автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Повышение эффективности призабойных гидродинамических процессов при шароструйном бурении скважин

ртз оа - •

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕШРЕСККЙ УННЕЕРСНТЕГ

На правах рукописи

ЗАУРБЕКОЗ Сейтйян Арыспекович

ПОВШЕНКЕ ШШШЖЮСТИ ПРИЗ ДВОЙНЫХ ПЩР0ДША1ШЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ йАРССТРУМНОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Специальность: 05.15.11 - "йгаические процесс«

горного производства"

А ВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Алматы, 1995

/

Работа выполнена в Казахском национальном техническом университете

Научный руководитель - кандидат технических наук,

' профессор Бабкн Ю.Н.

Ведущая организация - Иститут горного дела

им.Д.А.Кунаева HAH PK.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Музапаров М.Ж.

кандидат технических наук, доцент Федоров Б.В.

Защита состоится ноября 1995г. в № ^

на заседании специализированного совета Д.14.13.04 при Казахском национальном техническом университете: 480013,- г.Алматы, ул.Сатпаева,22, НК, ауд.301.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского национального технического университете.

Авторефетат разослан " 84 " октября 1995г.

Учений секретарь специализированного совета Д.14.13.04, кандидат технически - Кенжебаев А.К.

наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Потребность Республики Казахстан в разработке и освоении новых нефтяных месторождений, в том числе морских, ставит перед нефтяниками-машиностроителями задачу совершенствования бурового оборудования,создания новых образцов буровых машин,агрегатов и породоразрушащего инструмента. Техника и технология бурения глубоких скважин за последние десятилетия не претерпела коренных изменений. Научно-технический прогресс в области бурения сказался только в увеличении глубины скважин и сокращении срока их строительства. Однако технологическая схема бурения, оборудование и инструмент остались принципиально теми же, что и 20...30 лет назад. В последние годы идет интенсивный поиск новых способов разрушения горных пород, которые бы позволили значительно повысить к. п.д. и механическую скорость бурения. Сейчас известно множество новых способов бурения глубоких сквачсин, основанных на последних достижениях науки и техники в области разрушения горных пород.

Одним из перспективных направлений исследовании является способ разрушения горных пород, использующий гидравлическую мощность потока промывочной жидкости с добавлением абразива (песка, дроби, шаров и т.п.), получивший в отечественной технической литературе название гидроэрозионного метода бурения.

Целый ряд авторов, проводивших сравнительный анализ различных способов бурения скважин, считает гидроэрозионный метод наиболее перспективным, позволяющим реализовать на забое гораздо большие мощности в сравнении с другими способами бурения.

Анализ результатов исследований показал, что эрозионный метод бурения пока единственно технически осуществимый способ, который может повысить в кратное число раз механическую скорость бурения и величину проходки на долото. Осуществление призаОойной циркуляции стальной дроби (шаров), используемой в качестве абразива, позволит решить технические и технологические трудности освоения этого метода.

Выбор той или иной схемы компоновки снаряда прежде всего должен базироваться на результатах исследований гидродинами-

ческих процессов, происходящих в призабойной зоне скважины. Из-за отсутствия единой теории процесса призабойной гидравлики и несовершенства существующих экспериментальных стендов до настоящего времени практически не изучена картина распределения скоростных потоков жидкости и шаров в снаряде и призабойной зоне скважины, хотя их влияние на правильный подбор конструктивных параметров снаряда очевидно.

В связи с этим исследование процессов разрушения горных пород и разработка конструкций устройств, обеспечивающих при-забойную циркуляцию абразива (шаров) и обладающих надежностью в работе, являются Еажной и актуальной задачей, имеющей большое теоретическое и практическое значение.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является повышение эффективности шароструй-ного бурения путем определения рациональных параметров процессов разрушения и разработка новой конструкции снаряда.

ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании законов гидродинамики для определения рациональных параметров процесса разрушения пород в системе жидкость-металлические шары при шарост-руйном бурении скважин.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ. Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:

- исследование гидродинамических процессов, протекающих на забое скважины, в рабочих органах струйного аппарата ша-роструйного снаряда при различных схемах его компановки, и оценка перспективности каждой из схем;

- определение рациональных параметров рабочих органов: соотношения диаметра снаряда и скважины, кольцевых проходных сечений первичного и вторичного сопел (51/52), ширины (кольцевого) вторичного сопла и диаметра шаров, длины вторичного сопла и частоты ударов, зазора между снарядом и забоем (длины опоры) и распределением ударов по поверхности забоя;

- определение числа, диаметра и материала шаров,обеспечивающих эффективность [пароструйного бурения, и разработка опытной конструкции ¡пароструйного снаряда и устройства для извлечения шаров из скважины;

- проведение промышленных испытаний опытной конструкции шароструйного снаряда и устройства для извлечения шаров, а также технике-экономическая оценка эффективности результатов исследований.

НАУЧНЫЕ ПОЖШЕНИЯ, ЗАЩИЩАЕМОЕ В РАБОТЕ.

1.Эффективность применения шароструйного снаряда с кольцевой формой первичного и вторичного сопел, обеспечивается равномерностью распределения ударов шаров по забою.

2.Обоснована объемно-динамическая модель процесса движения шаров в призабойной зоне, обеспечивающая выбор рациональных параметров процесса разрушения породы и рабочего органа снаряда в любых условиях бурения.

3.Предложен метод инженерного расчета гидродинамических параметров рабочего процесса, позволяющий расчитывать конструкции снарядов для различных диаметров скважин.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИИ заключается в:

- установлении закономерностей изменения частоты ударов шаров от их количества, "критической" скорости вымывания шаров, скорости их вылета из бурового снаряда и других влияющих факторов;

- разработке объемно-динамической модели процесса движения шаров в призабойной зоне, позволяющей устанавливать рациональные параметры разрушения горных пород;

- разработке метода расчета гидродинамических параметров рабочего процесса шароструйного бурения, позволяющего создавать и расчитывать конструкции буровых снарядов для различных диаметров скважин;

- обосновании и разработке новой конструкции шламометаллоуло-вителя, обеспечивающего эффективную очистку скважины от металлических шаров и других посторонних предметов.

ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ подтверждается сходимостью аналитических расчетов с данными лабораторных и производственных экспериментов (относительная погрешность до 20 %).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Показано, что при работе ¡пароструйных снарядов с кольцевой формой первичного и вторичного сопел обеспечивается 5-6 кратное повышение частоты ударов шаров по забою. Разработана новая конструкция снаряда и установлен рациональный режим его работы.

Разработан принципиально ' новый шламометаллоуловитель, позволяющий очищать скважины от металлических шаров и других посторонних предметов.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В работе использован комплексный метод исследования, включающий анализ и научное обобщение лите-

ратурных и фондовых материалов, аналитические исследования,моделирование, лабораторные эксперименты с проверкой их результатов в производственных условиях, методы математической статистики для обработки экспериментальных данных.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. На основании результатов работы разработана опытная конструкция снаряда ШСМ-216 и проведены промышленные испытания в Мангьшлакском УБР.

В результате испытаний установлено превышение показателей посравнению с серийными долотами по механической скорости на 20 % и по проходке на долото 43 % при бурении мергелей,известняков и песчаников, т.е. пород средней крепости. Это говорит о работоспособности разработанной конструкции снаряда ШСМ-216.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения работы были доложены на: Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов предприятий нефтяной и газовой промышленности (г.Шевченко,1987 г.);второй Всесоюзной научно-технической конференции "Вскрытие нефтегазовых пластов и освоние скважин" (г.Ивано-Франковск,1988 г.); секции Республиканского НТТО, 1989г.-, научно - техническом совещании в г.Шевченко (1991 г.)¡совместном семинаре кафедр "Разрушение горных пород и шахтное строительство", "Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов", "Бурение нефтяных и газовых скважин" и "Транспортные и горные машины" (Каз.НТУ,1995 г.); Научном семинаре организованном фирмой "Эльф Нефтегаз" Франция (Алматы, 09.1995г.).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано семь научных работ и получен патент на изобретение Госкомизобретенш СССР.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов изложенных на 140 стр. машинописного текста,включает 48 рисунков, 4 таблицы, 103 наименования использованных источников на 7 стр. и приложения на 9 стр..

