автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.14, диссертация на тему:Проектирование оптимальных режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами: проблемы и решения

На правах рукописи

РГВ од

ОСИПОВ Петр Федотович Д ЯГ ¿ ' П

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ ГИДРОМОНИТОРНЫМИ ШАРОШЕЧНЫМИ ДОЛОТАМИ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ

Специальность 05.15.14 - Технология и техника

геолого-разведочных работ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2000

Работа выполнена в Ухтинском государственном технической! университете и Федеральном государственном унитарном предприятии «Научно-производственный Центр по сверхглубокому бурению и комплексному изучению недр Земли».

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор И.Г.Шелковпиков, доктор технических наук, профессор А.Г.Потстов, доктор технических паук А.В.Сахаров

Ведущее предприятие'. ГГП «Невскгеологин».

Защита диссертации состоится 30 мая 2000 г. в 15 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д 063.15.12 при Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В.Плеханова по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я лишш, д.2, ауд.1203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 28 апреля 2000 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета, д.т.н., профессор

И.П.ТИМОФЕЕ»

7/ у/Я У у^ </_ /Гу^ ¿г п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проектирование и совершенствование режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами (с момента их появления) было и продолжает оставаться той областью приложения знаний и умений, которая в случае правильно принятого технологического решения обеспечивает достижение высоких экономических результатов. Практика показывает, что даже самые простейшие улучшения, найденные или случайно, или на уровне интуиции, или на основе личного опыта исполнителя буровых работ, или путем статистической обработки стихийно накопленного промыслового материала, или на основе активного промыслового эксперимента, дают, как правило, замечательные результаты, обеспечивая ускорение бурения и удешевление буровых работ. Высокая результативность объясняется тем, что шарошечные долота продолжают оставаться основным породоразрушающим инструментом, а процесс механического разрушения пород занимает, как правило, более 30...40 % производительного времени бурения скважины, являясь одним из основных, часто повторяющихся технологических процессов. Вместе с тем параметры режима бурения, реально применяемые на практике, часто оказываются далекими от оптимальных, а эффективность применения энергии высоконапорных гидромониторных струй продолжает оставаться весьма невысокой, что приводит к недоиспользованию потенциальных возможностей долот. Между тем совершенствование режимов бурения осуществляется исключительно экспертными методами без количественной оценки ожидаемых результатов применения того или другого варианта технологии углубления скважины.

Все известные методы совершенствования режимов бурения требуют значительных затрат времени и средств на подготовку исходной информации: для анализа опыта бурения нужен, как минимум, сам опыт; для принятия решения по поводу нового варианта бурения необходимо его испытание; для использования методов, основанных на определении механических свойств пород, нужен представительный керновый материал; для применения аналитического метода, основанного на определении "базовых зависимостей" необходим осуществить продолжительные (иногда многолетние) промысловые исследования по специальным программам в нескольких скважинах. В результате "теоретические" шансы на применение перечисленных методов имеют только эксплуатационные скважины. Разведочные, поисковые и опорные скважины, проектирование и бурение которых осуществляется в условиях острого дефицита геологической и почти полного отсутствия промысловой информации, по определению лишены возможности полезного применения перечисленных методов.

Известные методы совершенствования режимов бурения ориентированы на учет только части влияющих на результат бурения факторов. Нет методики прогнозирования результатов применения струйной промывки, хотя они часто превосходят влияние осевой нагрузки и скорости вращения долота.

Назрела острая необходимость в разработке математической модели углубления скважины и основанной на ней универсальной методики проектирования оптимальных режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами, учитывающей влияние основных факторов, в том числе и струйной промывки и изменения буримости пород в процессе отработки долота, и пригодной для применения в условиях ограниченности геолого-промысловой информации.

Разработке физических и аналитических методов совершенствования режимов бурения (на основе экспертных оценок, методов физического моделирования, и аналитических методов описания процессов) посвящены работы М.Г. Абрамсона, Ю.Ф. Алексеева, P.A. Бабаяна, Б.В. Байдкжа, В.Г. Беликова, Г.Д. Бревдо, А.И. Булатова, Ю.Е. Владиславлева, B.C. Влади-славлева, Я.А. Гельфгата, М.Т. Гусмана, Ф.И. Железнякова, A.B. Зубарева, P.A. Иоаннесяна, Ю.Р. Иоанесяна, Е.А. Козловского, H.A. Колесникова, Л.П. Константинова, М.Р. Мавлютова, И.Б. Малкина, П.Р. Матюшина, Б.И. Мительмана, A.B. Орлова, A.A. Погарского, А.Н. Попова, Ю.Ф. Потапова, В.В. Симонова, А.И. Спивака, В.И. Ткаченко, B.C. Федорова, Н.М. Филимонова, М.А. Фингерита, К.А.Чефранова, С.А. Ширинзаде, J1.A. Шрейнера, М.Г. Эскина, P.M. Эйгелеса, Е.К. Юнина и многих других, а также зарубежных исследователей Аплена, Бамгарднера, Бингхэма, Вудса, Галле, Де-кера, Каннингема, Маурера, Мура, Мэрфи, Роулея, Спира, и др.

Исследованию затопленных струй и вопросов эффективного применения гидромониторной промывки в бурении посвящены работы И.К. Бикбулатова, A.A. Босенко, Е.П. Варламова, A.M. Гусмана, H.A. Жидовце-ва, В.И. Исаева, А.К. Козодоя, П.Н. Корыпаева, Е.Г. Леонова, М.И. Липке-са, М.Р. Мавлютова, И.Б. Малкина, А.Х. Мирзаджанзаде, A.M. Свалова, В.В. Симонова, Б.Н. Сиова, В.И. Ткаченко, B.C. Федорова, Билстайна, Бобо, Лингена, Пекарека, Питмена, Финстра, Эдвардса, Эккеля и др.

В данной работе предпринята попытка обобщения и развития известных исследований в области режимов бурения и применения струйной промывки для разработки искомой математической модели углубления скважины при бурении гидромониторными шарошечными долотами и более эффективного применения энергии струй.

Исследования выполнены в рамках госбюджетных и хоздоговорных тем Ухтинского индустриального института с 1983 по 1999 г.г.

Цель работы - научное обоснование математической модели бурения скважины гидромониторными шарошечными долотами в условиях изменчивости пород по буримости, разработка новых методических, программных и технических средств доя реализации модели, обеспечивающих увеличение технико-экономических показателей бурения скважин, в том числе в условиях ограниченности геолого-промысловой информации, путем своевременного и достоверного определения и внедрения оптимальных сочетаний долот и режимов бурения.

Идея работы заключается в применении для моделирования процессов разрушения и струйной очистки забоя универсальных, по отношению к модели долота и условиям бурения, эмпирических зависимостей в сочетании с использованием, для адаптации модели к конкретным геолого-технологическим условиям проводки скважины, экспериментально определяемых констант, характеризующих количественно буримость пород.

Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью в работе предусмотрено решение следующих задач:

* исследование и обобщение закономерностей разрушения горных пород при бурении скважин шарошечными гидромониторными долотами в стендовых и промысловых (натурных) условиях; исследование влияния параметров режима бурения и износа вооружения шарошечного долота на критериальные характеристики процесса разрушения пород;

* исследование гидравлических потерь в элементах промывочных систем долот при формировании гидромониторных струй;

* исследование гидромониторных струй, истекающих в тупик, и факторов, влияющих на их геометрические, кинематические и гидродинамические характеристики;

* исследование нестационарной фильтрации на забое скважины, возникающей при воздействии на забой подвижных (вращающихся вместе с долотом) гидромониторных струй;

* исследование влияния параметров струи на фильтрационные процессы на забое скважины, обоснование технологического критерия струйной промывки забоя скважины;

* разработка методики проектирования оптимальных режимов промывки скважины и программного продукта для ее реализации;

* разработка методики прогнозирования количественного влияния гидромониторной промывки на механическую скорость бурения, стойкость вооружения и опор шарошек и на текущие и конечные показатели работы гидромониторных долот;

* разработка математической модели работы долота в условиях изменчивости пород по буримости и методики прогнозирования показате-

лей его работы;

* определение условий эффективного применения гидромониторных долот;

* исследование и разработка способов и-технических средств интенсификации процессов разрушения и очистки забоя;

* разработка расчетного алгоритма и компьютерной программы выбора оптимальных параметров режима бурения гидромониторными шарошечными долотами.

Методы исследований. Поставленные задачи решались с использованием комплекса исследований, включающий анализ и обобщение данных, опубликованных в отечественной и зарубежной литературе по методам совершенствования режимов бурения и исследованию промывочных систем долот; проведение опытного бурения в производственных условиях с целью определения закономерностей процессов, сопровождающих работу долота на забое; экспериментальные исследования элементов промывочного узла долот и истекающих из них затопленных струй; аналитические исследования фильтрационных процессов на забое скважины. Полученные при проведении экспериментальных исследований результаты анализировались и обрабатывались методами математической статистики.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом стендовых исследований и экспериментов в производственных условиях, близкой сходимостью расчетных показателей с данными опытного бурения, положительными результатами внедрения оптимизированных регламентов углубления, разработанных с применением разработанных методик и реализующих их программ на ПЭВМ.

Научная новизна выполненной работы заключается в новом методическом подходе к моделированию бурения гидромониторными шарошечными долотами пород с изменяющейся буримостью, базирующемся на установленных закономерностях, количественно описывающих изменения параметров диаграммы бурения - зависимости проходки долота за один оборот от осевой нагрузки - в течении долбления под влиянием природных, технологических и технических факторов; получении аналитических качественных зависимостей параметров фильтрации жидкости в породе, инициированной струями, перемещающимися относительно забоя, уточняющих механизм очистки последнего от выбуренной породы; установлении факторов, влияющих на механическую скорость бурения и износ гидромониторных шарошечных долот; установлении факторов, влияющих на коэффициент расхода промывочных узлов долот и распространение гидромониторных струй при истечении их в тупик.

Практическая ценность работы:

- разработаны универсальная методика (вычислительный алгоритм) расчета ожидаемых показателей работы гидромониторного шарошечного долота и реализующая ее компьютерная программа определения оптимальных режимов бурения, предназначенная для разработки оптимизированных регламентов углубления для площади или отдельной скважины и оперативной корректировки режимов бурения при реализации регламента;

- определены резервы повышения показателей работы гидромониторных долот при бурении скважин в конкретных (заданных) геолого-технологических условиях за счет определения и применения оптимальных сочетаний моделей долот и параметров режима бурения;

- разработаны методика расчета и выбора оптимальных режимов промывки скважины при бурении гидромониторными долотами и реализующая ее компьютерная программа, которая используется для подготовки исходных данных для программы определения оптимальных режимов бурения;

- разработан комплекс способов и технических средств, обеспечивающих увеличение глубины эффективного применения гидромониторных долот, включающий: применение оптимальных компоновок бурильной колонны; минимизацию плотности и реологических параметров бурового раствора; приближение насадок к забою; использование разноразмерных насадок в сочетании с нормированным приближением насадок к забою; применение насадок, формирующих асимметричные струи; использование способа управляемой кавитации на границе струи;

- разработаны предложения по конструктивному совершенствованию промывочных узлов гидромониторных долот с целью повышения их гидравлических характеристик;

- разработана методика принятия проектных решений при разработке регламентов углубления скважин с использованием программы определения оптимальных режимов бурения.

Внедрение результатов работы. Основные элементы предложенной автором методики оптимизации режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами применялись при бурении разведочных и эксплуатационных скважин на Кудиновской площади в 1964-75 г.г.

Предложенный метод определения оптимальных сочетаний долот и режимов бурения на основе математического моделирования процесса отработки долота применялся при проектировании и оперативной корректировке регламентов углубления при бурении Тимано-Печорской опорной и Колвинской поисковой скважин в Республике Коми.

Рекомендации в отношении способа крепления и уплотнения насадок долот нашли отражение в конструкции промывочных узлов серийных гидромониторных долот отечественных конструкций, выпускаемых ПО "Волгабурмаш", начиная с 1972 года.

С применением разработанных математической модели бурения и реализующих ее компьютерных программ составлены и внедрены оптимизированные регламенты углубления разведочных скважин на Восточно-Возейюской и Восточно-Усинской площадях Республики Коми, обеспечившие увеличение рейсовых скоростей бурения в 1,3 - 1,9 раза и повышение технико-экономических показателей бурения с экономическим эффектом 385 тыс. руб. (в ценах 1984 г.).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс:

- при чтении профилирующих курсов на кафедре бурения Ухтинского государственного технического университета (УГТУ);

- при чтении лекций на курсах повышения квалификации инженеров по бурению скважин при УГТУ;

- при подготовке методических указаний: "Гидравлические расчеты при бурении скважин" - Ухта, 1990", "Гидравлические расчеты в бурении, часть I - Ухта, 1996", "Математическая модель оптимизации режимов бурения шарошечными долотами - Ухта, 1997".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ряде конференций, семинаров, технологических совещаний, в том числе: на 1-м семинаре по гидравлике буровых и цементных растворов (г. Киев, 1967); на отраслевом совещании "Пути повышения качества буровых шарошечных долот и их эксплуатационных показателей" (г. Куйбышев, 1968); на Всесоюзном семинаре инженерно-технических работников контор бурения, трестов, объединений, научно-исследовательских и учебных институтов на тему "Бурение опорно-технологических скважин, теория и практика проектирования режимов бурения" (г. Фролово, 1969); на научно-методическом семинаре заведующих кафедрами бурения институтов и факультетов нефтегазового профиля СССР (г. Ухта. 1985); на IV Всесоюзной научно-технической конференции "Разрушение горных пород при бурении скважин" (г. Уфа, 1986); на Всесоюзной научно-технической конференции ВНТО (г. Пермь, 1991); на технологических семинарах и совещаниях по глубокому бурению (г.г. Ухта, Печора, Усинск, 1984-1992); на технологич ьеских семинарах и совещаниях в ГНПП "Недра" (г. Ярославль, 1984-99); на научно-технической конференции "Проблемы развития газодобывающей и газотранспортной систем отрасли России" (г. Ухта, 1995); на международной конференции "Проблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции" (г.

Ухта, 1998); на научно-техническом совете ОАО "Волгабурмаш" (г. Самара, 1998 г.); на 2-й региональной научно-практической конференции "Актуальные проблемы геологии нефти и газа". (Кремсовские чтения. Ухта, 1999); на межкафедральном семинаре Ухтинского государственного технического университета (г. Ухта, 2000).

Представленный на выставке экспонат по методике и результатам оптимизации режимов бурения удостоен бронзовой медали ВДНХ СССР (1972).

Исходные материалы и личный вклад соискателя. Основой диссертационной работы являются начатые автором на кафедре бурения УГТУ в 1983 году самостоятельные обобщения результатов промысловых, стендовых и теоретических исследований, осуществленных по инициативе и под руководством автора в различных регионах России: Нижнее Поволжье (1965-1976), Среднее Поволжье (1976-1983), Республика Коми (19831993), г. Ярославль (1993-1999).

