автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование гидроэжекторных смесителей, модернизация их конструкций и совершенствование технологии приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов

На правах рукописи

ПАХЛЯН ИРИНА АЛЬБЕРТОВНА

0046

Исследование гидроэжекторных смесителей, модернизация их конструкций и совершенствование технологии приготовления буровых промывочных и тампонажнмх растворов

0340

Специальность 05.02.13 «Машины, агрегаты и процессы (нефтяная и газовая промышленность)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 опт 2Ш

Краснодар-2010

004610340

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель:

Ведущая организация: Открытое акционерное общество «СевКавНИПИГаз», г Ставрополь

Защита состоится 28 октября 2010 года в 10 часов на заседании Диссертационного Совета Д 222.019.01 при ОАО НПО «Бурение» по адресу: 350063, г. Краснодар, ул. Мира, 34 '

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПО «Бурение». Автореферат разослан 21 сентября 2010 года. Ученый секретарь

Заслуженный деятель науки и техники РФ доктор технических наук, профессор Проселков Юрий Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Новохатскнй Дмитрий Федорович

кандидат технических наук Мищенко Владимир Иванович

диссертационного совета, д.т.н.

Л.И. Рябова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В нефтегазопромысловом деле, особенно при бурении, освоении и капитальном ремонте скважин, в технологических процессах приготовления, утяжеления, химической обработки буровых и тампонажных растворов, других технологических жидкостей широко используются гидроэжекторные смесители (ГЭС). По сравнению с другими устройствами аналогичного функционального назначения они просты и надежны, технологичны. Однако длительный опыт их использования при бурении, освоении и капитальном ремонте показал, что конструкции ГЭС далеки от совершенства, а технологии с их использованием требуют существенного улучшения.

ГЭС включает элементы, геометрические характеристики которых не обоснованы ни теоретически, ни экспериментально, а лишь формально перенесены из опыта эксплуатации газожидкостных струйных насосов и с 30-х годов прошлого века практически не менялись. В результате технологические процессы с их использованием до сих пор характеризуются следующими недостатками: пневмотранспорт материалов в вакуумную камеру ГЭС нестабильный, режим подачи порою пробковый и нерегулируемый; при расположении вакуумной камеры под загрузочной воронкой зачастую отмечается намокание материалов и полное прекращение его подачи в зону смешения; при расположении вакуумной камеры выше Загрузочной воронки в случае снижения подачи рабочей жидкости отмечается полный срыв пневмотранспорта сыпучего материала; чтобы довести буровые и тампонажные растворы до кондиции, используют повторное их прокачивание через ГЭС, что приводит к интенсивному износу его элементов; в результате неконтролируемого вовлечения в растворы большого количества воздуха показатели их свойств не соответствуют расчетным, что отрицательно сказывается на их дальнейшем использовании.

Указанные выше недостатки приводят к дополнительным затратам рабочей силы, материалов, времени, ухудшают экологическую обстановку в прилегающей к устью скважины зоне и безопасность технологического процесса. Поэтому задача модернизации конструкции ГЭС и совершенствования технологических процессов с их использованием актуальна, экономически оправдана и экологически необходима.

Цель работы. Обосновать основные геометрические размеры гидро-эжекторных смесителей и модернизировать технологии их использования при приготовлении буровых промывочных и тампонажных растворов.

Основные задачи:

1. Создать модель системы с использованием ГЭС, позволяющую исследовать все многообразие режимов его работы в различных технологических операциях.

2. Исследовать закономерности изменения основного показателя ГЭС - коэффициента эжекции - от соотношения его геометрических параметров и давления перед рабочей насадкой, и установить рациональные величины этих параметров.

3. Исследовать основные закономерности пневмотранспорта в вакуумную камеру ГЭС широко используемых в промысловой практике порошкообразных материалов: бентонитового глинопорошка, порошкообразного барита, тампонажного портландцемента, и установить режимные параметры, соответствующие оптимальному пневмотранспорту, а также его кризису.

4. Модернизировать на основе полученных результатов конструкцию ГЭС и технологические процессы приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов, разработать методику расчетов этих процессов.

Методы решения задач. Использованы аналитические и эмпирические методы при решении задач диссертации. Экспериментальная установка создана в строгом соответствии с положениями теории моделирования процессов. Обработка экспериментальных данных производилась на персональном компьютере в программе Excel. В качестве измерительной аппаратуры использованы стандартные приборы, прошедшие поверку и калибровку. Исследованные порошкообразные материалы гостированы и произведены на заводах.

Научная новизна:

1.Установлены закономерности изменения коэффициента эжекции в гидроэжекторном смесителе в зависимости от основных его геометрических параметров при использовании питательного насоса низкого давления (до 0,35 МПа). Определено условие кризиса эжекции.

2. Определена минимально допустимая скорость жидкости в рабочей насадке, обеспечивающая устойчивую работу гидроэжекторного смесителя (для воды 20 м/с).

3. Установлены закономерности пневмотранспорта порошкообразных материалов в вакуумную камеру гидроэжекторного смесителя: производительность по порошку, плотность аэрозоля в зависимости от скорости транспортирующего воздушного потока.

4. Определена величина скорости воздушного потока, при которой наступает кризис пневмотранспорта для основных технологических сыпучих материалов: бентонитового глинопорошка, порошкообразного баритового утяжелителя, портландцемента.

5. Установлена величина оптимальной скорости воздушного потока, при которой достигается максимальная плотность воздушно-бентонитового, воздушно-цементного и воздушно-баритового аэрозоля.

6. Исследовано влияние высоты положения гидроэжекторного смесителя над загрузочной воронкой на его производительность по порошкообразному материалу и доказана целесообразность его установки над осред-нительной емкостью.

7. Впервые исследована роль высоты загрузки воронки порошкообразным материалом в подаче его в зону смешения и доказана существенная роль этого фактора в регулировании производительности пневмотранспорта; определена максимальная высота загрузки.

8. Разработана методика расчета технологического процесса приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы определяется соответствием направления исследований содержанию ряда научно-технических отраслевых программ по совершенствованию технологии бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин, включающих проблемы качественного приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов, других технологических жидкостей.

1. Обоснована и создана экспериментальная модель автономного блока для приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов.

2. Установлены рациональные геометрические параметры основных элементов гидроэжектоного смесителя и предложена для производства его конструкция.

3. Создан и запатентован модернизированный автономный блок для приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов.

4. Установлены рациональные рабочие границы скорости пневмотранспорта технологических сыпучих материалов: 2,7 — 7,0 м/с.

5. Рекомендовано устанавливать гидроэжекторный смеситель над ос-реднительной емкостью блока приготовления растворов, но не выше 2,5 м от нижнего обреза загрузочной воронки.

6. Составлена программа для ПК проектного расчета технологического процесса приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов из порошкообразных материалов.

Соотоетствие диссертации научной специальности

В соответствии с формулой специальности «Машины, агрегаты и процессы (нефтяная и газовая промышленность)» представленная диссертаци-

онная работа является прикладным исследованием, направленным на решение технических проблем, связанных с совершенствованием действующих и разработкой новых устройств и технологий, обеспечивающих более высокие технико-экономические показатели при бурении, освоении и ремонте скважин.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались и обсуждались: на VII Международном научном симпозиуме им. Академика М.А. Усова студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2003 г.); на Международной научно-практической конференции СЕВКАВНИГШГАЗ «Проблемы эксплуатации и капитального ремонта скважин на месторождениях и ПХГ» (г. Ставрополь:, 2005.); на Межотраслевой научно-практической конференции «Современная техника и технология заканчивания скважин и бурения боковых стволов» (г. Анапа, 2006 г); на X Международном научном симпозиуме им. Академика М.А. Усова студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2006 г.); на Межотраслевой научно-практической конференции «Современные технико-технологические решения в области бурения и капитального ремонта скважин» (г. Анапа, 2007 г.); на Межотраслевой научно-практической конференции «Материалы и оборудование для бурения и ремонта скважин, в том числе импортозамегцяющие» (г. Анапа, 2008 г.); на Межотраслевой научно-практической конференции «Технологии строительства и капитального ремонта скважин, повышения нефтеотдачи пластов. Изучение проблем отрасли и обмен опытом» (г. Анапа, 2010 г).