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Последние годы развития нефтяной отрасли характеризуются увеличением числа месторождений с глубоко залегающими продуктивными горизонтами. Геологические разрезы скважин на этих месторождениях представлены в своей нижней части крепкими гор-

ными породами. Механическая скорость бурения, проходка на долото с использованием традиционных шарошечных долот снижаются из-за повышенной твердости проходимых пород и недостаточной стойкости опоры и вооружения долот. Применяемые для проходки твердых, крепких пород алмазные долота обеспечивают низкую механическую скорость бурения и имеют высокую стоимость.

Целесообразность применения шароструйных снарядов для бурения скважин в породах высокой крепости подтверждается испытаниями этих снарядов проведенными у нас и за рубежом.

Приоритет создания шароструйных снарядов принадлежит американским ученым фирмы "Картер Ойл К" Эскелю М.Деджервуду Б., Маккрею А..Колю 0. Так, при бурении шароструйной головкой опытной скважины на месторождении "Бедфорд Индиана",разрез которой был представлен плотным известняком и песчаником, механическая скорость проходки составила 32 м/ч,что в 2,8 раза выше, чем при бурении шарошечными долотами, но при этом буровая головка быстро выходила из строя. Всем опробованным конструкциям шароструйных снарядов присущ один недостаток - быстрый износ буровых головок.

Установлено, что на эффективность работы шароструйного снаряда существенное влияние оказывают: форма первичного и вторичного сопел, соотношение между диаметрами шаров и вторичным соплом, длина вторичного сопла, зазор между снарядом и забоем скважины, наличие устройства для принудительного направления шаров во вторичное сопло. Все это необходимо учитывать при создании конструкции шароструйного снаряда, что обеспечит его универсальность и положительно скажется на показателях бурения.

Дальнейшего изучения требуют следующие вопросы-, передачи энергии жидкости шарам,траектория движения шаров,влияние плотности материала шаров и их количество. Практически не исследовано распределение скорости и давления промывочной жидкости вдоль вторичного сопла и корпуса снаряда, забоя и стенок скважины.

Указанные выше факторы и пред'опредилили цель, методику и программу экспериментальных исследований, изложенных в настоящей работе.

В работе представлено описание физической сущности рабочего процесса шароструйного снаряда, механизм взаимодействия снаря-

да с забоем скважины, математические зависимости влияния соотношения диаметров шаров и ширины вторичного (кольцевого) сопла на эффективность передачи энергии от жидкости шару, приведен расчет струйного аппарата снаряда, предложены зависимости по определению оптимального числа шаров в системе.

Процесс разрушения пород шарами аналогичен процессу динамического вдавливания сферического индентора. Однако устойчивый второй скачек разрушения наступает при большей энергии единичного удара (4 Н- м<Т< 8 Н*м ), а глубина лунки разрушения, находится в тех же пределах 1"и=(0,4-0,7)с1ю.

При работе шароструйного снаряда, имеющего первичное и вто-риричное сопла кольцевой формы и центральную опору, поверхность забоя вырабатывается по кольцу и имеет тороидальную форму, что подтверждается результатом исследований по опрделению распределения отпечатков ударов шаров по забою.

Существенное влияние на частоту ударов шаров оказывает их количество. Число шаров, "заправляемых" в снаряд, зависит от "критической" скорости вымывания шаров, при которой происходит подъем шаров выше камеры разряжения снаряда."Критическая" скорость вымывания описывается ¿юрмулой скорости осаждения круглой частички в турбулентном потоке с введением корректирующих коэффициентов, учитывающих влияние стенок кольцевого пространства.