Автор испытывает чувство неизменной и глубокой благодарности к тем, кто советом, личным участием или организационно помогал ему в проведении исследований и обсуждении результатов: Р.Г. Ахмадееву, H.H. Бабошкину, H .Я. Берко, A.A. Босенко, В.Ф. Буслаеву, И.Ю. Быкову, Е.П. Варламову, В.И. Волкову, М.П. Гринбергу, В.И. Зелепукину, C.B. Каменских, Ю.Л. Логачеву, В.Т. Лукьянову, Е.Я.Оксенойду, Л.А. Певзнеру, В.И. Позднякову, Г.Ф. Скрябину, А.Б. Солареву, И.И. Ступаку, Н.М. Уляшевой, В.А. Швецкому и многим другим.

Автор считает своим долгом с чувством глубокой признательности почтить память своих первых Учителей в научных изысканиях проф. B.C. Федорова и доц. А.К. Козодоя, которые своими научными трудами и советом оказали в свое время решающее влияние на выбор направления исследований автора данной работы.

Публикации. Содержание диссертации изложено в 46 публикациях, в том числе: 3 брошюрах, 37 статьях в научных журналах и других изданиях и в 6 авторских свидетельствах на изобретения.

Структура работы и объем. Диссертационная работа состоит из введения, 7 разделов, выводов, библиографии из 242 наименований работ, содержит 360 страниц машинописного текста, в том числе: 88 рисунков, 13 таблиц и 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В Введении дана общая оценка решения проблемы разработки и применения оптимизационных методов совершенствования технологии углубления скважины и обоснована ее актуальность.

Исследования в области режимов бурения до сих пор носили боль-

шей частью познавательный характер, шло естественное накопление знаний о работе долота на забое. И здесь успехи очевидны и весьма значительны. Достаточно глубоко изучены закономерности процессов, сопровождающих работу долота на забое: разрушения породы; износа вооружения долота; износа опоры; очистки долота и забоя. Исследованы волновые явления в бурильной колонне и установлены особенности их влияния на работу долот.

Что касается практики совершенствования (оптимизации) режимов бурения, то она, как и прежде, осуществляется пока, в основном, сугубо эмпирически на основе экспертного анализа активного и (или) пассивного промыслового опыта, использования новых, более производительных долот и новой буровой техники.

В связи с высокой стоимостью производственных испытаний и исследовательских работ ощущается острая потребность в разработке универсальной методики проектирования режимов бурения и компьютеризации процесса поиска оптимальных решений. Между тем в настоящее время сложились благоприятные условия для решения этой проблемы в связи с тем, что:

- накоплен значительный объем научных знаний о процессах, сопровождающих работу долота на забое глубокой скважины, достаточный для перехода к количественному описанию этих процессов с целью подготовки формализованных методик расчета ожидаемых показателей работы гидромониторных шарошечных долот, учитывающих влияние основных факторов, в том числе изменения буримости пород в процессе отработки долота и интенсивности гидромониторной промывки;

- отсутствуют технические, организационные или иные причины, препятствующие внедрению быстродействующих компьютеров для реализации упомянутых выше методик как на стадии проектирования строительства скважины, так и при ее бурении.

Существует еще одна причина, объективно требующая разработки новых методик проектирования, которая возникла как результат научно-технических достижений в долотостроении. Дело в том, что современные долота в состоянии за одно долбление пробурить несколько разных по буримости пачек пород. Это обстоятельство внесло принципиальные методические трудности в разработку математических моделей бурения и аналитических методик прогнозирования результатов работы долота и, по существу, перечеркнуло все ранее разработанные расчетные методики, ориентированные на исследование работу долота в однородной породе. Из сказанного следует, что аналитического метода проектирования оптимальных режимов бурения в настоящее время не существует.

В разделе 1 проведен анализ современного состояния теории и практики проектирования оптимальных режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами.

Разработка научно-обоснованного проектирования оптимальных режимов бурения берет свое начало от работ B.C. Федорова, Л.А. Шрейне-ра и Бингхэма М.Г.

Проф. Федоров B.C. является основоположником научной школы, для которой приоритетным является изучение процесса бурения шарошечным долотом по выходным показателям его работы: проходке на долото, механической скорости бурения, времени бурения и т. п. Основные закономерности всех процессов, сопровождающих работу долота (разрушение породы, очистку забоя, износ вооружения и опоры), изучались им, его учениками и последователями на стендах (экспериментальное бурение) и в промысловых условиях.

Исследования Бингхэма М. Г. , которые следует рассматривать как естественное продолжение и развитие работ B.C. Федорова, показали, что работа долота может быть описана критериальными зависимостями, если результаты экспериментов представлять в координатах " удельная осевая нагрузка на долото - проходка за один оборот". Бингхэм показал, что эти зависимости обладают рядом новых свойств, которыми не обладают исходные зависимости механической скорости бурения vM от "силовых" параметров: осевой нагрузки G и скорости вращения долота п.

Методы математического моделирования для поиска оптимальных режимов бурения в отечественной практике бурения не используются. Известны методы аналитического решения задачи определения оптимальных вариантов режима бурения, основанные на использовании определяемых в промысловых условиях так называемых "базовых зависимостей" текущей механической скорости бурения vM, часовой стойкости вооружения (в и опоры долот ton от осевой нагрузки G, скорости вращения п и параметров гидромониторной промывки. Каждое сочетание "долото - однородный по буримости интервал бурения" характеризуется своим комплектом базовых зависимостей, определение которых требует больших затрат времени и средств. При таком подходе к решению задачи отрицается существование в количественном описании процесса бурения универсальных (инвариантных по отношению к условиям бурения) зависимостей, конкретные выражения которых не зависят от свойств породы и типоразмера долота. Сказанное делает известные методики непригодными для применения в условиях, когда каждое долото, постепенно изнашиваясь, проходит интервал, сложенный разными по буримости породами.

Все известные разновидности аналитических методов проектиро-

вания бурения отличаются отсутствием в них количественных зависимостей, описывающих влияние гидромониторной промывки на результаты работы долог. Объясняется это тем, что еще не изучен до конца и не раскрыт полностью механизм влияния струй на очистку забоя в процессе разрушения породы шарошками и тем, что эффект от применения струй, как правило, связывается только с транспортом шлама потоками жидкости от забоя до заколонного пространства. Не нашли пока удовлетворительного объяснения установленные опытом факты снижения относительного влияния промывки на механическую скорость бурения по мере увеличения дифференциального давления на забой и уменьшения стойкости вооружения и опоры долот при наличии положительного влияния гидромониторной промывки на V,,.

Многие вопросы проектирования оптимальных параметров гидромониторной промывки требуют уточнения. Рекомендации и методики относительно выбора числа насадок, приближения их к забою, использования разноразмерных насадок, выбора расходов жидкости и диаметра отверстий насадок, выбора конструктивных параметров промывочных узлов гидромониторных долот не имеют единой научно-методической основы и потому часто бывают противоречивыми, а иногда и ошибочными.

Методик оптимизации режима бурения (или, если более широко, -режима углубления скважины), которые можно было бы отнести к разряду математических моделей, пока не существует. Представляется, что такая методика должна отвечать трем требованиям:

- основываться на универсальных, обобщенных количественных зависимостях, инвариантных по отношению к условиям бурения и модели долота;

- привязка модели к реальным условиям должна осуществляться не эмпирическими зависимостями, а константами, однозначно понимаемыми и измеряемыми как характеристики объектов, участвующих в процессе, т.е. породы, долота и гидромониторных струй;

- учитывать все основные факторы влияния, а именно:

* нагрузку на долото;

* скорость его вращения;

* типо-размер (модель) долота;

* колебательные процессы в бурильной колонне;

* технологические условия бурения скважины;

* изменение пород по буримости в процессе отработки долота;

* интенсивность струйной промывки.

Для создания искомой модели бурения следует решить две проблемы:

- разработать методику прогнозирования результатов работы долота на забое в условиях изменчивости пород по буримости;

- разработать методику количественного описания влияния гидромониторной промывки на показатели работы долота.

Анализ состояния основных сторон проблемы проектирования оптимальных режимов бурения позволил сформулировать перечень задач, решение которых позволит решить важную научно-техническую проблему -повышение технико-экономических показателей бурения скважин за счет своевременного и достоверного определения и применения оптимальных сочетаний долот и режимов бурения.

Раздел 2 посвящен разработке научно-методических основ моделирования бурения гидромониторными шарошечными долотами. Доказано, что проблема решается, если воспользоваться обоснованным М.Г. Бингхэ-мом методом "линейной аппроксимации" критериальной зависимости проходки долота за один оборот 8 от удельной осевой нагрузки g, график которой назван диаграммой бурения. Рассмотрены факторы, влияющие на видоизменение диаграммы бурения, и дана количественная оценка их влиянию. Показано, что диаграмма бурения обладает свойством отражать основные закономерности, связанные с разрушением породы, физическим износом вооружения долота, технологическими условиями бурения, изменением буримости пород и очисткой забоя гидромониторными струями.

В Разделе 3 дано систематизированное изложение вычислительной процедуры (описание собственно математической модели отработки долота) по прогнозированию видоизменения диаграммы бурения в процессе долбления и при изменении режимных параметров. Изложены вычислительные процедуры по моделированию износа вооружения и опоры долота. Раздел завершается описанием блок-схемы расчета текущих и конечных показателей работы долот при различных сочетаниях нагрузки на долото и скорости его вращения.

Раздел 4 посвящен описанию условий и результатов экспериментального исследования гидравлических характеристик промывочных узлов современных гидромониторных долот и истекающих из них затопленных струй.

В разделе 5 излагается аналитическое решение задачи определения параметров фильтрации жидкости в разрушаемом слое породы, инициированной перемещающимися относительно забоя струями. Дана качественная оценка влияния технологических факторов на скорость фильтрации жидкости через поверхность забоя. Обоснован новый критерий оценки интенсивности гидромониторной промывки и изложена методика проектирования оптимальных режимов промывки скважин с применением указанного

критерия.

Раздел 6 содержит описание компьютерных программ, с помощью которых реализована разработанная модель бурения. Дано описание методического комплекса, для обеспечения программ исходными данными. Приведены результаты опытного определения ресурсов вооружения и опор для наиболее часто применяемых моделей долот, изготовленных различными заводами.

В разделе 7 дан анализ результатов внедрения регламентов углубления скважин, разработанных с применением описанных выше программ и методик.

Основные выводы отражают обобщенные результаты исследований в соответствии с поставленной целью и результатами.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Положение 1. Математическая модель процесса бурения гидромониторными шарошечными долотами (модель углубления скважины), основанная на количественном описании видоизменения диаграммы бурения в процессе отработки долота под влиянием скорости его вращения, типа вооружения долота, его износа, изменения буримо-сти в процессе долбления, технологических условий бурения и интенсивности гидромониторной промывки забоя, обеспечивает, с достаточной для инженерных расчетов точностью, определение текущих и конечных показателей работы долот в различных геолого-технологических условиях применения и создание массива данных для выбора оптимального варианта режима бурения.

Диаграмма бурения (рис. 1) - это график линейно аппроксимированной зависимости проходки долота за один оборот 8 от удельной (приведенной к единице диаметра долота) осевой нагрузки g, обладающая, как показал впервые Бингхэм М.Г, критериальными свойствами.

Многие исследователи до известных работ Бингхэма М.Г. обращались к величине 5, если возникала необходимость более глубокого изучения процесса. Например, B.C. Федоров сравнивал полученную в эксперименте среднюю величину 5с высотой зуба долота.

JI.А. Шрейнер и Гань Чжи-Цзянь результаты бурения на стенде представили в виде зависимости <%п). Одним из первых метод анализа процесса с помощью зависимости 5(G) применил ван Линген. Впоследствии им воспользовались Ж. Галлон, Финстра и ван Лю-вен и, наконец, М.Г. Бингхэм, который развил метод до теории буримости. Если соединить все позитивное из указанной теории с известными экспериментальными данными других исследователей, то окажется, что в общем случае диаграмма бурения состоит из линии поверхностного разрушения (ЛПР) с угловым коэффициентом Ks , линии объемного разрушения (ЛОР) с коэффициентом Kv и удельной нагрузки ga , являющейся мерой условной прочности породы.

Анализ диаграмм бурения, построенных по экспериментальным данным М.Г. Бингхэма, Ю.Ф. Потапова, В.В. Симонова (рис.2), М.Г. Аб-рамсона, A.B. Зубарева, Роули (рис. 3), Финстра, ван Лювена, В.Д. Бревдо, и диаграмм, полученных в промысловых условиях путем проведения специальных тестовых экспериментов (примеры таких диаграмм приведены на рис. 4, 5), позволили существенным образом уточнить влияние G, п, типа вооружения долота, его износа, скорости вращения дифференциального давления на параметры диаграммы бурения. В табл. 1 представлены результаты обработки 190 диаграмм бурения, полученных при проводке опорно-технологических скважин роторным способом в различных регионах Европейской части России: в Нижнем Поволжье, Ставропольском крае и в Республике Коми. Из 190 диаграмм 128 (67,4 %) представлены только ЛПР, что характерно доя всех площадей. И только 21,6 % диаграмм содержат ЛОР, при этом ЛПР не всегда подтверждены опытными точками (исследования начинались с достаточно высоких осевых нагрузок на долото, иначе говоря, за пределами ЛПР). В 11 % случаев не удалось расшифровать результаты исследований по причине чрезмерного разброса опытных точек вследствие влияния изменчивости пород на коротких интервалах тестового бурения или искажающего влияния волновых процессов в бурильной колонне.

На основе обобщения диаграмм бурения, полученных в стендовых и промысловых условиях, подтверждены или уточнены известные или ус-

тановлены новые свойства диаграммы бурения, сводка которых сводится к следующему:

- для заданных условий бурения существует критическая скорость вращения долота пкр , и если п < пкр, то Кх и К, принимают постоянное значение и перестают зависеть от п ; при бурении на стенде в атмосферных условиях пкр может измеряться сотнями об/мин, а в забойных - десятками;

- диаграмма, полученная при бурении долотом типа М в режиме п < пкр (М-диаграмма), является предельной (коэффициенты Ку и К, принимают максимально возможное для заданных условий бурения значение), а ее параметры в полной мере характеризуют сочетание "долото - порода -условия бурения";

О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

удельная нагрузка на долото, кН/мм

Рис. 2. Диаграмма бурения мрамора на стенде долотом 1В-140Т (обработка опытов Ю.Ф. Потапова и В.В. Симонова).

- предельные диаграммы бурения, полученные с использованием долот с другим типом вооружения (Д-диаграммы), находятся в определенном соотношении с А/-диаграммой, что позволяет прогнозировать Д-диаграмму для любого типа вооружения, если известна М-диаграмма;

- изменение п или типа вооружения долота не влияет на величину g0; с увеличением п в области значений п > пкр величины К, и уменьшаются, причем их функции от относительной скорости вращения п = п/пкр не зависят от типа вооружения долот и условий бурения;

I-

о о. о ю о го

1,2 1

0,8

vt

га ю

0 -§0,6

§ 1 ее я

ы

1

о

Q. С

0,4 0,2 0

скорость вращения, об/мин ♦ 60 ■ 120 ▲ 200 □ 260 О 400

0,6 0,8 1 удельная нагрузка на долото, кН/мм

Рис. 3. Диаграмма бурения бикментаунского доломита на стенде шарошечным долотом диаметром 120 мм с промывкой скважины водой и имитацией забойных условий для глубины 914 м (обработка опытных данных Д.С. Роули, Р.Дж. Хоу, Ф.Х. Дили).