Публикации

Результаты работы опубликованы в 14 работах, в одном учебном пособии, в трех патентах РФ.

Личный вклад автора

Вклад автора в исследования состоял в подготовке экспериментальных установок, комплексном анализе погрешности и адаптации методов измерений к объектам исследований, проведении экспериментов, обработке и анализе экспериментальных данных, а также подготовке статей и докладов на конференциях и для публикации в реферируемых журналах.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 149 с, включая 42 рисунка, 28 таблиц. Список использованных источников состоит из 94 библ.

i

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность и признательность научному руководителю доктору технических наук Проселкову Юрию Михайловичу за руководство и всестороннюю помощь.

Автор благодарит д.т.н. Родионова В. П., который привил интерес к исследовательской работе. За постоянную поддержку и ценные консультации автор глубоко признателен к.т.н. Алиеву В.К., к.т.н. Омельянюку М.В., Салухову С.Н. Автор благодарит инженера кафедры теплотехники КубГТУ Иванова А.И. за техническую помощь в проведении экспериментов. Автор благодарит к.т.н. Шарнова А.И. и всех сотрудников кафедр МОНГП АМТИ, теплотехники КубГТУ за поддержку и участие.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследований работы гид-роэжекторных смесителей (ГЭС), их модернизации, а также задачи совершенствования технологий приготовления буровых промывочных и тампо-нажных растворов, излагаются цели, научная новизна и практическая ценность работы, описывается структура диссертации.

Первая глава содержит обзор литературы, посвященной изучению теории, расчета и проектирования ГЭС, а также краткое описание конструкций современных, наиболее часто применяемых гидравлических смесителей эжекторного типа, технологии их применения. Рассмотрены работы Будникова В.Ф., Головко В.Н. Логвиненко С.В, Макушева H.A., Мищенко В.И., Рябоконя С.А, Мильштейна В.М. и др.

Помимо теоретических работ, описывающих процессы эжекции, выявляющих конструктивные размеры, доминантно влияющие на параметры работы ГЭС, в обзоре рассматриваются экспериментальные исследования различных авторов, направленные на совершенствование конструкций смесителей и технологий с их применением. Наиболее значимые из них выполнены авторами: Аветисов А.Г., Ашрафьян М.О., Донец К.Г., Дроздов А.Н., Демьянова Л.А, Лямаев Б.В. Мамврийский А.С, Мищенко В.И., Кор-тунов A.B., Паневник A.B., Проселков Ю.М., Резниченко И.Н., Соколов Е.Я., Зингер Н.М., Спиридонов Е.К., Успенский В.А.

Отдельное внимание в обзоре уделено сравнительному анализу геометрических размеров элементов серийно выпускаемых ГЭС. Показано, что различия существенные и единственным достоверным способом обоснования необходимости их модернизации является эксперимент.

Во второй главе приведено теоретическое описание процессов приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов с использованием ГЭС с целью обоснования экспериментов.

Получено уравнение, определяющее условие стабильности потока аэрозоля, движущегося в приемную камеру ГЭС под действием разрежения Рвак и активного давления порошка в загрузочной воронке Рст^ :

Рвак+- Рстакт= Рдин+ РсИ- Рфил. (1)

Составляющими баланса, оказывающими сопротивление движению, являются: гидродинамические сопротивления Рдин, зависящие от высоты положения вакуум-камеры Н, скорости движения уюр, внутреннего диаметра приемного шланга с!, плотности аэрозольного потока Раэр, коэффициента гидравлического сопротивления приемного шланга X; статические сопротивления Рст, зависящие от высоты положения вакуумной камеры Н, плотности аэрозольного потока раор; фильтрационные сопротивления Рфил, зависящие от газопроницаемости сыпучего материала к, от площади живого сечения аэрозольного потока в, от высоты засыпки приемной воронки И, расхода Увозд и вязкости воздуха т].

Определены параметры исследования пневмотранспорта при проведении экспериментальной части работы, а именно: зависимость производительности установки по порошкообразному материалу и воздуху от высоты положения вакуумкамеры над загрузочной воронкой, величины развиваемого вакуума в приемной камере, высоты засыпки воронки, скорости воздушного потока.

В третьей главе работы выполнено комплексное моделирование технологических процессов с использованием ГЭС, а именно линии подачи жидкости затворения и линии пневмотранспорта.

приготовления растворов 8

Линия подачи жидкости затворения (от питательного насоса до выхода из рабочей насадки), характеризуется наличием сопротивлений по длине Ьь преодолением высоты Н1 подъема жидкости и наличием местных сопротивлений при истечении через рабочую насадку диаметром с!н:

о)

где Ьь Нь <1! - соответственно длина, высота подъема и диаметр рабочей линии;

рж - плотность жидкости затворения;

Уж1, уЖ2 - скорости жидкости при движении по нагнетательному трубопроводу и истечении из насадки соответственно;

X - коэффициент трения в потоке;

£ - коэффициент местных сопротивлений (насадка);

£ — ускорение силы тяжести.

Линия пневмотранспорта характеризуется наличием активных составляющих движению потока аэрозоля. Значение вакуума в приемной камере рВах и активного давления порошка в воронке рст т обеспечивают преодоление аэростатических, аэродинамических и фильтрационных сопротивлений движению аэрозоля:

= (2)

где Ь2, Н2 - длина, высота линии пневмотранспорта;

Раэр - плотность аэрозоля;

Ущр -скорость всасываемого аэрозоля;

И - уровень засыпки порошка в загрузочной воронке;

Т1 - вязкость воздуха;

к - значение газопроницаемости порошка;

Рсып - насыпная плотность порошкообразного материала.

В работе выявлены два достоверных критерия подобия в процессах с использованием ГЭС: критерий Эйлера (Ей), определяющий соотношение между силами давления и инерционными силами:

± = (3)

Ей 2(р2 -р,)

И коэффициент эжекции ГЭС (н0), определяющий отношение объемного расхода эжектируемой среды к объемному расходу рабочей жидкости <3Ж:

и =■

аэр

аэр

'к.

(4)

где Уазр, уж - скорости аэрозоля и жидкости соответственно; 0,- диаметры всасывающего патрубка,рабочей насадки.

Для построения модели с разбивкой на два отдельных экспериментальных блока: гидродинамический и аэродинамический с последующей стыковкой по величине коэффициента эжекции, необходимо обезразме-рить уравнения (1)-(2), разделив обе части равенства на действующий в линии перепад давления Ар.

1. Безразмерные комплексы линия рабочей жидкости:

Г 1 г \ А, 2 ГмнЛ ( 2 Л 2

Ар, ч у 1 Ар, / Ар» V У

(5)

2. Безразмерные комплексы линии пневмотранспорта:

( 2 ^ ^ 2 Рэ*>^тр а2 2 .( Р»р8Нг\ { г Л О V ► ат> юр ? 2 ( у^пМ к

АР« \ / \ др«/ Ар« V у Ар« ч /

ар«

(6)

Анализ состава безразмерных комплексов убеждает в следующем:

1). Величины: т}, К, рж, рсьш,, Нь Н2, Ь, должны быть одинаковыми для модели и натуры и не требуют масштаба моделирования;

2). Условия эксперимента должны быть такими, чтобы обеспечить равенство действующего перепада давления и соответственно р^ всасываемого агента на модели и натуре.

Тогда условия моделирования сводятся к следующим требованиям:

Параметры перерасчета линии рабочей жидкости, пневмотранспорта: (Ъ1 /с! 1 >М=(Ь 1 /а!)я; (уЖ12)м=(уж12)н;.(уж22)м=(уж22)н.

(Ь2/с12)м=(Ь2/с12)н (уаэр2)м=(уюр2)„

Индекс м относится к модели, а индекс н - к натуре.