Установка выше камеры разряжения устройства для задержания шаров, поднимающихся восходящим потоком в затрубном кольцевом пространстве, позволит снять ограничения на производительность водительность насосов при работе снаряда, что обеспечит достижение заданной скорости соударения шаров с забоем скважины.

Установлено, что число ударов есть функция от скорости вылета шаров из снаряда:

К = ПУш) , с , (1)

где К - число ударов в единицу времени;

Уш - скорость вылета шаров из вторичного сопла.

Если шары будут непрерывно поступать во Еторичное сопло (имеющее кольцевую форму) укладываясь по 12 в ряд, то их количество, прошедшее через вторичное сопло в единицу времени будет равно:

ш = 12Уш/с1ш , шт/с , (2)

где с!ш - диаметр шаров, м;

Ниже приведена экспериментально полученная и вычисленная кривая "критической" скорости, вымывания шаров (рис.1).

График зависимости "критической" скорости вымывания шаров от их диаметра

V

10 15 2 шшвтр. шаров 1 и. 1 ■ ^—--

отношение диаметра шара х гпнрнне кольцевого пространства

Рис.1

1-экспериментально полученная; 2-рассчитанная Фактически же не всегда одновременно проходит по 12 шаров и между ними по длине вторичного сопла имеется свободное пространство, что может быть учтено коэффициентом Е, тогда можно записать:

ш = НЕЕУш/сЗш , шт/с , (3)

где Е =0,4-0,7 - коэффициент, полученный экспериментально на стенде.

Максимальное число шаров по объему можно определить исходя из условия непрерывного поступления их во вторичное сопло с учетом интервала времени между шарами по скорости и их диаметру:

С Г1СН Ис + <3сн

Ху =------- Л(----------)Ьсн/2ёш, шт , (4)

2с1ш 2

где С = л [(De + dcH)/23 - длина окружности по среднему диаметру кольцевого эатрубного пространства,м; De - номинальный диаметр скважины,м; dcH- диаметр корпуса снаряда,м;

hcH- длина снаряда от нижней его части до устройства принудительной подачи шаров во вторичное сопло,м.

Работа струйного аппарата шароструйного снаряда характеризуется тем, что инжектируемый поток представляет собой смесь промывочной жидкости и стальных шаров. Поэтому под массовым расходом инжектируемой жидкости подразумевается суммарный массовый расход стальных шаров и промывочной жидкости.

Плотность промывочной жидкости инжектирумого потока можно определить по формуле:

ри = (1 - С)рж + Срж, кг/и3, (5)

где С - объемная концентрация шаров в жидкости кольцевого пространства определяется как:

С = vmTv/Vrai, шт , (б)

рж,рш - соответственно плотности промывочной инжектируемой жидкости и шаров,кг/м3; .

Уш - объем одного шара,м-3;

Ту - общее число шаров в системе,шт;

Vra - объем кольцевого пространства по высоте снаряда, MJ.

Соотношение диаметра используемых шаров и ширины проходного сечения вторичного сопла оказывает существенное влияние на эффективность передачи энергии потоком жидкости шару и определяется коэффициентом загромождения потока Q=dm/b2, с ростом величины которого увеличивается коэффициент сопротивления тела в потоке Сх, следовательно, растет величина гидродинамической силы, действующей на шар. Оптимальным следует считать величину Q = 0,8, т.к. дальнейшее ее повышение ухудшает условия поступления шаров во вторичное сопло.

Основываясь.на методике расчета шароструйных снарядов с цилиндрическими центрально расположенными первичным и вторичным соплами нами разработана методика расчета геометрических размеров шароструйных снарядов с кольцевыми (щелеввдными) первичным и вторичным соплами и опорой по центру скважины.

Результаты экспериментальных исследований различных конструкций шароструйных снарядов позволили уточненить результаты

теоретических расчетов геометрических размеров снаряда.Разработанная модель шароструйного снаряда, методика и установка для проведения исследований, позволили определить закономерности распределения скоростей движения промывочной жидкости и шаров в рабочих органах снаряда.