- отношение т = Ку/ на предельных М- или Д-диаграммах близко к тпр= 2,3, а на других - меньше указанной величины, причем функция гп (п) инвариантна в отношении долот (но, естественно, они разные для долот с фрезерованными зубьями и твердосплавными зубками) и условий бурения;

- износ долота по вооружению в процессе его отработки сопровождается увеличением g0.m от g„ до некоторого предельного значения gow, причем функция относительной величины go.m-go.rn/go от относительного физического износа вооружения по высоте (или расходуемого ресурса вооружения Мв ) не зависит от долот и условий бурения; предельное значение g0'np = 2,5;

- в общем случае на диаграмме бурения выделяются три участка: первый (не представляющая технологического интереса область "псевдодиаграммы") характеризуется очень низким или даже отсутствием разрушения, пока не будет достигнута некоторая удельная нагрузка на долото,

5

г

ё о. о ю о го о

ч: о

X

о о. с

0,8 0,6 0,4 0,2 0

— ♦ 1 □ 2 ▲ 3

0,2 0,4 0,6 0,8

удельная осевая нагрузка, кН/мм

Рис. 4. Диаграмма бурения (скв. 31-Вост. Возейю; долото 215,9 ТЗ - ГНУ): 1 - интервал бурения 2668 - 2673 м; п = 70 мин'1; 2 - интервал 2718 -2722 м; п = 20 - 30 мин"1; 3 - интервал 2718 - 2722 м; п = 70 мин"1.

5 5

О

о. о ю о

го <0

го

м

ч о

X

о о. с

1,2 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

♦ 1

□ 2

▲ 3

1 ~

иIII ? '. ---- —■ ,

5» ' —1—1 1 1 I I 1 1

0,2 0,4 0,6

удельная осевая нагрузка, кН/мм

0,8

Рис. 5. Диаграмма бурения (скв. 31-Вост. Возейю; долото 295,ЗСЗ- ГНУ ): 1 - интервал 1650-1655 м; п = 70 мин'1; 2 - интервал 1655-1660 м; п = 90 мин*1; 3 - интервал 1716-1719 м; п = 70 мин"1.

после которого интенсивность разрушения почти скачкообразно увеличивается до некоторого (хотя и относительно невысокого) уровня; второй -это обычная линия поверхностного разрушения (ЛПР); третий - линия объемного разрушения (ЛОР).

0

Промысловые и стендовые эксперименты с воспроизведением забойных условий показывают, что уменьшение дифференциального давления выражается, прежде всего, в увеличении и Кх . Иллюстрацией к сказанному являются данные, приведенные на рис. 6, где показано распределение приведенных угловых коэффициентов Кт вычисленных по данным тестовых экспериментов, проведенных при бурении отложений задонско-елецкого горизонта (глубина 1880...2180 м) в скв. 47 и 27 Кудиновской площади. Величины Кш определялись по формуле:

Технологии бурения скважин имели существенные отличия: скв. 47 бурили с применением бурового раствора (на основе глины и ПУЩР) плотностью 1320... 1360 кг/м3, с очень высокой вязкостью. Скв. 27 пробурена с применением гуматно-кальциевого раствора плотностью не более 1250...1260 кг/м3, имеющего несоизмеримо лучшие показатели по реологическим параметрам. Решение о замене бурового раствора на раствор с пониженным содержанием твердой фазы в значительной мере было принято на основании анализа диаграмм бурения по скв. 47-Кудиновская. Такое решение было подготовкой условий для более эффективного использования долот вообще и гидромониторной промывки, в частности, что впоследствии в Тимано-Печорской провинции осуществил с применением полимер-глинистых растворов и с более совершенными гидромониторными долотами Г.Ф. Скрябин, который назвал это оптимизацией условий промывки скважины. С учетом разницы в потерях давления в заколонном пространстве в скв. 27 величинардиф была ориентировочно на 2,8...3,2 МПа меньше, чем в скв. 47. Сопоставление диаграмм бурения, полученных в задоноско-елецком горизонте в обеих скважинах показало, что увеличение величин Кпр1 произошло, в первую очередь, вследствие увеличения К, или Кп а не уменьшения g0. Видно, что уменьшение рд11ф пределах обеспечило увеличение Кпр , в среднем в 1,5 раза.

Изложенное доказывает, что процессы разрушения горных пород на стенде и в реальной скважине подчиняются одним и тем же законам, отражением которых являются количественные зависимости параметров диаграммы бурения от скорости вращения долота, типа вооружения и его износа и дифференциального давления. Диаграмма бурения является инструментом количественной оценки условий бурения и явлений, сопровождающих работу долота.

Таблица 1

Анализ диаграмм бурения, полученных в промысловых условиях

Интервал опытного бурения Количество диафамм бурения Диапазон изменения К„ мм2/об/ кН ^тах на ЛПР, мм/об Диапазон изменения Кп мм2/об/ кН Диапазон изменения

с наличием только ЛИР ЛПР с пе-рехо-дом в ЛОР (полных) с ложной ЛОР (псевдодиаграмма) не интер-прети-руе-мых всего

Скв. 47-Кудиновская

913-2487 47 6 17 2 55 0,23-1,6 0,25-0,75 1,3-4,6 2,02-1,95

Скв. 27-Кудиновская

1276-2127 12 3 6 - 15 0,66-1,4 0,45-0,93 1,4-1,6 1,5-1,9

Скв. 31, 32, 34-Вост. Возею; скв. 50-Вост. Уса

1373-3517 27 15 25 1 43 0,23-7,75 0,2-1,5 1,6-14 1,8-5,0

Скв. 85, 109, 110-Зимняя Ставка

2262-3060 28 11 6 16 54 0,42-2,77 0,3-1,5 2,15-6,6 2,05-3,8

Скв. 2-Плавленская; скв. 56, 65-Правобережная

1858-2873 14 6 5 2 22 0,43-1,61 0,4-1,1 1,64-6,6 1,88-3,31

Итого 128 41 59 21 190 0,23-7,75 0,2-1,5 1,4-6,6 1,5-5,0

В% 64,7 21,6 31,1 11,0 100

>1 2 л

х II X ф ф

5-(0 з

И 2 с о

1,8 1.6

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

■ /

/

и

— СКВ. 27 — скв. 47

--1— Г" ■ г — г—«— —1— -1 1 ' ■ —,— .,,...

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 относительное количество опытных точек, %

Рис. 6. Распределение величин приведенных угловых коэффициентов при бурении в задонско-елецком горизонте Кудиновской площади.

Процесс отработки долота можно описать набором последовательно расположенных (во времени) диаграмм бурения, каждая из которых описывают полностью процесс бурения в данный момент времени с учетом конкретного износа долота и скорости его вращения. Реконструкция диаграмм бурения является, таким образом, базовой проблемой прогнозирования текущих и конечных показателей работы долота.

Количественное описание процесса бурения сводится, в первую очередь, к формализованному решению двух подзадач: 1) описанию перемещения текущего значения g0.m от g0 (новое долото) до ¿о пр (полностью изношенное по вооружению долото) и изменению угловых коэффициентов Кут и К%т при этом; 2) определению зависимости К!т и Ку т от п.

Знание параметров "текущей" диаграммы бурения сразу решает задачу определения текущей механической скорости бурения у1(.,„, потому что последняя вычисляется по формуле:

умт = пб. (1)

Первая подзадача сводится к определению функции g„ m от расхода ресурса вооружения долота Мв, который определяется опытным путем и вычисляется по формуле:

М = (2)

где (а - время до полного износа зубьев долота.

Величины g и п при опытном определении М„ должны быть такими, которые не могут привести к аномальному износу вооружения. В частности, должны быть исключены резонансные колебания бурильной колонны, а прочность породы по промысловой классификации не должна быть выше той, для которой долото предназначено. По определению величина Ма , как паспортная характеристика долота, должна оценивать стойкость вооружения при бурении в "щадящем" режиме.

Для долот с фрезерованными зубьями искомую зависимость ё ,,.т(Мв) в безразмерном виде можно выразить уравнением:

¿„ =1+33000«ш)юехр(-10М;т). (3)

С позиции составления математической модели влияния износа на разрушение забоя с последующей реализацией ее на ЭВМ необходимо иметь уравнение для начисления перемещения g „ „, в результате физического износа вооружения за некоторый промежуток времени Дt, , а говоря точнее, начисления шага изменения Ag*0,„ . Для этого можно воспользоваться дифференциалом функции (3) и добавить в него функции, ответственные за корректировку результата вследствие влияния отдельных технологических факторов (g, п, твердость породы и др.):

\х/~ V п

Л£т = 3,3 * Ю5(ЛС)9(1 -ЛСЦС ехр(- 10Л<1 ^ в'ш = 1 + Е , И 1 - 2'5' ГДС:

<Рш,<Ра'

(4)

ЕС?,«.ДО

М • _ _го_ - относительная величина израсходованного

М,

ресурса вооружения долота;

АМв*т - начисленный за шаг по времени расход ресурса; gc.ii) и псф - соответственно удельная нагрузка и скорость вращения долота, при превышении которых начинается повышенный (аномальный) износ зубьев;

срте - функция, учитывающая влияние твердости породы; <ра - функция, учитывающая влияние абразивности породы. Относительное изменение углового коэффициента =К^„/ Ку„ (где Кк„ - угловой коэффициент ЛОР для нового долота) можно выразить формулой:

= 1 - - 1> / - I), (5)

Вторая подзадача сводится к определению зависимости Kvm от п. Опыты показывают, что она удовлетворительно описывается уравнением:

-0,18Íl-n*f -0,08[Wf

е 1 ' +0,07е 1 '

K-v.m — Kvnp

0,2 + 0,793

где: п = п/Пщ, - относительная скорость вращения долота. Аналогом зависимостей (3) и (4) для долот с твердосплавным вооружением являются уравнения

Е0.т=\,2/[(\,2-(М\)5] и (7)

л£от = {6 (М*л4 /1 М'в/[\,г-(М\)5]2}(ё/&фУ(п/пс<1У<ртв, (8)

Решение задачи влияния гидромониторной промывки на процессы разрушения и износ долот изложено ниже, при обосновании защищаемого Положения 2.

По аналогии с расходованием ресурса вооружения начисление расхода ресурса опоры АМ „„за время /1/ осуществляется по формуле: АМ'о.„ = /ММ&о.0к(п/пл1)'&я , (9)

где g0..í, пол - соответственно удельная нагрузка и скорость вращения, при превышении которых начинается аномальный износ долота; М„ = gnt - ресурс опор шарошек долота, определяемый, как и в случае с вооружением долот, при "щадящих" значениях g и п и безусловном отсутствии резонансных колебаний бурильной колонны; к не- показатели степеней, регулирующие роли отдельных факторов в процессе износа различных опор.

Величина М0 должна является паспортной (технической) характеристикой долота. Опора считается полностью изношенной, если "&ДМ 0.т =1.

В обсуждаемой модели бурения изменение буримости означает изменение ga, К,, К„, пкр . На промежуточном этапе, "внутри" долбления, зафиксированная на конкретный момент времени диаграмма бурения характеризуется параметрами ga„,, К! т , Кчт , пкр и относительным износом вооружения g0 т = %от / g0. Задача адаптации модели к изменению буримости решается относительно просто в связи с тем, что переход из одной породы в другую не затрагивает величину g0 ш. Искомое значение &м2 вычисляется по формуле:

%о.т2="Ео.2ёом- (Ю)

Предложенный метод моделирования, основанный на количественном описании деформации (видоизменения) диаграммы бурения, предусматривает расчет интегральных показателей бурения методом суммирова-

(6)

ния проходок, обоих видов износа долот за весьма короткий отрезок времени Л, в течении которого буримость остается постоянной, а влиянием износа на проходку за оборот 5 можно пренебречь.

Описанные методики выбора оптимальных режимов бурения и реализующие их компьютерные программы прошли промышленное испытание при бурении разведочных скв. 31, 32, 34-Восточная Возейю и скв. 50-Восточная Уса в Республике Коми.

Вначале был осуществлен комплекс промысловых исследований с целью подготовки исходных данных для работы программ, описанных в разделе 6. В первую очередь были проведены тестовые эксперименты для определения параметров диаграммы бурения в количестве, достаточном для характеристики разреза скважин. Всего получено 69 диаграмм бурения, на основе которых определены усредненные значения параметров по интервалам равной буримости.

Полученные параметры использовались для работы программы тику_р1 с целью определения оптимальных вариантов отработки долот по минимуму стоимости 1 м проходки. На основе результатов расчета составлены регламенты на бурение скв. 32-Вост. Возейю и скв. 50-Вост. Уса. Внедрение регламентов показало, что отклонение фактических результатов бурения скв. 32-Вост. Возейю по стоимости метра проходки См и рейсовой скорости ур от расчетных в среднем составило соответственно 3,7 и 3,2 % по скв. 32-Вост. Возейю и 5,3 % - по скв. 50-Вост. Уса.

Достигнутые при бурении скв. 32-Вост. Возейю технико-экономические показатели сравнивались с результатами бурения скв. 31 и 34 - Вост. Возейю. Использование оптимальных режимов при бурении скв. 32-Вост. Возейю позволило (по сравнению с результатами бурения скв. 31 и 34-Вост. Возейю) увеличить \р соответственно в 1,8 и 1,9 раза; уменьшить стоимость метра проходки См соответственно на 42 и 45 %; увеличить проходку на долото в 1,6 и 1,4 раза.

Аналогичный анализ технико-экономических показателей бурения выполнен для скв. 50- Сев. Уса и скв. 40-Сев. Уса, выбранной для сравнения. Использование оптимальных режимов при бурении скв. 50-Вост. Уса позволило увеличить ур в 1,3 раза и уменьшить себестоимость метра проходки См на 24,5 %, а также увеличить проходку на долото в 1,3 раза.

Установлено, что использование оптимальных режимов при бурении скв. 32-Восточная Возейю и скв. 50-Восточная Уса обеспечило получение экономического эффекта в размере 162 152 и 222 840 руб. соответственно (в ценах 1984 г.).

Положение 2. Математическая модель влияния гидромониторной промывки забоя на показатели работы долот, основанная на использовании нового технологического критерия интенсивности струйной промывки /, зависящего от дифференциального давления на забой и контролирующего интенсивность фильтрационных потоков в породе от воздействия на нее струй, обеспечивает, в рамках общей модели бурения, обнаружение оптимального сочетания режимов промывки, нагрузки на долото и скорости его вращения.

С целью выяснения механизма очистки забоя гидромониторными струями выполнен комплекс исследований фильтрации жидкости в породе забоя, инициированной подвижными (вращающимися вместе с долотом) струями.

Данная задача может быть описана известным уравнением плоскопараллельной фильтрации упругой жидкости в упругой среде:

дг р _ 1 др , (11) дхг ~ к

где р - давление в массиве породы; к = - коэффициент пьезопроводности; к„ - проницаемость породы; // - динамическая вязкость жидкости; Ру = ржт + Д - коэффициент упругоемкости породы; т - пористость породы; рж , Д - коэффициенты сжимаемости соответственно жидкости и породы.

Задачу определения скоростей фильтрационных потоков в массиве породы решаем, интегрируя уравнение (11) при следующих начальном и граничных условиях:

р(х,1) рт при I =0;

р(х,1) - рМйО) при х = 0 и I >0,

р(х,1)-рт при х = оо, г >0.