Второй критерий подобия — коэффициент эжекции ГЭС - в соответствии с формулой (4) определяет отношение:

Л;

(7)

Н /в

В свою очередь скорость уж2 определяется перепадом давления на участке движения; в соответствии с формулой Торичелли скорость связана с перепадом давления:

V = Фл/0.02§Ар ; где Ар в МПа (8)

и0 =

<1.

р.

сак

у

сак

|Р„ • О

За натуру для разработки модели принималась технологическая установка с реальным гидроэжекторным смесителем, работающим от насоса низкого давления типа 6Ш8-2. При моделировании были охвачены геометрические размеры гидроэжекторных смесителей, выпускаемых серийно: гидроворонка НПО «Бурение», смеситель СГМ-100, СМ-100. Пример расчета представлен в работе.

Предложенная методика позволяет производить пересчет конструктивных размеров основных технологических линий смесителя в зависимости от гидравлической характеристики насосного агрегата и в лабораторных условиях выполнять любые достоверные экспериментальные исследования.

В четвертой главе исследована геометрия свободного струйного истечения для обоснования эффективного проектирования проточной части ГЭС, из условия обеспечения максимальных коэффициентов эжекции.

Объемный коэффициент эжекции определяется по формуле: "

и

V

воза

' " О, ' (10)

где У„шд - объемный расход воздуха, который поступает через всасывающий патрубок смесителя;

- объемный расход жидкости затворения, который поступает через рабочую насадку смесителя.

Геометрия свободной струи жидкости определяется наличием трех участков: стабильного участка, ядра струи, участка разрушения струи, относительные размеры которых напрямую зависят от давления на насадке и соответственно - скорости истечения жидкости.

Оптимальными при проектировании гидроэжекторных смесителей являются (рисунок 2) в том числе условия, зависящие от геометрии свободной струи, а именно: расстояние от рабочей насадки до входа в камеру смешения Ъ должно быть больше или равно длине компактного участка 1СТ (£>\аУ, диаметр камеры смешения должен равняться максимальному диаметру струи 4, „ах; длина камеры смешения должна проектироваться из условия: 1я

11

1/2 Ь I I

х.

Рисунок 2 - Схема условия эффективного проектирования ГЭС

Разработана экспериментальная установка, позволяющая исследовать коэффициент эжекции гидравлического смесителя в зависимости от геометрических размеров проточной части: расстояния от выхода струи из насадки до входа в камеру смешения Ъ, отношения диаметра камеры смешения к диаметру насадки <±,с/ с1И1, длины камеры смешения 1кс

На рисунке 3 представлена полученная по результатам экспериментов зависимость коэффициента эжекции от отношения основных геометрических параметров при различном давлении на насадке.

7 6

I

Г«1 ч-

I

I 3

о

О 5

> \Р\ 1о,ЗМП1

у /М ' у 24 МПа

Л 7/

и' РА \13МПа

в Р^ОД > МПа

Рр=0Л 'МПа

30

35

СО

Я

50

Основной геометрический параметр. Ш^/й^Г Рисунок 3 - Зависимости коэффициента эжекции и0 от геометрического параметра (<1кс/ &я)2 при различном давлении

Зависимость коэффициента эжекции от с1ксМн примерно прямолинейная, однако по достижении конкретного давления наступает кризис эжекции, т.е. несмотря на увеличение с1кс/<1„ коэффициент эжекции и0 не изменя-

12

ется и даже уменьшается. Так при избыточном давлении 0,06 МПа кризис эжекции наступает при отношении (ёкс/с1„)2 равном 7,5. Струя рабочей жидкости, выходящая из насадки диаметром с1и, не создает герметичного гидравлического поршня в камере смешения при с1кс2=7,5(3„2 .Через выкид смесителя приемная камера контактирует с атмосферой. Процесс эжекции через всасывающий патрубок снижается, а при проектировании еще большего отношения (<1КС/<3„)2 полностью прекращается.

Следовательно, при проектировании основного геометрического размера гидроэжекторного смесителя - отношения диаметра камеры смешения к диаметру насадки с1кс/с!н - необходимо руководствоваться условием исключения возникновения кризиса эжекции при планируемом рабочем давлением перед насадкой. Значение с1ксЛ1н при заданном значении давления перед насадкой можно определить по уравнению линии тренда, полученном в процессе обработки экспериментальных данных:

(с1кс/<1ы)2=339рр2—27,223рр+6,5905 (11)

В пятой главе работы представлены результаты исследований вакуумного пневмотранспорта для экспериментального доказательства обоснованных в теоретической части факторов, влияющих на его стабильность. В отличие от реальных условий, вакуум в приемной камере разработанной экспериментальной установки при исследовании пневмотранспорта создавали вакуум-насосом типа АВЗ-20Д. Все остальные условия обоснованы требованиями моделирования.

Исследован пневмотранспорт трех порошкообразных материалов по одинаковой методике: глинопорошка марки ПБМБ, утяжелителя баритового порошкообразного УПБ-1, Новороссийского портландцемента марки М-500.

Выявлены 3 режима движения порошкообразного материала по линии подачи аэрозольной смеси: по аналогии с движением паровоздушной смеси в вертикальных трубах, можно назвать первый режим «пробковый», когда сыпучий материал движется в потоке воздуха в виде отдельных пробок, второй режим - «дисперсный», когда сыпучий материал равномерно распределен по сечению и длине потока, третий режим - «стержневой», когда порошок оттеснен потоком воздуха на периферию к стенке трубы.

Для обеспечения максимальной плотности аэрозоля необходима организация дисперсного режима.

Плотность аэрозольного потока - основной параметр пневмотранспорта, определялась по формуле:

в

Р=у, (10)

где в - удельная масса порошкообразного материала, кг/с, определяемая путем взвешивания порошкообразного материала, участвовавшего в опыте и деленная на время продолжительности эксперимента;

V - удельный расход воздуха, м3, определяемый по счетчику расхода газа РГ-40 и деленного на время продолжительности эксперимента

Все экспериментальные данные обрабатывались на ЭВМ в программе Microsoft Excel.

А—ж- глина /Н=0.75 м}:♦-----* - плотность Й=0.75 М1&.—-А. - 6аздух(Ь=0.75 н).

Рисунок 4 - Зависимости расходов воздуха и глинопорошка, плотности аэрозоля от вакуума в приемной камере ГЭС и высоты засыпки воронки

На рисунке 4 представлена графически часть результатов исследований. На параметры пневмотранспорта влияет уровень наполнения загрузочной воронки: с его увеличением растет плотность аэрозольной смеси. Наивысшее значение плотность достигает при уровне порошка в воронке 0,75 м, но как показали опыты дальнейшее увеличения уровня не целесообразно, так как при работе с влажными утяжелителями и с цементом, материалом, обладающим низкой газопроницаемостью пневмотранспорт полностью прекращался при уровне 0,85 м.

Полученные для глинопорошка закономерности изменения плотности аэрозоля, расхода порошка для различных уровней наполнения приемной воронки и высоты установки вакуум-камеры от скорости восходящего потока приведены на рисунке 5. Полученные линии тренда характеризуются высоким коэффициентом достоверности к. Приведенные на рисунках данные и кривые показывают, что по мере увеличения вакуума расход воздуха и порошка монотонно возрастает, в то время как плотность аэрозоля имеет ярко

♦ Плотность <h=0.5 м. Н=2,5 ы) « Плотность (h—0.5 м, Н—0 м) Плотность (h«0,6 м. Н=0 м)

'■■' Полиномиальная (Плотность (¡1=0.5 м,Н»2,5и)>

—Оогшнашшмая /Плотность (М>,5м.Н»0ып

ПоЛИН ОМНЗЛЫ«* (ПЛОТНОСТЬ

¡h=0.en.H=0uj)

Зависимость расхода глинопорошка от скорости воздушного потока

2,00 1,80 1.60 |1.40 О"1-20 11,00 1.0,80 |о.ш

jjO,4<¡

ао,20 0,00

2345S76S скорость V. М/С

выраженный максимум, соответствующий 60-65 к!1а вакуума. Очевидно, что такие закономерности обусловлены различной скоростью потока воздуха.