На основании данной методики была разработанна конструкция шароструйного снаряда ШСМ-216 для бурения скважин диаметром 216 мм, принятая в качестве объекта исследований (рис.2). Выбор снаряда в натуральную величину обоснован необходимостью избежать ошибок, неизбежно появляющихся при моделировании.

ШСМ-216 существенно отличается от ранее существующих конструкций снарядов такого типа тем, что первичное и вторичное сопла имеют кольцевую форму. Это значительно повысило козффи-

Общий вид экспериментального шароструйного снаряда ШСМ-216

Рис.2

циент полезного действия струйного аппарата, а наличие центральной опоры позволило постоянно поддерживать в необходимом интервале зазор между поверхностью забоя скважины и выходной кромкой вторичного сопла.

Установление рациональных конструктивных размеров натурного шароструйного снаряда, выбранного в качестве объекта исследований и уточнение условий, обеспечивающих эффективную работу, потребовало проведения широкомасштабных экспериментов на специальном стенде СИПЫ.

Принципиальная схема экспериментального стенда

1-емкость;2-линия нагнетания;3-линия слива;4-насосы;

5-расходомер;6-манометр;7-прозрачная модель скважины;

8-снаряд;9-координатник;10-щит с КИП Стенд для исследования гидродинамических процессов (рис.3) создан на базе бурового станка ЗИФ-650А и позволяет получить количественную и качественную оценку той или иной схемы промывочных устройств долот или снарядов любого типоразмера, применяемого для бурения нефтяных и газовых скважин.Исследуемый снаряд навинчивается на шпиндель бурового станка и помещается

в модель скважины, представляющей собой прозрачную камеру, что дает возможность исследовать гидравлические процессы не только на забое, но и в призабойной зоне. Основной объем измерений проводился при скорости истечения из первичного сопла снаряда 10 м/с, 20 м/с, 40 м/с.

Полученные в безразмерной форме результаты позволяют интерпретировать их и на другие типоразмеры снарядов и режимы промывки.

При исследовании новых комбинированных схем компоновки по заданной схеме варьировались соотношение площадей выходных сечений первичного и вторичного сопел, длина вторичного сопла, зазор между снарядом и забоем при фиксированном диаметре скважины, исследовалась закономерность распределения скоростей и давлений потока жидкости в кольцевом пространстве по высоте снаряда. Проведена серия опытов с шарами для определения критической скорости вымывания шаров,влияния длины вторичного сопла на частоту ударов по забою, распределения плотности отпечатков ударов по поверхности забоя, определялась скорость шара в момент соударения с забоем. Отдельно проверялась эффективность работы разработанного задерживающего устройства для принудительной подачи шаров во вторичное сопло.

Зависимости расстояния между снарядом и забоем от диаметра скважины

I

§ 0.7 0.6

е

о

5 3 4 5 6 1П>2

ргсствяме выжженное через шнрнпу вторшчяого сойм

Л

/ /

/ / 4 7/ / /

4

-к \-5 Ф 1- 5(1 II глпкг

расстояние снаряда до забоя

Рис.4

В процессе обработки экспериментальных данных применялся комбинированный метод, заключавшийся в построении дискретных графиков скоростей и давлений в измеряемых плоскостях.

Изменение средней скорости движения жидкости в кольцевом пространстве по высоте снаряда

ТГ"Шй1

относительная скорость,%

РИС.5

На первом этапе исследовалось отношение площадей проходных сечений первичного и вторичного сопел. Установлено, что приемлемым является соотношение, находящееся в пределах:

31/31 = (4 - 6)10

г£

(7)

где 51,52 - соответственно, площадь проходного сечения первичного и вторичного сопел, м5. Серия опытов была проведена для установления оптимальной длины вторичного сопла для разгона шаров. Анализ графиков профиля скорости смешанного потока, а также скорости давления вдоль вторичного сопла показал, что рациональная длина вторичного сопла, выраженная через его ширину составляет:

Ь2/Ь2 = 6,0 - 7,0 ,

(8)

График распределения частоты ударов вдоль радиуса забоя и скорости шара в момент соударения