Скорость фильтрации определяем согласно закону Дарси:

к п ( др

Ф ~ — I я Ц V 0Х

Величина рЭОб при вращении долота является функцией перемещения (поворота) струи ех относительно забоя (в долях полного оборота) и определяется уравнениями:

Рзаб = Р& + Руо , (12)

Руд = Рос ехр-1-Д.

(13)

г

где рос - гидродинамическое давление струи на расстоянии от насадки, соответствущем забою; п - частота вращения долота; г - радиус струи; Д - коэффициент формы волны давления; 1 - глубина скважины; N -порядковый номер очередной волны давления.

Формула (13) предназначена для определения параметров волны давления, и предполагает, что ее применению предшествует идентификация номера очередной волны давления, ее стороны (передней или тыльной) и определение границ между действиями струй (пауз), когда руд =0.

При численном решении уравнения (11) на ПЭВМ функция (13) задается в табулированном виде для любой продолжительности и любого заданного шага по времени, продиктованного желаемой точностью расчета.

П.Ф. Осиповым, В.И. Зелепукиным и Ю.Л. Логачевым разработана компьютерная программа для решения уравнения (11), с использованием которой проведены численные эксперименты с целью установления или уточнения влияния различных факторов на фильтрацию жидкости в породе. На рис. 7 в координатах "оборот долота - скорость фильтрации через плоскость забоя" показана динамика фильтрации жидкости в точке забоя, находящейся на окружности, описанной осью струи. Отрицательное направление струи означает фильтрацию в сторону породы, положительная - в сторону скважины. Видно, что в фазе ухода центра струи и уменьшения давления струи на забой наблюдается разворот направления фильтрации на положительное, появляется "обратная" фильтрация, ответственная за очистку забоя, а прилегающий к забою разрушаемый слой породы оказывается в условиях депрессии, а толщина депрессионного слоя достигает 15 мм. Исследования показали, что струя способна вызвать два взаимосвязанных эффекта: 1-й эффект - это возникновение и существование обратной фильтрации, и характеризуется величиной максимума скорости фильтрации; 2-й эффект заключается в способности влиять на величину и знак градиента давления в породе в момент прихода в "точку наблюдения" шарошки. Установлено, что дифференциальное давление стремиться подавить проявление обоих эффектов (рис. 8), но особенно сильно влияет на 2-й. Видно, что для подавления 1-го эффекта необходимо иметь рйиф = 22,5 МПа, что кратно превышает действующее рос , а 2-й эффект практически полностью "нейтрализуется" уже прирдиф >3,2 МПа.

Методом численного эксперимента исследовано влияние перепада давления на долоте, скорости его вращения, приближения насадок к забою, асимметричности струи, кавитации на ее границе и размещения струй вдоль радиуса забоя на характеристики фильтрации в сравнении со стандартным вариантом промывки. Установлено, что все перечисленные факторы оказывают положительное влияние на фильтрацию жидкости в породе, но каждый фактор влияет на указанные выше два эффекта по-разному, что позволило разработать наиболее рациональные методы их использования.

•У О

г

2

1 -1

а'

та

1-2

с

-в- -3

о. о

Д >5 О X -2 5

с!Г\Г О О. го О ь о

-41 9 о. V

1 г Н. \

/ ГР \

V ПГ_|

; ГТ!

0,7 0,8 0,9 1

поворот долота, оборот

1,1

-- 25

-- 20

30

г £

к о

5

2

0

1 х

о §

ф

о.

10 § <

га х

5 I

с о н

15

1,2

Рис. 7. Изменение скорости и направления фильтрации жидкости через плоскость забоя при вращении долота (рдоя= 11,4 МПа; ^иос=10,2 мм; ¿=3000 м; п = 1 с"1; Q = 22 л/с ): 1 - скорость фильтрации; 2 - толщина депрессионного слоя.

На основе анализа известных критериев гидромониторной промывки и с учетом влияния дифференциального давления на интенсивность фильтрационных процессов в породе предложен к применению новый критерий ./:

•/= 1 -Рдиф/Рос, (14)

функция которого от расхода имеет максимум. В пределе (при условии, что всегда рдиф > 0) критерий 7=1, но может иметь и отрицательное значение. Максимум относительной эффективности применения гидромониторных долот достигается приа минимум - при ./= -1.

поворот долота, об

Рис. 8. Влияние дифференциального давления на скорости рации через плоскость забоя. 2

фильт-

1,5 1

0,5

о

-0,5 -1 -1,5 -2

250

200

150

- 100

12

20 24 28 32 расход жидкости, дм3/с

Рис. 9. Зависимости критериев гидромониторной промывки от расхода бурового раствора при глубине скважины 3000 м: 1 - эффективное давление струи при двух насадках (МПа); 2 - то же при 3-х насадках; 3 -критерий ./ (безразм.) при двух насадках; 4 - то же при 3-х насадках; 5 -гидравлическая мощность струй.

1

-3

§ 0,5 ю

п

п 0

1-0,5

л 5

о .-I о. 1 с

1-1,5

о.

О)

Ё -2 О.

-2,5

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 глубина скважины, м

Рис. 10. Изменение критерия 3 с глубиной скважины при промывке скважины буровыми растворами различной плотности.

Выполнен комплекс численных экспериментов для оценки влияния глубины скважины на изменение 7 при различных компоновках бурильной колонны, плотности (рис. 10) и реологических параметрах бурового раствора и при использовании долот с приближением насадок к забою. Установлено, что критерий 1 позволяет на уровне проектирования оценить предельную глубину эффективного применения гидромониторных долот, и доказано, что расчетные глубины хорошо коррелируются с опытом применения последних. Разработаны мероприятия по увеличению глубины и эффективности применения гидромониторной промывки без увеличения гидравлической мощности струй.

Установлено, что максимуму критерия У (оптимальному варианту промывки по данному критерию) при любых глубинах скважины соответствует оптимальное сочетание 1-го и 2-го фильтрационных эффектов, что дает основание рекомендовать критерий./ в качестве основного и универсального критерия оптимизации промывки скважины.

Разработан алгоритм принятия проектных решений при выборе оптимального варианта промывки с использованием критерия У.

В зоне непосредственного воздействия струй на породу (кольцевая периферийная зона забоя) при благоприятных условиях возникают обратные фильтрационные потоки, способствующие отделению частиц породы от забоя путем создания депрессии на забое. При благоприятных условиях

*" '— '----

*

* •ч,

* Ч ч

— плотность жидкости, кг/м3 норм — -1250 - - -1300 .....I ....... .

ч ч

ч

состояние депрессии или существенного снижения величины репрессии сохраняется до прихода зубьев долота. Следовательно, условия разрушения периферийной части забоя становятся отличными от остальной части забоя: периферийная область разрушается легче, буримость пород искусственно повышается. В результате происходит перераспределение реакции забоя таким образом, что силы, действующие на периферийный венец, уменьшаются, а силы, действующие на средний и вершинный венцы - увеличиваются. Степень неравномерности в распределении осевой нагрузки на долото между периферийными и другими венцами зависит от интенсивности проявления обратных фильтрационных потоков, что, в свою очередь, зависит от интенсивности гидромониторной промывки. Создается ситуация, когда периферийная часть забоя описывается одной диаграммой, а остальная часть - другой. На рис. 11 совмещены обе диаграммы.

Рис. 11. Деформация диаграммы бурения в результате воздействия на забой скважины гидромониторной струи.

Возможны три характерных случая нагружения на долото: 1-й случай: при заданных п к g все венцы шарошек разрушают забой при поверхностном режиме разрушения (ЛПР); на рис. 11 этому случаю соответствует бурение с 51 (величины данного варианта имеют индекс

2-й случай: при заданных п и g периферийные венцы разрушают забой при поверхностном режиме, остальные - при объемном; проходка за оборот равна .

3-й случай: все венцы работают в режиме ЛОР (индекс "3"); проходка за оборот равна 63.

Найдены решения для указанных случаев, из которых следует, что имеет место существенное перераспределение реакции забоя по венцам шарошек, результатом которого является увеличение проходки за оборот (разные для различных осевых нагрузок) и ухудшение условий работы вооружения и опор гидромониторных долот.

Прогнозирование влияния гидромониторной промывки на износ опоры долота решается с использованием функции, аргументом которой является относительная величина £3,г = gslr/ gsi, где - удельная нагрузка на периферийные, а g¿t - удельная нагрузка на центральные венцы.

Величина g*s,г может изменяться в пределах от 0 (периферийные венцы полностью разгружены) до 1 (полное отсутствие гидромониторного эффекта). Искомая функция, призванная управлять нормой начисления износа опоры долота за некоторый короткий промежуток времени Л, имеет вид:

^ = 2,5-1,5(/лг)2. (15)

Величины удельных нагрузок, например, при 2-м случае 0=2) на-гружения на долото (рис. 11), определяются по формулам:

( > \0'5

§¿2 =

3 +

-05 , (16)

2 + тг(ё'ог) '

1+

тМо.гТ 31

где £*„/■ =№, а тг = К,г/ К,г.

При бурении долотом, имеющим физический износ, используются те же формулы, но с заменой g*oГ шg*omг.

Функции, отражающие влияние гидромониторной промывки на диаграмму бурения - ё'о.т^) и К^'о тГ) - имеют вид:

¿отГ = 1 - 22,573,23 ехр(-ЗД/) (18)

при 0,5^/ <1,5;

8о.тг= 0,97-0,067(-2-У)2 (19)

при -2 <./< 1,5 ,

К,2 = Кг,(8\т-8'0.тГ)°-5, (20)

Текущая механическая скорость бурения вычисляется по формуле: Ум.т = И <У/ .

Влияние гидромониторной промывки на износ вооружения долот учитывается тем, что в формулы (4) и (8) для расчета начисления перемещения ¿оп< подставляются не средние удельные нагрузки на долото а g¿ , для средних и вершинных венцов.

Положение 3. При истечении затопленных струй из насадок, имеющих сужающийся канал и выходной цилиндрический участок, в среду, в которой относительное давление меньше критического, коэффициенты расхода насадок и параметры струй зависят от величины указанного давления и геометрических характеристик проточной части насадок, а при давлениях в среде, превышающих критические, указанные параметры перестают зависеть от давления, причем коэффициент расхода всех насадок с плавным профилем равен 0,985, а величина относительного критического давления колеблется, в зависимости от температуры жидкости, в пределах 0,4...0,6.

Исследования струй и испытания гидромониторных насадок проведены на опытной установке, моделирующей истечение струй в тупик (модель забоя). Технические характеристики стенда и насоса позволяли воспроизводить условия, близкие к натурным как в отношении величин перепадов давления на испытуемых насадках или промывочном узле серийного

долота диаметром до 215,9 мм, так и диаметров насадок. Многоступенчатый центробежный насос создавал давление до 6,5 МПа при номинальном расходе до 0,05 м3/с.

Стендовыми испытаниями планировалось решение задач:

- экспериментальное определение величин коэффициентов расхода элементов промывочного узла долот с целью повышения точности расчетов перепада давления на долоте и начальных гидродинамических давлений струй;

- оценка влияния условий истечения и конструктивных особенностей проточной части коротких насадок на величину их коэффициентов расхода с целью обоснования требований к конструктивному оформлению высокосовершенных в гидравлическом отношении промывочных узлов долот и определение возможностей минимизации габаритных размеров насадок без ущерба для качества промывки скважины.

Всего испытано 46 различных вариантов насадок, отличающихся или типом профиля (конический без сопряжения поверхностей канала, конический с сопряжением, эллиптический и т.п.), или длиной цилиндрического участка, или углом конуса на участке сужения. Кроме того, испытаны четыре варианта промывочного узла серийного гидромониторного долота, в том числе долото без насадок. Основные результаты опытного определения коэффициентов расхода //„ приведены в табл. 2.

Экспериментально установлено существование критического относительного давления в среде истечения ("противодавления" в тупике рт)), при превышении которого /лн=сот1, в противном случае - То, что

при истечении из гидродинамически совершенных насадок величина //„>1, объясняется истечением струй в стесненный тупик.

Экспериментальные исследования параметров струй, истекающих в тупик из конических и профилированных насадок в среды с различным абсолютным давлением показали, что при превышении относительного критического давления в среде параметры струи перестают зависеть от величины противодавления.

Таблица 2

Тип насадки или краткое описание профиля канала (проточи. части) Угол конуса, град (для ко-нич. насадок) Длина цилиндрического участка, мм Радиус сопряжения цилиндра с конусом, мм Диаметр отверстия, мм Коэффициент расхода при истечении в тупик: Коли-че-ство ис-пы-та-ний

без давления с давлением

Эллиптическая 15 10,26 10,31 0,974 1,022 4,4

Радиальная 7 10,26 10,31 0,971 1,031 2.5

Биради-альная (ко-ноидальная) 3 10,26 10,31 0,956 1,017 3.6

Профиль естественного износа 2,5 10,26 10,31 0,916 1,002 3 .4

Коническая 14 6 0 10,26 10,31 0,957 0,997 4.3

Коническая 37 6...8,5 0 10,26 10,31 0,874 1,024 4.6

Коническая 75 4,5 0 10,26 10,31 0,782 0,957 2.2

Коническая 75 4,5 3...4 10,26 10,31 0,926 0,993 4.6

Удлиненная керамическая 10,64 10,7 0,98 1,008 3.4

Короткая керамическая 9,9 0,976 1,006 2.2

') относительное противодавление среды не менее 0,62

На рис. 12 приведены результаты экспериментов по исследованию влияния относительного давления среды (отношения абсолютного давления

в среде истечения к начальному гидродинамическому давлению струи на срезе насадки) на изменение относительного осевого гидродинамического давления струи по мере удаления от конической насадки (расстояние измерялось в калибрах насадки), имеющей цилиндрический "спрыск" без плавного сопряжения с конической поверхностью. Сложный характер влияния давления среды свидетельствует о том, что массообмен между струей и средой зависит от поперечной составляющей турбулентных пульсаций, генерируемых отрывным течением при переходе от конуса к цилиндрическому выходному каналу, и кавитационным характером течения как внутри насадки, так и на границе струи со средой. При достижении давлений в среде истечения (критических), при которых полностью подавляется кавитация и остается только вихревое течение на месте перехода от конуса к цилиндру внутри насадки, процесс массобмена стабилизируется и перестает (при дальнейшем росте) от давления среды.

1

О

Я ~ 0.8

о >-ш ь 0,6 О о

5 <в

^ 1 0,4

ф > з с и ш

О 01 ? 4 0,2 о

О

0 4 8 12 16 20

относительное расстояние от насадки т

Рис. 12. Влияние давления в среде истечения на изменение осевого гидродинамического давления в зависимости от расстояния от конической насадки с углом конуса 37°, при длине цилиндрического участка 5,5 мм, без сопряжения между конической и цилиндрической поверхностями.

5.

а.

ь

о

X Щ

с;

ш

03

4 ф

о т <о о о

д о I I относительное

ч пр от иводавленк -о- 0,035 -«-0,75 е

4 8 12 16

относительное расстояние от насадки т

20

Рис. 13. Влияние давления в среде истечения на изменение осевого гидродинамического давления в зависимости от расстояния от бирадиаль-ной насадки.

При истечении из насадок с плавным профилем проточной части влияние давления среды существенно отличается от такового при использовании конических насадок в связи с тем, что условия для возникновения интенсивных поперечных турбулентных пульсаций в насадке резко ухудшаются (хотя и остаются в ограниченной степени). В результате массооб-мен зависит, в основном, от уровня кавитационного течения в струе, что доказывается данными, приведенными на рис. 13.