Зависимость плотности смеси тннопорошкэ с воздухом от скорости потока

| 160

5140 | 120

I

ео

2 3 4 S 6 1 скорость v, ate

|

* Расход (h—0,Г> fct. Н«0 Н)

Расход íii=0,e м, Н*0 м) '

—■Логарифмическая (Расход (1т-0,5м.Н-г.5и|)

«-^■Логарнфничаская (Расход (1»0,5м_Н-0 ы>)

Латарифиическая (Расход и Н»0 м»

Рисунок 5 - Результаты исследований пневмотранспорта глинопорошка

Анализируя полученные кривые, можно считать рациональной скоростью потока воздуха при пневмотранспорте порошкообразных материалов с гранулометрическим составом от 5 до 75 мкм скорость равную 6-7 м/с. Интенсивное движения порошка начинается со скорости 2,7 м/с. Значение плотности аэрозольного потока с изменением высоты установки приемной камеры практически не меняется, но при установке смесителя над осредни-тельной емкостью, а загрузочной воронки внизу обеспечится равномерная подача порошка в зону смешения; исключится преждевременное намокание порошка и зависание его в приемной воронке; уменьшится вспенивание раствора в результате уменьшения расхода воздуха; исключится обратный

15

перелив раствора при остановке жидкостного насоса; появится возможность сохранить динамический напор струи жидкости на сливе из ГЭС; появится возможность использовать на сливе деаэратор и диспергатор; появится возможность регулировать подачу порошка в гидроэжекторный смеситель. При подаче жидкости затворения центробежными насосами с рабочим давлением до 0,35МПа эффективной является установка приемной камеры смесителя на высоте 2,5 м. При увеличении высоты до 3 м наступает кризис пневмотранспорта барита; наблюдения через прозрачные шланги позволили установить, что порошок зависает и не поступает в приемную камеру.

Качественно аналогичные результаты получены при исследовании портландцемента и порошкообразного баритового утяжелителя. Эти результаты в полном объеме представлены в диссертации.

В работе также выполнена оценка эффективности использования насосов с рабочим давлением до 10 МПа для подачи жидкости затворения на рабочую насадку смесителя. Большие давления не улучшают условия эжекции, которые напрямую зависят от вакуума создаваемого струей жидкости в приемной камере. Как показано на рисунке 4, увеличение вакуума ведет к снижению плотности аэрозоля, в системе увеличивается количество воздуха, высокие давления разрушают проточную часть смесителя. Целесообразным является использование насосов высокого давления только при необходимости транспортирования готовой смеси на большие расстояния и высоту 3,5-4 м.

В шестой главе работы выполнен технологический расчет работы предлагаемого смесителя в натурных условиях и обеспечение совершенной технологии приготовления растворов из порошкообразных материалов и жидкости затворения с принятыми критериями оптимальной работы ГЭС - коэффициента эжекции по порошкообразному материалу, обеспечивающего приготовления раствора за один цикл циркуляции через смеситель при использовании насоса низкого давления.

На рисунке б представлена конструкция предлагаемого ГЭС, для которого определены оптимальные значения геометрических параметров.

г?

Л» поз Наименование параметра Размер, мм

1 Длина камеры смешения 1000

2 Витетр камеры смешения 80

3 Диаметр всасывавшего патрубка 76

ь ■ Виинетр раВачей насадки 10. 15. 20. Ы

5 Расстояние 2 200

Рисунок 6 — Гидроэжекторный смеситель. 16

На данную конструкцию смесителя с соответствующими геометрическими параметрами подана заявка о выдаче патента РФ на изобретение.

Апробация в промысловых условиях показала, что предложенный ГЭС эффективно работает в составе автономного блока приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов (рисунок 7), комплектующегося насосом низкого давления (до 0,35 МПа).

X 2_ X А_ Л Л Нагнетательная

1 - емкость; 2 -диспергатор-дегазатор циклонного типа, 3 - гидроэжекторный смеситель: 4 - всасывающая линия; 5 - манометр; 6 - регулировочная задвижка; 7 -стабилюатор

уровня порошка в воронке; 8 - насосный агрегат; 9 - загрузочная воронка; 10 - сифонный патрубок; 11 - механический перемешиватель; 12-поворотная стенка Рисунок 7 - Автономный блок приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов

Конструкция диспергатора-дегазатора циклонного типа 2 позволяет освобождать от попутно эжектируемого воздуха приготавливаемый раствор и обеспечивать достаточную степень диспергации за один цикл смешения.

Установленная на нагнетательной линии задвижка 6 фиксирует расход жидкости затворения, а по мадометру 5 осуществляют контроль за выходом технологических параметров: расхода жидкости затворения, давления на насадке и соответственно коэффициента эжекции по порошкообразному материалу, на заданные значения.

Отличительной особенностью разработанного автономного блока также является то, что загрузочная воронка 9 имеет выход в виде сифонного патрубка 10, соединяющего воронку с линией подачи аэрозольной смеси 4. Для подержания уровня в загрузочной воронке постоянным, предлагается устройство 7. Основным регулирующим элементом данного устрой-

ства является поворотная стенка 12, которая устанавливается под углом к горизонту, равным углу естественного откоса конкретного порошкообразного материала. При постоянном уровне порошка в загрузочной воронке, равном оптимальному 0,6 м при работе с насосом низкого давления, стабильными будут и на выходе параметры приготавливаемого раствора. Для определения угла естественного откоса экспресс-методом разработано специальное устройство.

Предложен расчет усовершенствованной технологии приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов в автономном блоке при работе ГЭС, который выполняется в соответствии с алгоритмом:

1) Выбор вида раствора

2) Ввод сорта глины (для глинистого раствора) или заданной плотности (или водосмесевого отношения)

3) Ввод необходимого объема раствора

4) Расчет необходимого количество порошка на этот объем

5) Ввод диаметра всасывающего патрубка для имеющегося смесителя

6) Расчет получаемого расхода воздуха при скорости 7 м/с

7) Расчет времени ввода порошкообразного материала (по экспериментальным данным при скорости 7 м/с).

8) Определение плотности аэрозоля по экспериментальным данным, обработанным уравнениями линий тренда

9) Расчет расхода порошка

10) Расчет времени ввода порошка

11) Определение требуемого расхода воды через насадку при условии соответствия времени ввода порошка

12) Определение коэффициента эжекции ГЭС

13) По полученным эмпирическим формулам определяется отношение основных геометрических параметров с!кс/с1н

14) Определяется внутренний диаметр насадки и подбирается наиболее подходящая насадка из имеющихся в наличии

15) Определяется давление перед выбранной насадкой для обеспече- ' ния требуемого расхода

16) Определяется скорость истечения жидкости через насадку и сравнивается с условием \'„>20 м/с.

17) Определяется действительный расход жидкости через насадку

18) Определяется время затворения раствора

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ, РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Впервые выполнено обоснование процессов эжектирования струей жидкости затворения порошкообразных материалов; определена геометрия струи и ее влияние на проектирование конструктивных элементов ГЭС; определены условия стабильности потока при использовании вакуумного пневмотранспорта порошкообразного материала в приемную камеру.

2. Выполнено моделирование технологических процессов с использованием ГЭС с обоснованием критериев моделирования из условия обеспечения гидродинамического, силового и геометрического подобия.

3. Предложено использовать для экспериментальных исследований два отдельных блока модели: гидродинамический и аэродинамический, со-гласуя их по доминирующему параметру - коэффициенту эжекции.

4. Разработана экспериментальная установка для исследования гидравлической части смесителя, а именно - исследования зависимости коэффициента эжекции от геометрии проточной части смесителя.

5. Обоснованы требования к конструкции ГЭС для обеспечения максимального коэффициента эжекции: внутренний диаметр камеры смешения должен составлять 4ч-5 внутренних диаметров выходного сечения рабочей насадки; длина камеры смешения должна составлять 20-:-35 ее диаметров, а расстояние Ъ от выходного сечения рабочей насадки до входного сечения камеры смешения - 2-т-б диаметров камеры смешения.