п-Ювт/шн

НшШ. %

я

° 1£|

а

ев « «

а. 6 &

° 4

Ен О

Л 2

V

2 В-4Ви»с 1-* -г 2-Иш-г

А-<

/ У ч »» V

• 4 / / 1

/ / +\

О ая 0.4 0£ 0.9

относительный радиус скважины

25 20 15 10 5

гГ8

л н о о

а §

о

к д

ч

ф

Е-> К О

о к

Ы О

Рис.6

Для установления зазора между снарядом и забоем провели серию опытов с шарами. Исследования показали, что оптимальным следует считать зазор между снарядом и забоем, определяющийся соотношением:

13/Ъ2 = 3,6 - 4,5 , (9)

Исследована закономерность распределения скорости и давления потока по Еысоте снаряда. Как следует из рис.5 величина скорости вше камеры разряжения (область падения шаров) в 3-4 раза меньше скорости ниже камеры разряжения (область подъема шаров),что указывает на образование области разряжения и инжектирования жидкости из затрубного пространства во вторичное сопло снаряда (рис.5).

Увеличение значения коэффициента "загромождения" потока (О = с1ш/Ь2) с 0,45 до 0,8 приводит к повышению частоты ударов ша-

ров по забою в единицу времени на 30 % без дополнительных затрат мощности, подводимой к первичному соплу.

Исследования по установлению скорости шара в момент его соударения с забоем и распределения плотности ударов по поверхности забоя, позволили установить закономерность изменения этих показателей (рис.6).

Соотношение скорости шара в момент его соударения с забоем и скорости несущего потока составило:

Иш/Иж = 0,96 - '0,99 , (10)

На основе анализа полученных данных, предложены обобщающие критерии сравнительной эффективности различных компановок снаряда определяемые соотношениями:

S1/S2 = (4... 6) 10"5 L2/b2 = 6,0...7,О

L3/b2 = 3,6...4,5 , (11)

dm/b2 = 0,8...0,85

Показано, что система для направленно-принудительной подачи шаров в вторичное сопло обладает низким коэффициентом гидравлических сопротивлений и обеспечивает повышение эффективности работы снаряда за счет увеличения гидравлической мощности подводимой к первичному соплу, величина которой в ранее существующих конструкциях ограничивалась критической скоростью "вымывания" шаров в затрубном пространстве.

В работе приведены результаты сопоставления теоретических и экспериментально полученных данных и даны рекомендации по расчету и конструированию шароструйных снарядов, представлены результаты промысловых испытаний.

Бурение опытным снарядом'велось роторным способом в интервале 500-1100 м, представленном породами средней крепости (мергели, известняк, песчанник), при следующих параметрах режима бурения: расход жидкости-30 дм/'с; осевая нагрузка-ЮкН; частота вращения 90 об/мин; плотность бурового раствора -1060 кг/м1

Проведение испытаний потребовало разработки и изготовления устройства для извлечения шаров из скважины. Предложеная конструкция шламометаллоуловителя 1ШУС-193, представленного на рис.7, основана на гидравлическом принципе очистки забоя. Проведенные предварительные стендовые и промысловые испытания ШМУС-193 показали эффективность очистки забоя от посторонних предметов.

Общий вид шалмометаллоуловителя [МУС-193

Рис.7

1-труба 1;2-труба 2;3-переходник;4-обсадная труба;

5-насадки

В результате испытаний шароструйного снаряда получены результаты, превышающие показатели бурения серийными долотами по проходке на 43 % и механической скорости бурения на 20

Визуальный осмотр и замеры геометрических размеров опоры и калибрующе-центрирующих ребер показали, что снаряд имеет незначительный равномерный износ. На вторичном сопле и корпусе снаряда внешних повреждений не установлено.

Узлом, определяющим срок работы снаряда на забое, является первичное сопло, размыв которого определяли по падению давления на манометре более чем на 30 £ от начального.

Полученные результаты, показали большие потенциальные возможности опытного снаряда при повышении стойкости первичного сопла до величины, здекватной выпускаемым соплам для серийных долот из материала ВК-13.