С увеличением температуры жидкости относительное критическое давление р кр, необходимое для подавления кавитации, увеличивается. Эксперименты показали, что при увеличении с 20 до 50° р*кр возрастает с 0,4 до 0,6.

Положение 4. Использование новых методик расчета перепадов давления на долоте и параметров затопленных струй, основанных на результатах экспериментальных исследований истечения струй жидкости из отдельных насадок и промывочных узлов гидромониторных долот в тупик, обеспечивает существенное повышение точности расчетов параметров и критериев промывки скважины, в том числе критерия У, чем достигается увеличение точности функционирования модели бурения.

Исследованы особенности влияния конструктивных параметров конических и профилированных (плавных) насадок на //„. Установлено, что

в современных конструкциях промывочных узлов серийных долот коэффициент расхода промывочной системы долота /л0 существенно меньше /лн вследствие влияния диаметра подводящего канала промывочных

о с; о се л сГ

О

б та а.

I-

х Щ

X

а-

-е--е-

т О

1

0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7

/ Г

]

— -3 - -4

7ч.

\ /

у - Л г \

—1—

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

10

15

20

25

диаметр равноразмерных насадок, мм

ск ^

I О) с; ей го

Ч

Ч о

б га о. аз о. ф с

Рис. 14. Зависимости /л0 (1 и 2) и величин <рд (3 и 4) от диаметра равноразмерных насадок при различных диаметрах подводящего канала: 1 и 3 -с!п = 25 мм; 2 и 4 - <1п = 30 мм.

отверстий долота <1„ (рис. 12). При использовании равноразмерных насадок Д) определяется по формуле:

Ай4,031 + 1,01(</<О4У°'5 • (21)

Разработаны рекомендации по выбору минимально допустимых (технологически необходимых) диаметров подводящих каналов промывочных узлов для долот:

диаметром (мм) диаметр канала (мм)

190,5...220 24...28

244,5...295,3 30...32

свыше 295,3 35...37 и более

При выполнении практических расчетов по определению относительных осевых гидродинамических давлений затопленных струй Я обычно пользуются формулой А.К. Козодоя:

¿ = 5,5/(1 +ат)2, (22)

где а - опытный коэффициент расширения струи, т - относительная длина струи, измеренная в диаметрах насадки.

5 >%

О.

Б

ф ^

X ф

с

ш

ш ф

о ш

8 о

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

Рис.

■ 1

- -■-■опыт новая методика -по А.К. Козодою

\

V

\Ч

2 4 6 8 10 12 14 16 18 относительное расстояние от насадки, т

20

15. Сравнение аппроксимации опытной зависимости Л(т) различными формулами.

Эксперименты (рис. 15) показали, что формула А.К. Козодоя дает существенное завышение прогнозируемых давлений, особенно на расстояниях т > 8, на которых обычно располагаются забои скважин при бурении.

При закритических давлениях изменение относительного гидродинамического давления струи Л в зависимости от относительного расстояния от насадки т до забоя рекомендуется определять по формуле (справедлива для любых "плавных" насадок):

_5£76__(22)

{1 + [0,223+ 0,0 \{т - 6)]/я}2

Из рис. 15 видно, что аппроксимация по формуле (22) обеспечивает хорошее совпадение с опытными данными.

Чтобы отличить осевое гидродинамическое давления струи в любом ее сечении, в том числе на срезе насадки, от давления при воздействии струи на забой, последнее в дальнейшем будем называть ударным давлением руд.

Исследовано влияние разноразмерное™ насадок на распределение ударного гидродинамического давления руд по отдельным струям (насад-

сам). На рис. 16 приведен пример такого распределения. Установлено, что с ^сличением коэффициента разноразмерное™ £ == (1/ / с1рвн {(1^,, - эквива-тентный по перепаду давления на долоте диаметр равновеликих насадок) эазница в величинах р^ между первой струей и другими возрастает сущест-зенно, что приводит к ситуации, когда каждая струя оценивается своим критерием промывки J.

ш к

I <0 с; т го

0 Ь б 5

9 €

1 I

га Й

ч о а. =С

и и Л-

1 1,05 1,1 1,1 5 1,2 1,25 1,3 1,35 коэффициент разноразмерное™ насадок

Рис. 16. Влияние разноразмерности на начальное и "ударное" гидродинамические давления струи: I, 2, 3 - ударные давления струи, истекающих из 1-й, 2-й и 3-й насадок; Г, 2', 3' - начальные гидродинамические давления струй, истекающих из соответствующих насадок; 4 - ошибка определения диаметра малой насадки из условия равновеликого суммарного их сечения. Расход раствора - 0,04 м3/с ; перепад давления на долоте - 10

МПа; 4, = 25 мм;

4»„= 11,7 мм.

Следствием этого становится неравномерный износ шарошек и по вооружению, и по опоре. Разработана методика расчета расстояний 2-й и 3-й насадок до забоя с целью выравнивания J (в сравнении с первой насадкой), реализации которой показала, что путем приближения насадок в пределах до 40 мм эта проблема может быть решена.

Установлено, что при выборе диаметров разноразмерных насадок из условия сохранения их суммарного равновеликого сечения приводит к недопустимым ошибкам (рис. 16).

Исследование вписываемости струи в межшарошечное пространство серийных долот диаметром 215,9 и 295,3 мм показало, что при стандартных расстояниях только при насадках менее 9 мм струя вписывается в указанное пространство. Приближение насадки на 30...40 мм увеличивает допустимый начальный диаметр струи до 13...15 мм.

Стесненность межшарошечного пространства накладывает конкретные ограничения на выбор диаметров насадок при проектировании промывки.

Выводы и рекомендации

1. В результате проведенных стендовых, промысловых и теоретических исследований разработана математическая модель процесса бурения гидромониторными шарошечными долотами, количественно учитывающая влияние струйной промывки забоя и обладающая способностью адаптироваться к изменению буримости пород в процессе отработки долота. Тем самым решена крупная научно-техническая проблема - повышение технико-экономических показателей бурения скважин за счет своевременного и достоверного определения оптимальных сочетаний долот и режимов бурения как на стадии проектирования буровых работ, так и при реализации проектных решений.

2. На основе теоретических исследований неустановившейся фильтрации в разрушаемой долотом породе, возникающей под влиянием перемещающихся вместе с долотом гидромониторных струй, впервые обнаружен и описан механизм влияния струй на очистку забоя и решена, как часть общей математической модели, задача определения количественного влияния параметров гидромониторной промывки на механическую скорость бурения, стойкости вооружения и опоры долот.

3. Теоретическими исследованиями установлено, что гидромониторные струи, воздействуя на периферии забоя непосредственно на породу, создают там фильтрационные потоки импульсного характера, направленные в течение некоторого времени в сторону скважины (обратная фильтрация) и тем обеспечивающие проявление двух взаимосвязанных эффектов: отделения выбуренных частиц от забоя и подготовку благоприятных условий для его разрушения путем изменения поля давлений в разрушаемой зоне. Доказано, что дифференциальное давление на забое стремиться подавить проявление обоих эффектов, но в особенности - второго.

4. Обоснован и применен для решения задач новый критерий гидромониторной промывки 3, зависящий от дифференциального давления и осевого давления струи на забой, причем функция 3 от расхода буровой промывочной жидкости имеет максимум.

5. Теоретическими исследованиями доказано, что максимуму критерия 3 соответствует оптимальное сочетание 1-го и 2-го фильтрационных эффектов гидромониторной промывки, и потому оптимизация промывки по максимуму 3 обеспечивает получение наибольших в данных геолого-технических условиях результатов применения гидромониторных долот,

причем при ./ »1 достигается максимум относительной эффективности.

6. Установлено, что снижение относительной эффективности применения гидромониторных долот по мере увеличения глубины бурения объясняется, в первую очередь, увеличением дифференциального давления, и оно хорошо коррелируется с изменением (уменьшением) величины критерия 3. Доказано, что существует предельная глубина эффективного применения гидромониторной промывки, которой соответствует критическое значение У, равное, в первом приближении, -1.

7. Разработан комплекс способов и устройств для интенсификации гидромониторной промывки забоя, обеспечивающие увеличение 7 и, следовательно, увеличения эффективного применения гидромониторных долот: использование различных методов уменьшения дифференциального давления на забой при бурении скважины; применение специальных насадок для формирования асимметричных затопленных струй; приближение насадок к забою; применение разноразмерных насадок в сочетании с нормированным приближением их к забою для выравнивания величины критерия У; увеличение скорости вращения долота; распределение струй вдоль радиуса скважины; создание и управление кавитационным течением на внешней границе струи.

8. Экспериментальными исследованиями установлено существование критического относительного (по отношению к гидродинамическому давлению струи в начальном сечении) давления в среде истечения, при превышении которого коэффициенты расхода насадок и параметры затопленных струй перестают зависеть от давления среды.

9. Экспериментами доказано, что при давлениях в среде истечения, превышающих критические, все насадки, имеющие плавный профиль проточной части, характеризуются одним и тем же коэффициентом расхода, равном 0,985.

10. Установлено, что точность расчетов параметров промывки можно существенно повысить, если определять коэффициенты расхода промывочной системы долот с учетом влияния размеров подводящего канала и разноразмерности насадок в долоте. Экспериментально установлено, что размеры подводящих каналов и межшарошечных пространств серийных долот, как правило, не обеспечивают условия для рационального использования забойной гидравлической энергии, для реализации оптимальных вариантов промывки забоя и для применения методов ее интенсификации. Разработаны методики определения коэффициента расхода промывочной системы долота и рекомендации по оптимизации ее конструкции для долот всех размеров.

11. Экспериментальными исследованиями установлено, что при

истечении затопленной струи в тупик граница струи имеет не коническую, а криволинейную форму. Доказано, что при истечении струй в среды, где давление превышает критические, безразмерные параметры струй и создаваемые ими относительные гидродинамические давления на забой не зависят от геометрических характеристик проточной части насадок, если последние относятся к группе насадок с плавным профилем. Разработана новая методика расчета геометрических и гидродинамических параметров струй, обеспечивающая определение / с удовлетворительной точностью.

12. Разработаны вычислительные алгоритмы реализации новой математической модели бурения гидромониторными шарошечными долотами в условиях неоднородности пород по буримости и на их основе - компьютерная программа определения оптимальных режимов бурения, обеспечивающие расчет прогнозных показателей работы долот с отклонением от фактических не более чем на 14..15 %.

13. Разработана компьютерная программа расчета для намеченного интервала бурения оптимальных режимов промывки скважины и соответствующих им критериев J, используемых в качестве исходных данных в программе определения оптимальных режимов бурения.

14. Разработан комплекс методик подготовки исходных данных для работы программы определения оптимальных параметров режима бурения, включающий в себя: методику расчленения разреза на пачки однородных по буримости пород; методику проведения промысловых исследований для определения параметров диаграммы бурения и критической скорости вращения долота; методику промысловых исследований для определения ресурсов вооружения и опор шарошечных долот.

15. Проведены промысловые исследования и установлены величины потенциальных ресурсов вооружения и опор для наиболее часто используемых типо-размеров долот, изготовленных различными заводами.

16. С применением описанных в работе методик и компьютерных программ разработаны технологические регламенты углубления скважин на Восточно-Возейюской и Восточно-Усинской разведочных площадях Республики Коми, внедрение которых обеспечило улучшение показателей работы долот и увеличение технико-экономических показателей с экономическим эффектом 385 тыс. рублей в ценах 1984 года.

Содержание диссертационной работы опубликовано в 46 работах, из которых основными являются:

1. Козодой А.К., Босенко A.A., Осипов П.Ф. Пути совершенствования промывочной системы гидромониторных долот. // НТС. - Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ, 1965,- Вып.6.

2. Осипов П.Ф. Промывка забоя скважины при турбинном бурении. // Тр. ВНИИНГП. - Волгоград: 1965. - Вып.11.

3. Осипов П.Ф., Козодой А.К., Босенко A.A. Исследование работы гидромониторных долот при турбинном бурении с применением турбота-кометра. // Нефтяное хозяйство. - 1968. - № 8.

4. Осипов П.Ф., Козодой А.К., Босенко A.A. Методика и результаты испытания гидромониторных долот 2К-214СГ при турбинном бурении. // НТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1969.- Вып. 2.

5. Козодой А.К., Босенко A.A., Осипов П.Ф. О влиянии гидростатиче-:кого давления на распространение затопленных струй. // Изв. ВУЗов. -Нефть и газ. - 1969,- № 1.

6. Итоги опытно-технологических работ по совершенствованию проводки скважин. - Авторы: Ферштер A.B., Козодой А.К., Осипов П.Ф. и др.'/ ТНТО. - Проводка опытно-технологических скважин на Кудиновской площади. - М.: ВНИИОЭНГ, 1969.

7. Осипов П.Ф., Козодой А.К., Босенко A.A., Хохлов А.Н. Исследование работы гидромониторных и алмазных долот в турбинном бурении с применением турботахометра. // Труды ВНИИНГП. - Бурение глубоких ;кважин в Нижнем Поволжье. - Волгоград: 1969. - Вып. 15.

8. Осипов П.Ф. Совершенствование конструкции промывочного узла гидромониторных долот. // Сб. тезисов докл. семинара. - Пути повышения качества буровых шарошечных долот и их эксплуатационных показателей. -VI.: ЦИНТИХИМНефтемаш, 1969.

9. Осипов П.Ф. Использование зависимости проходки долота за один эборот от осевой нагрузки для оптимизации режима бурения в промысло-зых условиях. // РНТС. - Сер. Бурение. - м.: ВНИИОЭНГ, 1974. -Вып. 11.

10. Пути совершенствования промывочных узлов гидромониторных долот. - Авторы: Козодой А.К., Варламов Е.П., Осипов П.Ф. и др. // ТНТО. Зер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1974.

11. Некоторые особенности гидродинамики потоков промывочной кидкости на забое скважины при бурении гидромониторными долотами. -\вторы: Козодой А.К., Варламов Е.П., Осипов П.Ф. и др. // Докл. науч,-гехн. конф. Волгоградского инженерно-строительного института. - Вопросы прикладной механики. - Волгоград: 1974.

12. Осипов П.Ф., Козодой А.К., Варламов Е.П. Влияние противодав-тсния на величину коэффициента расхода конических насадок и цилиндри-юских промывочных отверстий буровых долот. // Докл. науч.-техн. конф. Волгоградского инженерно-строительного института. - Вопросы приклад-юй механики. - Волгоград: 1974.

13. Совершенствование технологии роторного и турбинного бурения

при проводке опорно-технологических скважин. - Авторы: Ананьев А.Н., Козодой А .К., Осипов П.Ф. и др. - ТНТС - Сер. Бурение. - М.: ВНИИО-ЭНГ, 1975.

14. Варламов Е.П., Козодой А.К., Осипов П.Ф. Зависимость коэффициента расхода насадок гидромониторных долот от противодавления. // Межвуз. сб. научн. трудов.- Бурение нефтяных и газовых скважин. - Куйбышев, - Куйбышевский политехи, институт, 1975. - Вып. 2.