6. Аналитическим путем установлено, что при определенных значениях основного геометрического параметра с1к0/(1н и давления жидкости на насадке наступает кризис эжекции. Взаимосвязь между величинами давления и кризисом эжекции, при рабочем давлении перед насадкой до 0,3 МПа, описывается эмпирическим уравнением: (с1и/с1п)2=339рр2-27,223рр+6,5905.

7. Разработана экспериментальная установка для исследования пневмотранспорта в приемную камеру ГЭС и установления зависимостей параметров пневмотранспорта (производительность по порошкообразному материалу; плотность потока аэрозоля; скорость потока воздуха) от высоты установки приемной камеры и уровня наполнения загрузочной воронки.

8. Установлены основные закономерности вакуумного пневмотранспорта порошкообразного материала с различной высотой установки приемной камеры, режимными значениями вакуума, высотой засыпки воронки.

9. Доказано, что рациональной скоростью потока воздуха при пневмотранспорте в ГЭС порошкообразных материалов с гранулометрическим составом от 5 до 75 мкм следует считать скорость равную 6-7 м/с, а критической (минимально допустимой) - 2,7 м/с.

19

10. Доказано, что ГЭС необходимо устанавливать над осреднительной емкостью, но не выше 2,5 м над загрузочной воронкой, а загрузочную воронку - на нижней монтажной площадке, оборудовав ее сифонным выходом и стабилизатором уровня.

11. Установлено, что на производительность по порошку влияет уровень наполнения приемной воронки; при использовании насосов с рабочим давлением 0,35МПа оптимальным является уровень засыпки воронки 0,6 м.

12. Разработана и внедрена конструкция ГЭС, эффективно работающего с насосом низкого давления (0,35 МПа) и позволяющая приготавливать раствор заданной плотности за один цикл смешивания.

13. Разработана и запатентована полезная модель автономного блока приготовления раствора, отличающаяся от общеизвестных тем, что нагнетательная линия от насоса непосредственно перед рабочей насадкой оснащена манометром и регулирующей задвижкой, на выходе из смесителя установлен диспергатор-дегазатор циклонного типа, выход из загрузочной воронки оборудован сифонным патрубком

14. Разработано устройство позволяющее стабилизировать уровень порошкообразного материала в загрузочной воронке.

15. Разработано устройство для измерения угла естественно откоса порошкообразного материала экспресс-методом.

16. Составлена программа для ЭВМ «Программа расчета технологического процесса приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов».

17. Результаты диссертационных исследований приняты к внедрению в ООО «ГидроНефтеМаш», ГУЛ КК СВ ВУК «Курганинский групповой водопровод» - предприятия, осуществляющие капитальный ремонт нефтяных, газовых, артезианских скважин.

18. Результаты диссертационных исследований, разработки «Гидро-эжекторный смеситель», «Автономный модернизированный блок приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов», программа для ЭВМ «Программа расчета технологического процесса приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов»используются в учебном процессе кафедры «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» АМТИ филиала ГОУ ВПО КубГТУ при изучении дисциплин «Процессы и агрегаты нефтегазовых технологий», «Введение в специальность» и «Гидравлические машины».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ диссертационной работы опубликовано в 14 работах (из них в рекомендуемых ВАК РФ рецензируемых изданиях № 7, 8):

1. Родионов В.П. Пахлян И.А.Струйные системы в нефтегазовой отрасли: учебное пособие // ГОУ ВПО «Кубан. Гос. технол. ун-т», АМТИ. -Армавир, 2005. - 66 с.

2. Пахлян И.А., Салухов С.Н. Использование струйных технологий при ремонте скважин // Труды X Меж-ого научного симпозиума им. Академика М.А. Усова студентов, аспирантов и молодых ученых // Проблемы геологии и освоения недр. - Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2006. - с. 432-434.

3. Пахлян И.А. Моделирование технологических процессов с использованием эжекторных газожидкостных смесителей // Труды ОАО НПО «Бурение» // Современные технико-технологические решения в области бурения и капитального ремонта скважин. - Краснодар. - вып. 16. - 2007. — с. 180-188.

4. Исследование вакуумного пневмотранспорта бентонитового глино-порошка с целью совершенствования блока приготовления буровых растворов. Добик A.A., Пахлян И.А., Пономарев А.С, Проселков Ю.М. // Труды ОАО НПО «Бурение» // Материалы и оборудование для бурения и ремонта скважин, в том числе импортозамещающие». - Краснодар. - вып. 17. -2008.-с. 232-240.

5. Пахлян И.А. Анализ эффективности расчета коэффициента полезного действия струйного аппарата // Труды межвузовской научно-практической конференции, посвященной 90-летию КубГТУ // «Научный потенциал ВУЗа - производству и образованию». - Армавир, 2008. -с. 159-161.

6. Пахлян И.А. Определение условия стабильности пневмотранспорта гидроэжекторного смесителя // Труды региональной научно-практической конференции // «Научный потенциал ВУЗа - производству и образованию». - Армавир, 2009. - с. 53-55.

7. Проселков Ю.М., Пахлян И.А. О модернизации гидроэжекторных смесителей на основе модельных исследований // «Нефтяное хозяйство». -М„ 2010,-№4.-с. 115-119.

8. Пахлян И.А., Проселков Ю.М. Определение рабочего диапазона основных характеристик вакуумного пневмотранспорта порошкообразных материалов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море // ОАО «ВНИИОЭНГ», 2010. - № 6. - с. 43-46.

9. Пахлян И.А., Пономарев A.C., Проселков Ю.М. Анализ работы гид-роэжекторных смесителей в технологических процессах приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов // Деп. научная работа № 469-В2010 от 21.07.2010, ВИНИТИ РАН, 2010. - 32 с.

10. Пахлян И.А., Проселков Ю.М. Исследование роли геометрии эжектирующей струи при проектировании конструктивных элементов гидравлических смесителей //Труды ОАО НПО «Бурение» // «Технологии строительства и капитального ремонта скважин, повышения нефтеотдачи пластов. Изучение проблем отрасли и обмен опытом». - Краснодар. -вып. 19.-2010.-с. 210-226.

11. Патент РФ № 57818. Гидравлическая камера / Авт. полез, мод. Са-лухов С.Н., Сотников C.B., Пахлян И.А. Б.И. № 30. Дата подачи заявки 17.07.2006.

12. Заявка на полезную модель № 2010123982. Автономный блок приготовления буровых и тампонажных растворов / Решение о выдаче патента РФ от 11.08.2010 г.// Авт. пол. мод. Пахлян И.А., Проселков Ю.М. Дата подачи заявки: 11.06.2010.

13. Заявка на изобретение № 2010124212. Гидроэжекторный смеситель / Авт. изобрет. Проселков Ю.М., Пахлян И.А. Дата поступления: 11.06.2010.

14. Программа для ЭВМ «Программа расчета технологического процесса приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов» / Авт. Папоян Д.Р., Пахлян И.А., Проселков Ю.М.

Подписано в печать 20.09.2010. Заказ № 10-063. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Печ. л. 1. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Редакционно-издательском отделе Армавирского механико-технологического института (филиал) ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» 352905, г. Армавир, ул. Кирова, 127

Введение.

1 Анализ существующих исследований гидроэжекторных смесителей (ГЭС), постановка задач диссертации.

1.1 Принцип работы ГЭС, его отличительные особенности по сравнению с классическим струйным насосом.

1.2 Основные технологические характеристики ГЭС (производительности по жидкости и сыпучему материалу, плотность аэрозоля, давление жидкостного насоса, значение вакуума в приемной камере).

1.3 Степень изученности технологических характеристик ГЭС.

1.4 Степень обоснованности геометрических размеров конструктивных элементов ГЭС.

1.5 Формулировка задач диссертации.:.

2 Теоретическое описание процессов приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов с использованием ГЭС.

2.1 Условия стабильности пневмотранспорта порошкообразного материала в вакуумную камеру гидроэжекторного смесителя.

Выводы к главе 2.

3 Моделирование технологических процессов с использованием ГЭС.

3.1 Основные безразмерные комплексы, характеризующие подобие модели и натуры.

