. - P.4 - 14.

117. Cunningham R.A., Murray A.S. Effect of mud column pressure on drilling rates// AIME Petroleum Transactions, Journal of Petroleum Technology.- 1955. Vol. 204. P.196 - 204.

118. Eckel J.R. Effect of pressure on rock drillability// AIME Petroleum Transactions, Journal of Petroleum Technology. 1958. - № 1. Vol. 213. - P.l -6.

119. Eckel J.R. Microbit studies of the effect of fluid properties and hydraulics on drilling rate// Journal of Petroleum Technology. 1967. - N4. - P. 541 - 546

120. Eckel J.R., Billstein W.J. Nozzle design and it's effection drilling rate and pump operations// Drilling and production practice/ API. 1951. - Vol. 28.

121. Eckel J.R., Nolley J.P. An Analysis of Hydraulic Factors Affecting the Rate of Drag-type Rotary Bits// Drilling and Petroleum Practice/ API. 1949

122. Feenstra R. Van Leewen J.J.M. Full-scale experiments on jets impermeable rock drilling// Journal of Petroleum Technology. 1964. - № 3. P.329 - 336.

123. Gatlin C., si Namir C.E. Some effects of size distribution on particle bridging in lost circulation and filtration tests// Journal of Petroleum Technology.- 1970. -№ 11. -P.1379 1388.

124. Mauer W.C. How bottom-hole pressure affecns penetration rate// Oil and Gas. 1966. - V.64., -№ 2.

125. Mc. Lean R.H. Crossflow and impact under jet bits// Journal of Petroleum Technology. 1964. - № 11. - P. 1299 - 1306

126. Mc. Lean R.H. Velocities, kinetic energy on shear in crossflow under three cone jet bits// Journal of Petroleum Technology. - 1965. - № 12. P. 1443- 1448.134

127. Sutko A.A. Myers G.M. The effect of nozzle size, number and extension on the pressure distribution under a three-cone bit// Journal of Petroleum Technology. 1971. - № 11. P. 1299 - 1304.135