15. О критериях оценки интенсивности промывки забоя скважины. -Авторы: Козодой А.К., Осипов П.Ф., Ферштер A.B., Шейкин Ф.И. -// Труды ВолгоградНИПИнефть. - Совершенствование технологии проводки глубоких скважин в Нижнем Поволжье. - Волгоград: 1975. - Вып. 23.

16. Осипов П.Ф., Елисеева Н.М. Об оптимальных соотношениях диаметров скважин и нефтепромысловых труб. // Труды института Гипрово-стокнефть. - Техника и технология добычи нефти и бурения скважин. -Куйбышев: 1978.

17. Осипов П.Ф., Самусенко И.М. Применение ЭВМ для выполнения гидравлических расчетов процессов промывки и спуска труб в скважину. // Труды Гипровостокнефть. - Куйбышев: 1978. - Вып. 32.

18. Осипов П.Ф., Киршбаум В.Э., Луканова Л.П. Опыт автоматизации инженерных расчетов с помощью ЭВМ при разработке проектов на бурение скважин. //Труды Гипровостокнефть. - Куйбышев: 1983.

19. Осипов П.Ф., Зелепукин В.И. Фильтрация жидкости через поверхность забоя под влиянием подвижной гидромониторной струи. //Тезисы докладов 4-й Всесоюзн. науч.-техн. конф. - Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: ВНИИБТ, 1986.

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

21. Осипов П.Ф., Логачев Ю.Л. Применение асимметричных струй для повышения эффективности работы гидромониторных долот. // Тезисы докл. науч.-техн. конф. Пермского обл. правления ВНТО. - Пермь: 1991.

22. Осипов П.Ф., Логачев Ю.Л. Проектирование режимов промывки скважины по критерию "эффективное давление струи". // Тезисы докл. науч.-техн. конф. Пермского обл. правления ВНТО. - Пермь: 1991.

23. Каменских C.B., Логачев Ю.Л., Осипов П.Ф. Совершенствование режимов бурения на площадях Восточная Возейю и Кыртаель с использованием метода математического моделирования. // Науч.-техн.журнал. -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море - М.: ВНИИОЭНГ, 1994. - № 11-12.

24. Каменских C.B., Осипов П.Ф., Волкова И.И. Моторесурс опоры

шарошечных долот. П Науч.-техн.журнал. - Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - М.: ВНИИОЭНГ, 1996. - № 4.

25. Каменских C.B., Осипов П.Ф., Логачев Ю.Л. Математическая модель оптимизации режимов бурения. // Тезисы докл. Междунар. конф.-семи-нара им. Д.Г. Успенского. - Проблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. - Ухта: УИИ, 1998.

26. Осипов П.Ф. Взаимовлияние разрушения и промывки забоя скважины при бурении шарошечными гидромониторными долотами неоднородных пород. - Деп. в ВИНИТИ 20.03.98 № 831-В98 (ГНПП "Недра", г. Ярославль, 1998).

27. Осипов П.Ф., Логачев Ю.Л., Каменских C.B. Опыт моделирования бурения гидромониторными шарошечными долотами неоднородных пород,- Деп. в ВИНИТИ 20.03.98 № 832-В98 (ГНПП "Недра", г. Ярославль,

1998).

28. Осипов П.Ф., Ю.Л. Логачев. Оценка интенсивности промывки :кважины и ее проектирование по критерию "эффективное давление ;труи". -Деп. в ВИНИТИ 20.03.98 № 834-В98 (ГНПП "Недра", г. Яро-;лавль, 1998).

29. Осипов П.Ф., Ю.Л. Логачев. Методы управления интенсивностью эбратных фильтрационных потоков на забое скважины при бурении гидромониторными долотами. - Деп. в ВИНИТИ 08.02.99 № 425-В99 (ГНПП 'Недра", г. Ярославль, 1999).

30. Осипов П.Ф. О диаграммах бурения, полученных в стендовых и тромысловых условиях. - Деп. в ВИНИТИ 08.02.99 № 426-В99 (ГНПП 'Недра", г. Ярославль, 1999)

31. Осипов П.Ф. Расчет параметров затопленных струй, истекающих в [упик. - Деп. в ВИНИТИ 08.02.99 № 427-В99 (ГНПП "Недра", г. Ярославль,

1999)

32. Осипов П.Ф. К вопросу о критериях оптимизации режима про-лывки скважины при бурении гидромониторными долотами. - Деп. в ВИНИТИ 08.02.99 № 428-В99 (ГНПП "Недра", г. Ярославль, 1999)

33. Логачев Ю.Л., Осипов П.Ф. Оценка критериев гидромониторной тромывки скважины. // Тезисы докл. 2-й региональной научно-трактической конференции "Актуальные проблемы геологии нефти и га-¡а". - Ухта: УИИ, 1999.

34. А.с.212906. СССР МПК Е 21 в. Нижний узел турбобура. - Авторы: Эсипов П.Ф., Козодой А.К., Босенко A.A., Хохлов А.Н. - № 906391. Заявл. [5. 06. 64.

35. A.c. 215154. СССР МПК Е 21в. Нижний узел турбобура. - Авторы: Зсипов П.Ф., Козодой А.К., Босенко A.A., Хохлов А.Н. - № 1075937. Заявл.

13.05. 66.

36. A.c. 1332001 СССР M. Кл. E 21 В 37/02. Устройство для кольма тирования проницаемых пластов. - Авторы: Осипов П.Ф., Зелепукин В.И. № 4005205. Заявл. 19.11.85, опубл. 23.08.87. Бюлл. № 31.

37. A.c. 1314001 СССР М. Кл. Е 21 в 10/18. Способ очистки забо) скважины и устройство для его осуществления. / Осипов П.Ф. - № 1314001 Заявл. 29. 12. 85, опубл. 30.05.87. Бюлл. № 20.

38. A.c. 1488434 СССР М. Кл. Е 21 в 10/60. Способ промывки забо: скважины при бурении с использованием породоразрушающего инструмен та с гидромониторными насадками. - Авторы: Осипов П.Ф., Овчаренко А.В - № 4308918. Заявл. 24.09.89, опубл. 32.06.89. Бюлл. № 23.

39. A.c. 1686112 СССР М. Кл. Е 21 в 10/18. Буровое шарошечное до лото. - Авторы: Осипов П.Ф., Поздняков В.И., Богомолов P.M., Гук Р.И. Логачев Ю.Л. - № 4627605. Заявл. 27.12.88. Опубл. 23.10.91. Бюлл. № 39.

РИЦ СПГГИ. 21.04.2000. 3.196. Т. 100 экз.

1991Ö6 Санкт-Петербург, 21-я линия, 2

Введение.

1. Современное состояние и основные проблемы проектирования оптимальных режимов разрушения и очистки забоя скважины при бурении шарошечными долотами.

1.1. Обобщение опыта проектирования режима бурения.

1.2. Современное состояние проектирования режима промывки забоя скважины и опыт ее совершенствования.

1.3. Проблемы оперативного управления технологией углубления скважины и современное его состояние.

1.4. Постановка задач исследований.

2. Разработка научно-методических основ моделирования процессов, сопровождающих работу долота на забое скважины.

2.1. Диаграмма бурения как инструмент количественной оценки условий бурения и явлений, сопровождающих работу долота.

2.2. Влияние параметров режима и условий бурения на изменение параметров диаграммы бурения.

2.3. Влияние износа вооружения долота на диаграмму бурения.

2.4. Влияние гидромониторной промывки забоя на диаграмму бурения.105.

3. Моделирование работы шарошечного долота на забое скважины.

3.1. Моделирование текущего состояния процесса разрушения забоя долотами с фрезерованными зубьями.

3.2. Моделирование текущего состояния процесса разрушения забоя долотами с твердосплавными зубками.

3.3. Моделирование влияния промывки скважины и забоя на работу долот.

3.4. Моделирование процесса отработки долота (модель долбления).

4. Экспериментальные исследования промывочных узлов гидромониторных долот и затопленных струй.

4.1. Экспериментальная установка и методика исследований.

4.2. Исследование гидравлических сопротивлений промывочных узлов гидромониторных долот.

4.3. Исследование распространения затопленных струй и их динамического воздействия на забой скважины.

4.4. Влияние числа насадок, их разноразмерности и конструкции промывочного узла на динамическое воздействие струй на забой скважины.

4.5. Оценка степени стеснения гидромониторных струй, истекающих из насадок серийных долот.

5. Теоретические исследования воздействия гидромониторных струй на разрушаемую долотом породу и оптимизация режима промывки скважины.

5.1. Фильтрационные потоки в разрушаемой породе, возникающие при воздействии на нее подвижной гидромониторной струи.

5.2. Исследование влияния природных и технологических факторов на характеристики фильтрационных потоков на забое скважины.

5.3. Методы интенсификации промывки забоя скважины и их влияние на фильтрационные процессы на забое скважины.

5.4. Критерии оценки интенсивности и методика оптимизации промывки забоя скважины.

5.5. Проектирование оптимальных параметров режима промывки скважины при бурении гидромониторными долотами.

6. Разработка и реализация алгоритма прогнозирования результатов бурения гидромониторными долотами.

6.1. Алгоритм расчета показателей работы долота при фиксированных значениях параметров режима бурения.

6.2. Алгоритм выбора оптимальных вариантов технологии углубления скважины.

6.3. Компьютерные программы выбора оптимальной технологии углубления скважины в условиях неограниченной изменчивости пород по буримости.

6.3.1. Описание программ.

6.3.2. Информационное обеспечение программ.

6.3.3. Особенности эксплуатации программы при разработке регламентов и динамическом проектировании углубления скважины.

7. Разработка , испытание и внедрение оптимизированных регламентов бурения шарошечными гидромониторными долотами.

Под понятием "режим бурения" или "режим углубления скважины" понимается сочетание типоразмеров (моделей) долот, нагрузки на долото, скорости его вращения, интенсивности гидромониторной промывки, реологических параметров буровой промывочной, жидкости и статического дифференциального давления на забой от долбления к долблению,- по мере углубления скважины до намеченной или проектной глубины.

Под оптимальным режимом бурения или оптимальным режимом углубления скважины понимается такое сочетание указанных параметров, при котором обеспечивается достижение экстремальных значений критериев оптимальности (чаще всего - это максимум рейсовой скорости или минимум стоимости метра проходки) в процессе долбления и в заданном интервале бурения в целом.

Исследования в области режимов бурения до сих пор носили большей частью познавательный характер, шло естественное накопление знаний о работе долота на забое. И здесь успехи очевидны и весьма значительны. Достаточно глубоко изучены закономерности процессов, сопровождающих работу долота на забое: разрушения породы; износа вооружения долота; износа опоры; очистки забоя. Установлено влияние колебательных (волновых) явлений в бурильной колонне на работу долот. Все это оказало благотворное (хотя и косвенное) влияние на совершенствование конструкций и технологии изготовления шарошечных долот, производительность которых за последние годы возросла кратно. Таким образом, можно утверждать, что в наблюдавшемся в последнем двадцатилетии многократном увеличении средней проходки на долото (и связанных с ней технико-экономических показателей) есть значительная доля тех научных работ, конечной целью которых было не создание новых, более производительных долот, а оптимизация (точнее: совершенствование) их использования.

Что касается самой практики совершенствования (оптимизации) режимов бурения с целью повышения технико-экономических показателей бурения -»- Л АТТЛ ТЛЛГ» г -г И-Г-Ф'% /Л «.т/" ТТЛ /-\ЛТ ТТТТАА! | ТТ ГТ ГТ ГТ/ЛТЛП П Г\ Лтт А Т> Т Т А * Я ЛЧ ГРТ А А» *

СКьажины, ли ипа, кал И прелюде, Пила, о испиппиш, и^х^ии ампирически на основе экспертного анализа активного и (или) пассивного промыслового опыта, использования новых (на момент проектирования или для данного района или предприятия), более производительных долот и новой технологии применения последних. Суть этих методов сводится, в конечном счете, к выбору лучших (и не обязательно оптимальных) вариантов из массы худших, что по определению делает их высокозатратными методами поиска более совершенных решений.

Все известные методы совершенствования режимов бурения требуют значительных затрат времени и средств на подготовку исходной информации: для анализа опыта бурения нужен, как минимум, сам опыт; для принятия решения по поводу нового варианта бурения необходимо его испытание; для использование методов, основанных на определении механических свойств пород, нужен представительный керновый материал; для применения аналитического метода, основанного на определении "базовых зависимостей" необходим осуществить продолжительные (иногда многолетние) промысловые исследования по специальным программам в нескольких скважинах. В результате "теоретические" шансы на применение перечисленных методов имеют только эксплуатационне скважины. Разведочные, поисковые и опорные скважины, проектирование и бурение которых осуществляется в условиях острого дефицита геологической и почти полного отсутствия промысловой информации, по определению лишены полезного применения перечисленных методов.

Известные методы совершенствования режимов бурения ориентированы на учет только части влияющих на результат бурения факторов. Нет методики прогнозирования результатов применения гидромониторной промывки, хотя они часто превосходят влияние осевой нагрузки и скорости вращения долота.

Назрела острая необходимость в разработке, математической модели углубления скважины и основанной на ней универсальной методики проектирования оптимальных режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами, учитывающей влияние всех основных факторов, в том числе и гидромониторной промывки, и пригодной для применения в условиях недостатка геолого-промысловой информации. При этом модель бурения, как и модель любого процесса (явления), должна основываться на обобщенных (инвариантных по отношению к условиям бурения) зависимостях, отражающих в комплексе закономерности влияния основных факторов, а в качестве исходных данных должны быть не какие-то эмпирические зависимости, а константы, характеризующие объекты, участвующие в процессе: породы, породоразрушающие инструменты и гидромониторные струи.

В настоящее время сложились благоприятные условия для разработки искомой методики, которую можно было бы назвать математической моделью бурения (углубления скважины). Дело в том, что: накоплен значительный объем научных знаний о процессах, сопровождающих работу долота на забое глубокой скважины, достаточный для перехода к количественному описанию этих процессов с целью подготовки формализованных методик расчета; отсутствуют технические, организационные или иные причины, препятствующие внедрению быстродействующих компьютеров для реализации упомянутых выше методик как на стадии проектирования строительства скважины, так и при ее бурении.

Существует еще одна причина, объективно требующая разработки универсальной методики проектирования, которая возникла как результат научно-технических достижений в долотостроении. Дело в том, что современные долота в состоянии за одно долбление пробурить несколько разных по буримости пачек пород. Это обстоятельство внесло принципиальные методические трудности в разработку математических моделей бурения и расчетных методик прогнозирования результатов работы долота и, по существу, перечеркнуло все ранее разработанные расчетные методики, ориентированные на прогнозирование результатов работы долота в однородной породе. Возник явный методический вакуум, для ликвидации которого следует решить две крупные проблемы: разработать методику прогнозирования результатов работы долота на забое в условиях произвольного изменения буримости пород; разработать методику количественного описания влияния гидромониторной промывки на показатели работы долота.

В данной работе автором предпринята попытка решить проблему: разработать математическую модель бурения (углубления скважины), учитывающую влияние не только осевой нагрузки на долото, его модели и скорости вращения, но и произвольного изменения буримости в процессе отработки долота, технологических условий бурения, волновых процессов в бурильной колонне и интенсивности струйной промывки, а также разработать комплекс компьютерных программ и методик сопровождения для реализации упомянутой модели в любых условиях, в том числе при бурении разведочных, поисковых и опорных скважин.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Цель работы.