Выводы к главе 3.

4 Экспериментальные исследования соотношения производительностей рабочей жидкости и подсасываемого воздуха в ГЭС (коэффициента эжекции).

4.1 Исследование роли геометрических размеров элементов ГЭС.

4.2 Исследование производительности подсасываемого воздуха от скорости истечения жидкости из насадки.

4.3 Определение соотношения производительностей рабочей жидкости и подсасываемого воздуха, обеспечивающего максимальное соотношение сыпучего материала и жидкости.

4.4 Методика проведения исследований.

Выводы к главе 4.

Экспериментальная установка и методика исследования пневмотранспорта порошкообразного материала в вакуумную камеру.

5.1 Описан ие экспериментальной установки.

5.2 Методика проведения исследований.

5.3 Исследование вакуумного пневмотранспорта порошкообразных материалов.

5.3.1 Исследование пневмотранспорта бентонитового глинопорошка.

5.3.2. Исследование пневмотранспорта тампонажного портландцемента.

5.3.3 Расчет предельной скорости с учетом вакуума в приемной камере.

5.3.4 Технологическое обоснование рациональности модернизации гидроэжекторных смесителей.

5.3.5. Исследование пневмотранспорта порошкообразного барита.

5.4 Определение рабочего диапазона скорости пневмотранспорта в ГЭС порошкообразного материала.

5.5 Приборная группа и оборудование.

Выводы к главе 5.

Разработка модернизированного гидроэжекторного смесителя и адаптирование результатов исследований к натурным условиям.

6.1 Стабилизация потока аэрозоля в гидроэжекторный смеситель.

6.2 Расчет технологического процесса приготовления глинистых растворов с заданной условной вязкостью.

6.3 Расчет технологического процесса утяжеления глинистых растворов баритом до заданного значения плотности.

6.4 Расчет технологического процесса приготовления тампонажного раствора из портландцемента марки

Выводы к главе 6.

В нефтегазопромысловом деле, особенно при бурении, освоении и капитальном ремонте скважин, в технологических процессах приготовления, утяжеления, химической обработки буровых и тампонажных растворов, других технологических жидкостей широко используются гидроэжекторные смесители (ГЭС). По сравнению с другими устройствами аналогичного функционального назначения они просты и надежны, технологичны. Однако, длительный опыт их использования при бурении, освоении и капитальном ремонте показал, что конструкции ГЭС далеки от совершенства, а технологии с их использованием требуют существенного улучшения.

Являясь принципиально удачным конструктивным решением, ГЭС включает элементы, геометрические характеристики которых не обоснованы ни теоретически, ни экспериментально, а лишь формально перенесены из опыта эксплуатации газожидкостных струйных насосов и с 20-х годов прошлого века практически не менялись. В результате технологические процессы с их использованием до сих пор характеризуются следующими недостатками:

1) пневмотранспорт материалов в вакуумную камеру ГЭС нестабильный, режим подачи порою пробковый и нерегулируемый;

2) при расположении вакуумной камеры под загрузочной воронкой зачастую отмечается намокание материалов и полное прекращение его подачи в зону смешения;

3) при расположении вакуумной камеры выше загрузочной воронки в случае снижения подачи рабочей жидкости отмечается полный срыв пневмотранспорта сыпучего материала;

4) чтобы довести буровые и тампонажные растворы до кондиции, используют повторное их прокачивание через ГЭС, что приводит к интенсивному износу его элементов;

5) в результате неконтролируемого вовлечения в растворы большого количества воздуха показатели их свойств не соответствуют расчетным, что отрицательно сказывается на их дальнейшем использовании.

Указанные выше недостатки приводят к дополнительным затратам рабочей силы, материалов, времени, ухудшают экологическую обстановку в прилегающей к скважине зоне и безопасность технологического процесса. Поэтому задача совершенствования конструкции ГЭС и технологических процессов с их использованием актуальна, экономически оправдана и экологически необходима.

Учитывая изложенное выше, целью данной диссертации является обоснование основных геометрических размеров гидроэжекторных смесителей и модернизация технологии их использования при приготовлении буровых промывочных и тампонажных растворов.

Для решения указанных проблем автором использованы аналитические и эмпирические методы. Создана экспериментальная установка в строгом соответствии с положениями теории моделирования процессов. Выполнены в полном объеме исследования пневмотранспорта и коэффициента эжекции гидроэжекторного смесителя. Обработка экспериментальных данных производилась на персональном компьютере в программе Excel. Результаты диссертационных исследований приняты к внедрению предприятиями, осуществляющими капитальный ремонт нефтяных, газовых и артезианских скважин: ООО «ГидроНефтеМаш», ГУП КК СВ ВУК «Курганинский групповой водопровод». Результаты исследований внедрены и используются с положительной эффективностью в учебном процессе кафедры «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» АМТИ филиала КубГТУ.

Проведенные исследования работы гидроэжекторного смесителя позволили установить целый ряд неизвестных ранее закономерностей. На основе обнаруженных эффектов разработаны технические решения, новизна которых подтверждена патентами РФ, также разработана и зарегистрирована программа для ЭВМ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ, РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Впервые выполнено обоснование процессов эжектирования струей жидкости затворения порошкообразных материалов; определена геометрия струи и ее влияние на проектирование конструктивных элементов ГЭС; определены условия стабильности потока при использовании вакуумного пневмотранспорта порошкообразного материала в приемную камеру.

2. Выполнено моделирование технологических процессов с использованием ГЭС с обоснованием критериев моделирования из условия обеспечения гидродинамического, силового и геометрического подобия.

3. Предложено использовать для экспериментальных исследований два отдельных блока модели: гидродинамический и аэродинамический, согласуя их по доминирующему параметру — коэффициенту эжекции.

4. Разработана экспериментальная установка для исследования гидравлической части смесителя, а именно - исследования зависимости коэффициента эжекции от геометрии проточной части смесителя.

5. Обоснованы требования к конструкции ГЭС для обеспечения максимального коэффициента эжекции: внутренний диаметр камеры смешения должен составлять 4ч-5 внутренних диаметров выходного сечения рабочей насадки; длина камеры смешения должна составлять 20-ь35 ее диаметров, а расстояние Z от выходного сечения рабочей насадки до входного сечения камеры смешения - 2ч-6 диаметров камеры смешения.

6. Аналитическим путем установлено, что при определенных значениях основного геометрического параметра <1кс/с1и и давления жидкости на насадке наступает кризис эжекции. Взаимосвязь между величинами давления и кризисом эжекции, при рабочем давлении перед насадкой до 0,3 МПа,

1 О описывается эмпирическим уравнением: (ёкс/с1н)~=339рр~-27,223рр+6,5905.

7. Разработана экспериментальная установка для исследования пневмотранспорта в приемную камеру ГЭС и установления зависимостей параметров пневмотранспорта (производительность по порошкообразному материалу; плотность потока аэрозоля; скорость потока воздуха) от высоты установки приемной камеры и уровня наполнения загрузочной воронки.

8. Установлены основные закономерности вакуумного пневмотранспорта порошкообразного материала с различной высотой установки приемной камеры, режимными значениями вакуума, высотой засыпки воронки.

9. Доказано, что рациональной скоростью потока воздуха при пневмотранспорте в ГЭС порошкообразных материалов с гранулометрическим составом от 5 до 75 мкм следует считать скорость равную 6-7 м/с, а критической (минимально допустимой) - 2,7 м/с.

10. Доказано, что ГЭС необходимо устанавливать над осреднительной емкостью, но не выше 2,5 м над загрузочной воронкой, а загрузочную воронку - на нижней монтажной площадке, оборудовав ее сифонным выходом и стабилизатором уровня.

11. Установлено, что на производительность по порошку влияет уровень наполнения приемной воронки; при использовании насосов с рабочим давлением 0,35МПа оптимальным является уровень засыпки воронки 0,6 м.

12. Разработана и внедрена конструкция ГЭС, эффективно работающего с насосом низкого давления (0,35 МПа) и позволяющая приготавливать раствор заданной плотности за один цикл смешивания.