Разработанное устройство ШМУС-193 может быть использовано для очистки забоев скважин как от металлических, так и неметаллических посторонних предметов.

Согласно расчету экономическая эффективность на один метр проходки при бурении интервала 500-1100 м составила в ценах 1989года 12,86 рубля.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ, ПРАКТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи по определению рациональных параматров призабой-ных процессов, основанное на использовании законов гидродинамики при изучении системы "шары-жидкость-порода". Разработан новый снаряд для шароструйного бурения скважин.

Основные научные и практические результаты работы: 1. Анализ известных конструкций шароструйных снарядов показал, что их низкая эффективность обусловлена последовательным осевым расположением первичного и вторичного сопел цилиндрической формы,т.к. это не обеспечивает высокую частоту ударов и рациональное распределения шаров по площади забоя, а калибрующие лапы перекрывают значительную часть его поверхности.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Заурбеков С.А. Разработка конструкции бурового снаряда ШСМ-216 и установление режимов его работы //Тез. докл.Республиканской науч.- техн. конф. молодых ученых и специалистов предприятий нефтяной и газовой промышленности.-Шевченко,1987.

2. Майлибаев М.М..Заурбеков С.А. Забойный дворник //Инф. лист. -АлмаАта: КазНШНТИ ,1987.

3. Заурбеков С.А. Вскрытие продуктивных горизонтов представленных средними и твердыми породами с применением шароструйного снаряда ШСМ-216 //Всесоюз.конф."Вскрытие нефтяных пластов и освоение скважин" -Ивано-Франковск,1988.

4. Заурбеков С.А. К вопросу экспериментального исследования распространения тонких плоских струй, истекающих из насадков струйных аппаратов //Сб.науч.тр.-Алма-Ата:КазПТИ,1989.

5. Майлибаев М.М..Заурбеков С.А. Скважинный шламометаллоуло-витель: Патент на изобретение N1689586 А1 Ekwui.N41 от 07.11.91.

6. Викбулатов И.К..Заурбеков С.А.,Майлибаев М.М. Совершенствование технических средств для очистки забоев нефтяных скважин //Аналит.обзор.-Алма-Ата:1991.

7. Заурбеков С.А. Разработка и установление рациональных режимов работы шароструйного снаряда //Сб.науч.тр.-Алма-Ата:КазПТИ, 1992.

Аннотация

Зэу1рбеков Сейтжан Арыспекулы

"Унгыларды шарагындык бургылау кез1ндеп забой манындагы гидродинамикалык процестер тимд!л1г1н арттыру".

Унгыларды шарагындык бургылау кезвдегг забой манындагы гидродинамикалык процестер ти1мд1мг1н арттыру мэселелер1 зерт-телген эртурль Шарагындык снарядтар жинактарынын салыстырма-лы тюмдШгШн кортынды критериясы усынылган. Жасалган шарагындык снаряд конструкциясна жург1з1лген онд1р1ст1к сынаулар нэтижес1 бойынша бургылау корсеткештер! серийялы кажаулармен салыстырганда жогары. 0т1мд1л1к 43 %-ке, механикалык бургылау жылдамдыгы 20 %-ке оскен.Патент алынган шламустауыш конструк-циясы усынылган. Экономикалык ти1мдШк 1989 жылдын наркы бойынша 01р метр от1мд1л1кке 12,86 сом.

Annotation

Zaurbekov Seitzhan Arispekovich Zhe question of increasinq of efficiency of hydraudyna-mic processes by rollerstream drillinq of holes are studied. It wos proposed summery criteria of comparative efficiency of different parts of rollerstream projeectile.On the basis of having been carried industrial researches of working out construction of rollerstream projectile was got the results exceeding the index of drilling with series bitalong heading on 43% (per cent) and mechanic velocity of drilling on 20%. It is proposed a construction of shalmomentallic catching on which was got a patent. Zhe economical efficiency on one metre of heading formed 12,86 roubles in price of 1986 year.