Научное обоснование математической модели бурения скважины гидромониторными шарошечными долотами в условиях изменчивости пород по бу-римости, разработка новых методических, программных и технических средств для реализации модели, обеспечивающих увеличение технико-экономических показателей бурения скважин путем своевременного и достоверного определения и внедрения оптимальных сочетаний долот и режимов бурения, в том числе параметров промывки скважины.

Идея работы заключается в применении для моделирования процессов разрушения и струйной очистки забоя универсальных эмпирических зависимостей, не зависящих от модели долота и условий бурения, в сочетании с использованием, для адаптации модели к конкретным геолого-технологическим условиям проводки скважины, экспериментально определяемых. констант, характеризующих количественно буримость пород.

Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью в работе предусмотрено решение следующих задач: исследование и обобщение закономерностей разрушения горных пород при бурении скважин шарошечными гидромониторными долотами в стендовых и промысловых (натурных) условиях; исследование влияния параметров режима бурения и износа вооружения шарошечного долота на критериальные характеристики процесса разрушения пород; исследование гидравлических потерь в элементах промывочных систем долот при формировании гидромониторных струй; исследование гидромониторных струй, истекающих в тупик, и факторов, влияющих на их геометрические, кинематические и гидродинамические характеристики; исследование нестационарной фильтрации на забое скважины, возникающей при воздействии на забой подвижных (вращающихся вместе с долотом) гидромониторных струй; исследование влияния параметров струи на фильтрационные процессы на забое скважины, обоснование технологического критерия струйной промывки забоя скважины; разработка методики проектирования оптимальных режимов промывки скважины и программного продукта для ее реализации; разработка методики прогнозирования количественного влияния гидромониторной промывки на механическую скорость бурения, стойкость вооружения и опор шарошек и на текущие и конечные показатели работы гидромониторных долот; разработка математической модели работы долота в условиях изменчивости пород по буримости и методики прогнозирования показателей его работы; определение условий эффективного применения гидромониторных долот; исследование и разработка способов и технических средств интенсификации процессов разрушения и очистки забоя; разработка расчетного алгоритма и компьютерной программы выбора оптимальных параметров режима бурения гидромониторными шарошечными долотами.

Методы исследований. Поставленные задачи решались с использованием комплекса исследований, включающий анализ и обобщение данных, опубликованных в отечественной и зарубежной литературе по методам совершенствования режимов бурения и исследованию промывочных систем долот; проведение опытного бурения в производственных условиях с целью определения закономерностей процессов, сопровождающих работу долота на забое; экспериментальные исследования элементов промывочного узла долот и истекающих из них затопленных струй; аналитические исследования фильтрационных процессов на забое скважины. Полученные при проведении экспериментальных исследований результаты анализировались и обрабатывались методами математической статистики.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом стендовых исследований и экспериментов в производственных условиях, близкой сходимостью расчетных показателей с данными опытного бурения, положительными результатами внедрения оптимизированных регламентов углубления, разработанных с применением разработанных методик и реализующих их программ на ПЭВМ.

Научная новизна выполненной работы заключается в новом методическом подходе к моделированию бурения гидромониторными шарошечными долотами пород с изменяющейся буримостью, базирующемся на установленных закономерностях, количественно описывающих изменения параметров диаграммы бурения - зависимости проходки долота за один оборот от осевой нагрузки - в течении долбления под влиянием природных, технологических и технических факторов; получении аналитических качественных зависимостей параметров фильтрации жидкости в породе, инициированной струями, .перемещающимися относительно забоя, уточняющих механизм очистки последнего от выбуренной породы; установлении факторов, влияющих на механическую скорость бурения и износ гидромониторных шарошечных долот; установлении факторов, влияющих на коэффициент расхода промывочных узлов долот и распространение гидромониторных струй при истечении их в тупик.

Практическая ценность работы:

- разработаны универсальная методика (вычислительный алгоритм) расчета ожидаемых показателей работы гидромониторного шарошечного долота и реализующая ее компьютерная программа определения оптимальных режимов бурения, предназначенная для разработки оптимизированных регламентов углубления для площади или отдельной скважины и оперативной корректировки режимов бурения при реализации регламента;

- определены резервы повышения показателей работы гидромониторных долот при бурении скважин в конкретных (заданных) геолого-технологических условиях за счет определения и применения оптимальных сочетаний моделей долот и параметров режима бурения ;

- разработаны методика расчета и выбора оптимальных режимов промывки скважины при бурении гидромониторными долотами и реализующая ее компьютерная программа, которая используется для подготовки исходных данных для программы определения оптимальных режимов бурения;

- разработан комплекс способов и технических средств, обеспечивающих увеличение глубины эффективного применения гидромониторных долот, включающий: применение оптимальных компоновок бурильной колонны; минимизацию плотности и реологических параметров бурового раствора; приближение насадок к забою; использование разноразмерных насадок в сочетании с нормированным приближением насадок к забою; применение насадок, формирующих асимметричные струи; использование способа управляемой кавитации на границе струи;

- разработаны предложения по конструктивному совершенствованию промывочных узлов гидромониторных долот с целью повышения их гидравлических характеристик;

- разработана методика принятия проектных решений при разработке регламентов углубления скважин с использованием программы определения оптимальных режимов бурения.

Внедрение результатов работы. Основные элементы предложенной автором методики оптимизации режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами применялись при бурении разведочных и эксплуатационных скважин на Кудиновской площади в 1964-75 г.г.

Предложенный метод определения оптимальных сочетаний долот и режимов бурения на основе математического моделирования процесса отработки долота применялся при проектировании и оперативной корректировке регламентов углубления при бурении Тимано-Печорской опорной и Колвинской поисковой скважин в Республике Коми.

Рекомендации в отношении способа крепления и уплотнения насадок долот нашли отражение в конструкции промывочных узлов серийных гидромониторных долот отечественных конструкций, выпускаемых ПО "Волгабурмаш", начиная с 1972 года.

С применением разработанных математической модели бурения и реализующих ее компьютерных программ составлены и внедрены оптимизированные регламенты углубления разведочных скважин на Восточно-Возейюской и Восточно-Усинской площадях Республики Коми, обеспечившие повышение технико-экономических показателей бурения с экономическим эффектом 385 тыс. руб. (в ценах 1984 г.).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс:

- при чтении профилирующих курсов на кафедре бурения Ухтинского государственного технического университета (УГТУ);

- при чтении лекций на курсах повышения квалификации инженеров по бурению скважин при УГТУ;

- при подготовке методических указаний: "Гидравлические расчеты при бурении скважин" - Ухта, 1990", "Гидравлические расчеты в бурении, часть I -Ухта, 1996","Математическая модель оптимизации режимов бурения шарошечными долотами - Ухта, 1997".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на ряде конференций, семинаров, технологических совещаний, в том числе: на 1-м семинаре по гидравлике буровых и цементных растворов (г. Киев, 1967); на отраслевом совещании "Пути повышения качества буровых шарошечных долот и их эксплуатационных показателей" (г. Куйбышев, 1968); на Всесоюзном семинаре инженерно-технических работников контор бурения, трестов, объединений, научно-исследовательских и учебных институтов на тему "Бурение опорно-технологических скважин, теория и практика проектирования режимов бурения" (г. Фролово, 1969); на научно-методическом семинаре заведующих кафедрами бурения институтов и факультетов нефтегазового профиля СССР (г. Ухта. 1985); на IV, Всесоюзной научно-технической конференции "Разрушение горных пород при бурении скважин" (г. Уфа, 1986); на Всесоюзной научно-технической конференции ВНТО (г. Пермь, 1991); на технологических семинарах и совещаниях по глубокому бурению (г.г. Ухта, Печора, Усинск, 1984-1992); на технологических семинарах и совещаниях в ГНПП "Недра" (г. Ярославль, 1984-99); на научно-технической конференции "Проблемы развития газодобывающей и газотранспортной систем отрасли России" (г. Ухта, 1995); на международной конференции "Проблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции" (г. Ухта, 1998); на научно-техническом совете ОАО "Волгабурмаш" (г. Самара, 1998 г.); на 2-й региональной научно-практической конференции "Актуальные проблемы геологии нефти и газа". (Кремсовские чтения. Ухта, 1999); на межкафедральном семинаре Ухтинского государственного технического университета (г. Ухта, 2000).

Представленный на выставке экспонат по методике и результатам оптимизации режимов бурения удостоен бронзовой медали ВДНХ СССР (1972).

Исходные материалы и личный вклад соискателя. Основой диссертационной работы являются начатые автором на кафедре бурения УГТУ в 1983 году самостоятельные обобщения результатов промысловых, стендовых и теоретических исследований, осуществленных по инициативе и под руководством автора в различных регионах России: Нижнее Поволжье (1965-1976), Среднее Поволжье (1976-1983), Республика Коми (1983-1993), г. Ярославль (1993-1999).

Автор испытывает чувство неизменной и глубокой благодарности к тем, кто советом, личным участием или организационно помогал ему в проведении исследований и обсуждении результатов: Р.Г. Ахмадееву, H.H. Бабошкину, Н.Я. Берко, A.A. Босенко, В.Ф. Буслаеву, И.Ю. Быкову, Е.П. Варламову, В.И. Волкову, М.П. Гринбергу, В.И. Зелепукину, C.B." Каменских, Ю.Л. Логачеву, В.Т. Лукьянову, Е.Я.Оксенойду, Л.А. Певзнеру, В.И. Позднякову, Г.Ф. Скрябину, А.Б. Солареву, И.И. Ступаку, Н.М. Уляшевой, В.А. Швецкому и многим другим.

Автор считает своим долгом с чувством глубокой признательности почтить память своих первых Учителей в научных изысканиях проф. B.C. Федорова и доц. А.К. Козодоя, которые своими научными трудами и советом оказали в свое время решающее влияние на выбор направления исследований автора данной работы.

Публикации. Содержание диссертации изложено в 46 публикациях, в том числе: 3 брошюрах, 37 статьях в научных журналах и других изданиях и в 6 авторских свидетельствах на изобретения.

Основные защищаемые положения:

1. Математическая модель процесса бурения гидромониторными шарошечными долотами (модель углубления скважины), основанная на количественном описании видоизменения диаграммы бурения в процессе отработки долота под влиянием скорости его вращения, типа вооружения долота, его износа, изменения буримости в процессе долбления, технологических условий бурения и интенсивности гидромониторной промывки забоя, обеспечивает, с достаточной для инженерных расчетов точностью, определение текущих и конечных показателей работы долот в различных геолого-технологических уеловиях применения и создание массива данных для выбора оптимального варианта режима бурения.

2. Математическая модель влияния гидромониторной промывки забоя на показатели работы долот, основанная на использовании нового технологического критерия интенсивности струйной промывки /, зависящего от дифференциального давления на забой и контролирующего интенсивность фильтрационных потоков в породе от воздействия на нее струй, обеспечивает, в рамках общей модели бурения, обнаружение оптимального сочетания режимов промывки, нагрузки на долото и скорости его вращения.

3. При истечении затопленных струй из насадок, имеющих сужающийся канал и выходной цилиндрический участок, в среду, в которой относительное давление меньше критического, коэффициенты расхода насадок и параметры струй зависят от величины указанного давления и геометрических характеристик проточной части насадок, а при давлениях в среде, превышающих критические, указанные параметры перестают зависеть от давления, причем коэффициент расхода всех насадок с плавным профилем равен 0,985, а величина относительного критического давления колеблется, в зависимости от температуры жидкости, в пределах 0,4.0,6.

4. Использование новых методик расчета перепадов давления на долоте и параметров затопленных струй, основанные на результатах экспериментальных исследований истечения струй жидкости из отдельных насадок и промывочных узлов гидромониторных долот в тупик, обеспечивает существенное повышение точности расчетов параметров и критериев промывки скважины, в том числе критерия У, чем достигается увеличение точности функционирования модели бурения.

Выводы и рекомендации

1. В результате проведенных стендовых, промысловых и теоретических исследований разработана математическая модель процесса бурения гидромониторными шарошечными долотами, количественно учитывающая влияние струйной промывки забоя и обладающая способностью адаптироваться к изменению буримости пород в процессе отработки долота. Тем самым решена крупная научно-техническая проблема - повышение технико-экономических показателей бурения скважин, в том числе в условиях недостаточности геолого-промысловой информации, путем своевременного и достоверного определения и внедрения оптимальных сочетаний долот, и режимов бурения как на стадии проектирования буровых работ, так и при реализации проектных решений.

2. На основе теоретических исследований неустановившейся фильтрации в разрушаемой долотом породе, возникающей под влиянием перемещающихся вместе с долотом гидромониторных струй, впервые решена, как часть общей математической модели, задача определения количественного влияния параметров гидромониторной промывки на механическую скорость бурения, стойкости вооружения и опоры долот.

3. Теоретическими исследованиями установлено, что гидромониторные струи, воздействуя на периферии забоя непосредственно на породу, создают там фильтрационные потоки импульсного характера, направленные в течение некоторого времени в сторону скважины (обратная фильтрация) и тем обеспечивающие проявление двух взаимосвязанных эффектов: отделения выбуренных частиц от забоя и подготовку благоприятных условий для его разрушения путем изменения поля давлений в разрушаемой зоне. Доказано, что дифференциальное давление на забое стремиться подавить проявление обоих эффектов, но в особенности - второго.

4. Обоснован и применен для решения задач новый критерий гидромониторной промывки 7, зависящий от дифференциального давления и осевого давления струи на забой, причем функция 7 от расхода буровой промывочной жидкости имеет максимум, соответствующий оптимальному режиму промывки.

5. Теоретическими исследованиями доказано, что максимуму критерия 7 соответствует оптимальное сочетание 1-го и 2-го фильтрационных эффектов гидромониторной промывки. Установлено, что оптимизация промывки по максимуму 7 обеспечивает получение наибольших в данных геолого-технических условиях результатов применения гидромониторных долот, причем при 7 -Л достигается максимум относительной эффективности. '

6. Установлено, что снижение относительной эффективности применения гидромониторных долот по мере увеличения глубины бурения объясняется, в первую очередь, увеличением дифференциального давления, и оно хорошо коррелируется с изменением (уменьшением) величины критерия 7. Доказано, что существует предельная глубина эффективного применения гидромониторной промывки, которой соответствует критическое значение 7, равное, в первом приближении, -1.

7. Разработан комплекс способов и устройств для интенсификации гидромониторной промывки забоя, обеспечивающий увеличение 7 и увеличение эффективного применения гидромониторных долот: использование различных методов уменьшения дифференциального давления на забой при бурении скважины; применение специальных насадок для формирования асимметричных затопленных струй; приближение насадок к забою; применение разноразмерных насадок в сочетании с нормированным приближением их к забою для выравнивания величины критерия 7; увеличение скорости вращения долота; распределение струй вдоль радиуса скважины; создание и управление ка-витационным течением на внешней границе струи.

8. Экспериментальными исследованиями установлено существование критического относительного (по отношению к гидродинамическому давлению струи в начальном сечении) давления в среде истечения, при превышении которого коэффициенты расхода насадок и параметры затопленных струй перестают зависеть от давления среды.

9. Экспериментами доказано, что при давлениях в среде истечения, превышающих критические, все насадки, имеющие плавный профиль проточной части, характеризуются одним и тем же коэффициентом расхода, равном 0,985.