13. Разработана и запатентована полезная модель автономного блока приготовления раствора, отличающаяся от общеизвестных тем, что нагнетательная линия от насоса непосредственно перед рабочей насадкой оснащена манометром и регулирующей задвижкой, на выходе из смесителя установлен диспергатор-дегазатор циклонного типа, выход из загрузочной воронки оборудован сифонным патрубком

14. Разработано устройство позволяющее стабилизировать уровень порошкообразного материала в загрузочной воронке.

15. Разработано устройство для измерения угла естественно откоса порошкообразного материала экспресс-методом.

16. Составлена программа для ЭВМ «Программа расчета технологического процесса приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов».

17. Результаты диссертационных исследований приняты к внедрению в ООО «ГидроНефтеМаш», ГУП КК СВ ВУК «Курганинский групповой водопровод» - предприятия, осуществляющие капитальный ремонт нефтяных, газовых, артезианских скважин.

18. Результаты диссертационных исследований, разработки «Гидроэжекторный смеситель», «Автономный модернизированный блок приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов», программа для ЭВМ «Программа расчета технологического процесса приготовления буровых промывочных и тампонажных растворов» используются в учебном процессе кафедры «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» АМТИ филиала ГОУ ВПО КубГТУ при изучении дисциплин «Процессы и агрегаты нефтегазовых технологий», «Введение в специальность» и «Гидравлические машины».

1. Аветисов А.Г., Бондарев В.И и др. Оптимизация процессов промывки и крепления скважин. М.: Недра, 1980. 221с.

2. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебное пособие для вузов. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. - 632 с.

3. Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Технологические основы освоения и глушения нефтяных и газовых скважин: Учебник для вузов,- М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2001. — 543 с.

4. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Технология капитального и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин: Учебник для вузов. Краснодар : Сов. Кубань, 2002. - 584 с.

5. Бездробный О.И. и др. Справочное руководство по цементировочному оборудованию М., Недра, 1979 - 202 с

6. Бездробный О.И., Королесов C.B., Е.А.Щекотова Номограмма для определения производительности гидровакуумных смесительных устройств// Нефтяное хозяйство. 1981. - № 8. - с. 23-24.

7. Берман Л.Д. К расчету струйных аппаратов (эжекторов п гидроэлеваторов). Вестник инженеров и техников, 1938. с.12-16.

8. Будников В.Ф., Булатов А.И., Михайленко Ю.Г. Зарубежные конструкции смесительных устройств для затворения тампонажных растворов // Труды РИА, КГТУ и НТЦ ООО «Кубаньгазпром»/ Краснодар, вып. 18,2003. с. 338-342

9. Булатов А.И., Пеньков А.И, Проселков Ю.М. Справочник по промывке скважин М.: Недра, 1984. - 317 с.

10. Булатов А.И., Проселков Ю.М. Решение практических задач при бурении и освоении скважин: справ, пособие Краснодар: Совет. Кубань, 2006. - 744 с.

11. Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные и тампонажные растворы: учеб. пособие для вузов М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. - 424 с.

12. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Рябченко В.И. Технология промывки скважин-М.: Недра, 1981 -301 с.

13. Булатов А. И., Мамврийский A.C., Лапченко A.M. ЗависимостьSфизико-механических свойств затвердевшего камня от однородности тампонажного раствора // Нефтяное хозяйство. 1970, - № 2, с. 35 - 36.

14. Булатов А.И. Тампонажные материалы и технология цементирования скважин. -М.: Недра, 1991.

15. Головко В.Н. Оборудование для приготовления и очистки промывочных жидкостей. Изд.2. перераб и доп. М; «Недра», 1978, 136 с.

16. Гончаров В.Н. Теория эжектора. Новочеркасск: Изв. Донецкого политехнич. ин-та, 1930. - Т. 14, с. 14-18.

17. Данюшевский B.C. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов. М.: Недра. 1978.

18. Демьянова JI.A. Теоретические и экспериментальные исследования работы струйных аппаратов на газожидкостных смесях. Дисс. на соиск. учен, степ. к. т. н. М., 1999.

19. Донец К.Г. Гидроприводные струйные компрессорные установки. -М., Недра, 1990. 174 с

20. Дроздов А.Н., Демьянова J1.A. Исследование работы струйного аппарата при различных длинах камеры смешения и эжектировании струей жидкости газожидкостной смеси // «НТЖ Нефтепромысловое дело»// ОАО «ВНИИОЭНГ», 1994. -№ 6. с 4-7

21. Дроздов А.Н. Обобщение характеристик жидкостно-газовых эжекторов// Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений. 1991. -Вып.9 - С. 12-15

22. Дроздов А.Н. Доброскок О.Б. Методы исследования характеристик жидкостно-газовых эжекторов //Нефтяное хозяйство. 2001, №1. -С.62-65

23. Камбиров С.Н. К выбору оптимальных безразмерных параметров струйного насоса // Труды Моск.гидромелиор. ин-та 1981. - Т.71. -С.105-111.

24. Коренков Б.Е. Исследование водовоздушных эжекторов с удлиненной цилиндрической камерой смешения. Реф. дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. -М, 1980.

25. Каменев П.Н. Смешение потоков. М, ГОНТИ, 1936, -215 стр.

26. Киселев П.В. Совершенствование буровых растворов и технологии промывки при бурении горизонтальных скважин: На примере месторождений Удмуртии. Дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. -Бугульма, 2001.

27. Леонов Е.Г., Исаев В.И. Гидроаэромеханика в бурении: Учеб. Для вузов. М.: Недра, 1987.

28. Леонтович K.M. Теория гидроэлеваторов и практика их применения. -Советская золотопромышленность, 1937. X 9, с.20-25.

29. Литяева З.А., Рябченко В.И. Глинопорошки для буровых растворов -М.: Недра, 1992.

30. Логвиненко C.B. Техника и технология цементирования скважин. -М., «Недра», 1978. 384 с.

31. Ложков Е.Ф. Исследование гидротранспортных установок с гидроэлеватароми. Реф. дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. Челябинск. 1974.

32. Лямаев Б.Ф., Гидроструйные насосы и установки Л.: Машиностроение, 1988. - 256 с.

33. Макушев Н.И., Милыитейн В.М., Дулаев В.Х-М. Усовершенствованная смесительная установка для приготовления тампонажных растворов, «Нефтяное хозяйство», М., 2008, № 2, с. 40 46.

34. Мамврийский A.C., Лапченко A.M., Храпоненко А.Н., Самойлов В.И. Исследование работы гидровакуумсмесительных устройств для тампонажных растворов // «Нефтяное хозяйство», 1971, № 9, с. 36 — 40.

35. Мамврийский A.C. Исследование смесительных устройств для приготовления растворов. Грозный, Чечено-Ингушское книжное издательство, 1979 84 с

36. Маслов В.В., Кузнецов Р.Ю. Кавитационное диспергирование дисперсной фазы буровых растворов // «Нефть и газ», №6, 2006. С 36-42

37. Маслов В.В. Совершенствование технологии приготовления, разработка и выбор компонентов буровых промывочных жидкостей для строительства нефтяных и газовых скважин. Реф. дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. -Тюмень, 2007.

38. Материалы электронного каталога продукции компании ОАО НПО «Бурение» сайт. http://www.npoburenie.ru/catalog/?ctgid=252, (дата обращения 21.04.2010 г.)

39. Мищенко В.И., Кортунов A.B. Приготовление, очистка и дегазация буровых растворов Краснодар: Из-во «Арт Пресс», 2008. - 336 с.

40. Мищенко И.Т., Миронов С.Д. Влияние свободного газа на работу струйного аппарата /- Деп. Рукописи № 7 (105), ВНИИОЭНГ, 1980. 82 с.

41. Михайленко Ю.Г. Плотность тампонажного цементного раствора (и камня) // Труды РИА, КГТУ и НТЦ ООО «Кубаньгазпром». Краснодар, вып. 18, 2003. с. 179-183

42. Мускевич Г.Е. Гидравлические исследования и расчет водоструйных аппаратов и гидроэлеваторов. — Реф. дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. — Москва, 1971.

43. Нигматулин Р.И Динамика многофазных сред. 4-1 М.: наука, Гл. ред. Физ-мат лит., 1987 - 467 с.

44. Островский Г.М. Пневматический транспорт сыпучих материалов в химической промышленности.- JL: «Химия», 1984. — 161 с.

45. Паневник A.B. Выбор диаметра рабочей насадки скважинного струйного насоса// «Нефтяное хозяйство». 2002,- № 2 -С.84-85

46. Паневник A.B. Исследование работы струйного насоса при бурении скважин// «Нефтяное хозяйство». — 2000. № 7. - С 59-61.

47. Патент РФ 215080. Гидросмеситель для приготовления растворов /Авт. изобрет. Макушев H.H., Рябоконь С.А. М, кл В 28 С5/38 заявл 13.04.1999, опубл 10:06.2000, БИ №12

48. Патент РФ № 2106479 Способ приготовления тампонажного раствора/ Авт. изобрет Логвиненко C.B., Рогов A.A. МПК Е21ВЗ1/138, заявл. 19.03.1996, опубликовано 10.03.1998 г., БИ № 5.

49. Патент РФ № 57818. Гидравлическая камера / Авт полез, мод. Салухов С.Н., Сотников C.B., Пахлян И.А.МПК Е 21 В47/024 (2006.01) заявл.17.07.2006, опубл.27.10.2006 БИ№ 30.

50. Патент РФ № 54331. Установка для приготовления и гомогенизации раствора/ Авт полез, мод. Рябоконь С.А., Милыитейн В.М, Лазаренко A.B. МПК В 28 С 5/38 (2006.01) заявл. 16.02.2006, опубл.27.06.2006 БИ№ 18.

51. Патент РФ № 2214914. Устройство для приготовления растворов/ Авт изобрет. Мильштейн В.М, Мразевский М.П., Горохов Д.В, Коваленко C.B. МПКВ 28 С 5/00 заявл. 14.02.2002, опубл.27.10.2003 БИ№ 13

52. Патент РФ № 2235018. Смесительная установка для приготовления растворов/ Авт изобрет. Рябоконь С.А., Кармолин В.Г., Мильштейн В.М. МГЖ В 28 С 5/38 заявл.27.11.2003, опубл.27.08.2004 БИ № 10

53. Патент РФ № 83450. Установка для приготовления растворов/ Авт пол. мод. Мильштейн В.М. МПК В 28 С 5/38 заявл.04.02.2009, опубл. 10.06.2009 БИ № 8

54. Патент РФ № 62860 Установка для приготовления растворов/ Авт. пол. мод. Рябоконь С.А, Мильштейн В.М., Лазаренко A.B. МПК В 28 С 5/38 заявл. 11.12.2006, опубл. 10.05.2007 БИ № 9

55. Патент РФ № 72266. Смесительная установка для приготовления и нагнетания растворов/ Авт пол. мод. Рябоконь С.А., Мильштейн В.М, Лазаренко A.B. МПК В 28 С 5/38 заявл.ОЗ Л2.2007, опубл. 10.04.2008 БИ № 4

56. Патент РФ № 20101. Автономный блок приготовления буровых и тампонажных растворов /Авт. пол. мод. Пахлян И.А., Проселков Ю.М. Дата подачи заявки: 11.06.2010.

57. Заявка на изобретение № 2010124212 Гидроэжекторный смеситель/Авт. изобрет. Проселков Ю.М., Пахлян И.А Дата поступления: 11.06.2010

58. Подвидз Л.Г., Кирилловский Ю.Л. Расчет струйных насосов и установок / Л.Г. Подвидз, Ю.Л. Кирилловский // Труды ВНИИГидромаш. -Москва, вып 15, 1968 с 28-33.

59. Разумов И.М. Псевдоожижжение и пневматический транспорт сыпучих материалов. М.: Изд-во «Химия» 1964 - 161 с.

60. Ржаницын H.A. Водоструйные насосы (гидроэлеваторы). М, ГОНТИ, Ред, энергетической лит-ры. 1938, - 120 с

61. Резниченко И.Н. Приготовление, обработка и очистка буровых растворов. М.: Недра, 1982. - 226 с.

62. Руденко М.Г. Характеристики кавитационных устройств технологического назначения. Дисс. на соиск. учен. степ, к.т.н. Красноярск, 1993.

63. Руднев С.А., Некрасов Б.В. Гидроструйные насосы и установки: 2-е изд. М.: Машиностроение, 1982. -349 с.

64. Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам. Оренбург: издательство «Летопись», 2005 — 664 с.

65. Самойлов В.И, Мамврийский A.C., Филимонов A.A., Храпоненко А.Н. Об улучшении выгрузки тампонажных материалов из бункеров цементосмесительных машин./«Нефтяное хозяйство» , М., 1975, № 11,с. 51-53.

66. Соколов Е.Я. Струйные аппараты М., Госэнергоиздат, 1970-390 с.

67. Спиридонов Е.К. Теоретические основы расчета и проектирования жидкостно-газовых струйных насосов. Дисс. на соиск. учен. степ, д.т.н. Челябинск, 1996 г.

68. Темнов В.К. Основы теории жидкостных эжекторов. Челябинск: Челябинск. Политехи, ин-т, 1971, 89 с.

69. Тиме И.А. Исследование водоструйных приборов. Горный журнал. 1891. -Т.З, с.8-11.

70. Тиме И.А. Второе исследование водоструйных приборов. Горный журнал, 1892. - Т.1, стр.25-31.

71. Успенский В.А., Кузнецов Ю.М.Струйные вакуумные насосы М.: «Машиностроение», 1973 г - 144 с

72. Шарафутдинов 3.3 Управление технологическими параметрами буровых и тампонажиых растворов изменением структурного состояния дисперсионной среды: Дисс. на соиск. учен. степ, д.т.н. Уфа, 2006 369 с.

73. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. Перевод с немецкого. Главная редакция физ.-мат. литературы. Из-во «Наука» 1974 г.

74. Bergeron L. Handbuch fur Specide Eisenbahn Technik - Leipzig: 1882, Bd3,c. 15-21.

75. The catalogue of oil and gas producer's equipment of the Company "Mi Swako". Materials of the site www.MiSwako.com, it is found 03/04/2010

76. Jiao В., Blais R.N., Schmids Z. Efficiency and Pressure Recovery in Hydraulic Jet Pumping of Two-Phase Gas/Liquid Mixtures, SPE Production Engineering, Nov., 1990.

77. Hatziavrarnidas D.T. Modeling and Design of Jet Pumps. SPE Production Engineering, Nov., 1991.

78. Grupping A.W., Coopes J.L.R., Groot J.G. Fundamentals of Oil Well Jet Pumping SPE Production Engineering, February, 1988.

79. Guiberson Division of Dressed Industries. Catalog 1992-93, USA.

80. New Technology Fore Offshore Fields. Ocean industry, Feb., 1988. -p.12-13.

81. New Tools. Techniques Upgrade Drilling and Production Practice. World Oil, June, 1995. - p.45-47.

82. Petrie H.L., Wilson P.M., Smart E.E. Jet Pumping Oil Well. Word Oil (Nov. 1983, Dec. 1983, jan. 1984,51-56, 101-108, 111-114.

83. Sas-Jaworsky H.A., Tell M.E. Coiled Turbing 1995 update. Production applications. World Oil, June, 1995. - p.65-66.

84. Smart E.E. Jet Pump Geometry Selection. Southwestern Petroleum Short Course, Lubbock, (TX), 1985.

85. Trico Industries, Inc., Catalog 1992-93, USA.

86. Zeuner G. Das Lokomotivblasronz. Zerich, 1863, 150 cTp.

87. Vodel R. Theoretisch and experimentelle Untersuch unden strahlapparaten.-Maschinenbautechinik, 5, .11, (1956) -N 12.

88. Zeuner G. Das Lokomotivblasronz. Zerich, 1863, 150 cTp.

89. Zeuner G. Vorlesunder über Theorie der Turbinen Leipzig: 1899,1. CTp.