10. Установлено, что точность расчетов параметров промывки можно существенно повысить, если определять коэффициенты расхода промывочной системы долот с учетом влияния размеров подводящего канала и разноразмерное™ насадок в долоте. Экспериментально установлено, что размеры подводящих каналов и межшарошечных пространств серийных долот, как правило, не обеспечивают условия для рационального использования забойной гидравлической энергии, для реализации оптимальных вариантов промывки забоя и для применения методов ее интенсификации. Разработаны методики определения коэффициента расхода промывочной системы долота и рекомендации по оптимизации ее конструкции для долот всех размеров.

11. Экспериментальными исследованиями установлено, что при истечении затопленной струи в тупик граница струи имеет не коническую, а криволинейную форму. Доказано, что при истечении струй в среды, где давление превышает критические, безразмерные параметры струй и создаваемые ими относительные гидродинамические давления на забой не зависят от геометрических характеристик проточной части насадок, если последние относятся к группе насадок с плавным профилем. Разработана новая методика расчета геометрических и гидродинамических параметров струй, обеспечивающая определение ] с удовлетворительной точностью.

12. Разработаны вычислительные алгоритмы реализации новой математической модели бурения гидромониторными шарошечными долотами в условиях неоднородности пород по буримости и на их основе - компьютерная программа определения оптимальных режимов бурения, обеспечивающие расчет прогнозных показателей работы долот с отклонением от фактических не более чем на 14. 15 %.

13. Разработана компьютерная программа расчета для намеченного интервала бурения оптимальных режимов промывки скважины и соответствующих им критериев / , используемых в качестве исходных данных в программе определения оптимальных режимов бурения.

14. Разработан комплекс методик подготовки исходных данных для ра-, боты программы определения оптимальных параметров режима бурения, включающий в себя:

- методику расчленения разреза на пачки однородных по буримости пород;

- методику проведения промысловых исследований для определения параметров диаграммы бурения и критической скорости вращения долота;

- методику промысловых исследований для определения ресурсов вооружения и опор шарошечных долот.

15. Проведены промысловые исследования и установлены величины потенциальных ресурсов вооружения и опор для наиболее часто используемых типо-размеров долот, изготовленных различными заводами.

16. Разработан алгоритм принятия решений при разработке технологических регламентов углубления скважины и при их реализации с использованием результатов расчета по программе определения оптимальных режимов бурения.

17. С применением описанных в работе методик и компьютерных программ разработаны технологические регламенты углубления скважин на Вос-точно-Возейюской и Восточно-Усинской разведочных площадях Республики Коми, внедрение которых обеспечило увеличение технико-экономических показателей с экономическим эффектом 385 тыс. рублей в ценах 1984 года.

1. Абаков Г.С., Мавлютов М.Р., Филимонов Н.М. Прогнозирование механической скорости бурения по данным геофизических исследований. // Технология бурения нефтяных и газовых скважин. - Межвуз. науч.-техн. сб.-Уфа: 1977. - Вып. 4 - С. 28-31.

2. Абрамсон М.Г. Исследование режимов работы штыревых долот диаметром 76- 112 мм при бурении в крепких абразивных породах. // Труды ВНИИБТ М.: Недра, 1965. - Вып. 14.

3. Абрамсон М.Г., Лопатин Ю.С., Осипов Г.М. Исследование влияния параметров режима бурения на механическую скорость бурения шарошечными долотами взрывных скважин в горной промышленности. // Труды ВНИИБТ. -М.: Недра, 1969.-Вып. 21.

4. Агроскин И.И., Дмитриев Г.Т., Пикалов Ф.И. Гидравлика. М.: Энергия, 1964.

5. Агошашвили Т.Г. К вопросу о скольжении на забое при бурении шарошечными долотами. // Труды ВНИИБТ М.: Недра, 1967- Вып. 17.

6. Адамов А.Н. Оценка эффективности режимов разрушения горных пород. // Нефтяное хозяйство. -1958. № 2.

7. Алексеев Ю.Ф. Современные методы прогнозирования физико-механических свойств горных пород и показателей работы долот. ОИ.- Сер.

8. C^t,,,,,^! АД . DTJ1/ГТЛГ\^T-JT" 1 QH'l .- iVJL. JLJJLilrXiriW^lJLJL , 17 / J.

9. Альтшуль A.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Издательство литературы по строительству, 1965. »

10. Астафьев П.И. Бурение скважин гидромониторными долотами. // Татарская нефть. 1962. - № 11.

11. И. Бабаян P.A., Финкельштейн Г.М., Гельфгат Я.А. Выбор критерия определения оптимального расхода бурового раствора. // Нефтяное хозяйство.-1983.-№ 11.-С. 16-20.

12. Бабаян P.A., Финкельштейн Г.М., Гельфгат А .Я. Влияние гидравлической мощности, реализуемой на забое, на механическую скорость при различных дифференциальных давлениях. // Нефтяное хозяйство.- 1984.- № 7. С. 8-12.

13. Бабаян Э.В., Булатов А.И. Некоторые гидродинамические особенности технологических процессов строительства вертикальных и наклонных скважин. // ОИ. Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - № 17 (35).

14. Бабичев A.A. О концентрации шлама в призабойной зоне скважиы. // Азер. нефт. хоз-во,- 1988.- № 4.- С. 28-31.

15. Бадалов P.A. Определение механической скорости проходки в зависимости от режимных параметров бурения. Изв. ВУЗов. Нефть и газ.- I960.- № 1.

16. Басниев К.С., Власов A.M., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидравлика. М.: Недра, 1986.

17. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение,1971.

18. Беззубцев Б.С. Влияние расположения промывочных отверстий в долотах на показатели их работы. // НТС.- Сер. Бурение.- М.: ВНИИОЭНГ, 1969. -№ 8.

19. Беликов В.Г., Посташ С.А., Степанов В.А. Некоторые вопросы оценки износа вооружения долот. Изв. ВУЗов. Нефть и газ.- 1966.- № 9.

20. Беликов В.Г., Федоров B.C., Посташ С.А. Обобщение и распространение передового опыта в бурении. М.: Недра, 1969.

21. Бикбулатов И.К. Обобщение результатов исследований по изучению схем промывки буровых долот. // Тр. МИНГ. М.: 1985 - Вып. 195. - С. 70-76.

22. Биркгоф Г.Б., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. М.:' Мир,

23. Бобо P.A. Разработка оптимальных режимов промывки скважин. // Инженер-нефтяник.-, 1966.- № 11.

24. Босенко A.A. Роль кавитации при разрушении горных пород затопленными струями. Изв. ВУЗов. Нефть и газ.- 1967.- № 8.

25. БревдоГ.Д. Проектирование режима бурения. М., Недра, 1988.

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

27. Булатов А.И. и др. Гидромеханические процессы на забое бурящихся скважин. ОИ,- Сер. Строительство скважин. М.: ВНИИОЭНГ, 1989.

28. Булатов А.И., Просёлков Ю.М., Рябченко В.И. Технология промывки скважин. М.: Недра, 1981.

29. Варламов Е.П., Осипов П.Ф., Козодой А.К. Зависимость коэффициента расхода насадок гидромониторных долот от противодавления. // Межвуз. сб. научн. трудов. Бурение нефтяных и газовых скважин, добыча нефти. - Куйбышев: КПтИ, 1975.

30. Варламов Е.П. Гидродинамические процессы на забое скважины и совершенствование систем промывки буровых долот. Дисс. на соик. уч. степ., док. техн. наук. Уфимский государственный нефтяной университет, 1997.

31. Васильев A.B., Марик В.Б., Саблуков Б.Б. Исследование влияния схем промывочного узла долота на гидравлические процессы на забое скважины. // Тр. МИНГ. 1987. - Вып. 210. - С. 14-18.

32. Габузов Г.Г. Зависимость средней механической скорости от гидравлической мощности, реализуемой на забое бурящейся скважины. Изв. ВУЗов. Нефть и газ.- 1987.- №6.

33. Гаврилов Е.Г., Кольцов О.П., Клисуы В.Ф. Результаты отработки гидромониторных долот в процессе проводки опорно-технологической скважины в Краснодарском крае. // РНТС.- Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ, 1974. - № 2.

34. Гаджиев H.A. О связи характера процесса разрушения с углублением за один оборот. Труды АзНИИбурнефть.- М.: Недра, 1967. Вып. 9.

35. Гельфгат Я.А., Орлов A.B., Финкельштейн Г.Э., Черкаев В.В. К вопросу установления некоторых эмпирических зависимостей показателей работы долот от параметров режима бурения в промысловых условиях. // Труды ВНИИБТ.- М.: Недра, 1963. Вып. 9.

36. Гельфгат Я.А. Влияние темпов спуско-подъемных операций на оптимальные параметрь1 режима бурения. // Нефтяное хозяйство.- 1966.- № 12.

37. Гераськин В.Г. Выбор оптимальных сочетаний параметров режима бурения скважин при изменяющемся дифференциальном давлении в объединении Трознефть". // РНТС, сер. Бурение.- М.: ВНИИОЭНГ.- 1983,- № 7.

38. Гидравлический расчёт насадок долота. ЭИ. Сер. Бурение,- М.: ВНИИОЭНГ, 1981. - Вып. 24.

39. Глебов В.А., Разуваев В.Д., Анопин А.Г. Опыт повышения технологических показателей бурения в Западной Сибири. // Нефтяное хозяйство. -1984.-№5. -С. 15-19.

40. Гусман М.Т., Агеев А.И. Некоторые результаты турбинного бурения скважин гидромониторными долотами. // Нефтяное хозяйство. 1963.- № 5.

41. Гусман A.M. Влияние условий очистки забоя скважины на механическую скорость бурения (по материалам советских и зарубежных исследований). // Тр. ВНИИБТ. -М.: 1970. Вып. 24.

42. Гусман A.M. Влияние условий промывки забоя на износ шарошечных долот. // Тр. ВНИИБТ- Гидравлика в бурении. - М.: 1970. - Вып.24. - С. 66-73.

43. Гусман A.M., Малкин И.Б., Мительман Б.И. Исследование эффективности гидромониторных долот. // Тр. ВНИИБТ.- М.: 1970. Вып. 24.

44. Гусман A.M., Малкин И.Б., Мительман Б.И. Исследование эффективности асимметричных схем промывки гидромониторных долот. РНТС.- Сер.

45. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ, 1975.- № 12. - С. 7-9.

46. Гусман A.M., Мительман Б.И. Исследование выноса шлама из зоны долота в затрубное пространство. // Нефтяное хозяйство. 1975,- № 4. - С. 1721.

47. Гусман A.M. Состояние и направление совершенствования схем промывки буровых шарошечных долот. // Труды ВНИИБТ. М.: 1988. - Вып. 66. -С. 175-183.

48. Дашевский A.C., Цукалов А.И., Оспанов Ж.К. Стендовые исследования очистки забоя. // Нефтяное хозяйство. 1981.- № 12.

49. Дашевский A.C., Цукалов А.И. О природе процессов разрушения и очистки зашламлённой поверхности забоя. // Нефтяное хозяйство. 1983.- № 4.- С. 30-33.

50. Дашевский A.C., Цукалов А.И. Влияние частоты вращения долота на интенсивность разрушения и очистки зашламлённой поверхности забоя. // РНТС. Сер. Нефтяная геология, геофизика и бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1985.- №2,- С. 28-30.

51. Девятко Л.И., Колесников H.A. Влияние осевой нагрузки на механизм и объем разрушенной горной породы при бурении шарошечными долотами. Изв. ВУЗов. Нефть и газ.- 1968. № 1.

52. Демин Е.А., Кириченко Б.В. Устройство для определения и поддержания максимальной скорости проходки при турбинном способе бурения. // Труды КуйбышевНИИ НИ. Куйбышев, 1969. - Вып. 41.

53. Долота с улучшенной поперечной промывкой. ЭИ. Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - Вып. 3. - С. 16-18.

54. Есьман Б.И. Термогидравлика при бурении скважин. М.: Недра, 1982.

55. Железняков Ф.И. Оценка влияния дифференциального давления на буримость пород. /У РНТС. Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ , 1974. - Вып. 6.

56. Железняков Ф.И. Опыт проводки скважин гидромониторными долотами на Мангышлаке. // РНТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ. - 1974.- № 12.

57. Железняков Ф.И. Оценка влияния дифференциального давления и скорости вращения долота на механическую скорость проходки. // РНТС. -Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ. - 1975.- № 7.- С. 5-7.

58. Железняков Ф.И. Оценка стойкости опор шарошечных долот. // Нефтяное хозяйство. - 1977.- № 5.- С. 11-15.

59. Железняков Ф.И. Влияние отдельных факторов технологии бурения на механическую скорость бурения. // Нефтяное хозяйство. 1979.- № 1.- С. 1318.

60. Жидовцев H.A., Матвеев Г.И., Бикбулатов И.К. и др. Совершенствование схем промывки буровых долот. // Нефтяное хозяйство. 1980.- № 7.- С. 24-27.

61. Жидовцев H.A., Бикбулатов И.К. Совершенствование промывочных узлов шарошечных долот резерв повышения производительности их работы. // Нефтяное хозяйство. - 1975.- № 5.

62. Зубарев A.B., Саркисьянц Т.Х., Булавинцев А.П. Энергоемкость разрушения горных пород долотами различных типов. // Нефтяное хозяйство. -1969.- №1.

63. Итоги опытно-технологических работ по совершенствованию проводки скважин. Авторы: Ферштер A.B., Козодой А.К., Осипов П.Ф. и др. // Темат. науч.-техн. обзор. - Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1969.

64. Иоаннесян Ю.Р. Условия, определяющие проходку за долбление, и возможности ее увеличения в турбинном бурении. // Нефтяное хозяйство. -1963,-№1.

65. Иоаннесян Ю.Р. Новое в проблеме буримости пород. М.: Недра,

66. Исследования в области влияния гидравлики на механическую скорость проходки при разбуривании сланцев трёхшарошечными долотами. // ЭИ.- Сер. Бурение. М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - Вып. 8.

67. Исследования и разработки в области совершенствования долот. ЭИ.- Сер.Бурение. М.: ВНИИОЭНГ, 1986. - Вып. 15.

68. Кавитационные насадки к долотам для бурения глубоких скважин. ЭИ. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1978. - Вып. 16.

69. Каменских C.B., Осипов П.Ф., Волкова И.И. Моторесурс опоры шарошечных долот. НТЖ.- Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М.: ВНИИОЭНГ. - 1996. -№ 4.

70. Каменских C.B., Осипов П.Ф. Моделирование износа вооружения шарошечных долот. Труды Ухтинского индустриального института. Проблемы освоения природных ресурсов Европейского Севера. - Ухта, 1996.- Вып. 2.

71. Коваленко Ю.И. Исследование процесса разрушения горных пород элементами струйного долота для гидромеханического бурения нефтяных и газовых скважин. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М.: ВНИИБТ, 1981.

72. Коваленко Ю.И., Литвинов А.И. Совершенствование гидравлических параметров промывочной системы гидромониторных долот. // Нефтяное хозяйство. 1984. -№ 10.

73. Коваленко Ю.И., Медведовская Ф.М. К вопросу о возможности получения гидромониторного эффекта при бурении в Западной Сибири. //Тр. ВНИИБТ- М.: 1988. Вып. 66. - С. 51-66.

74. Козодой А.К. Определение параметров гидромониторных затопленных струй. // Изв. ВУЗов. Нефть и газ. 1959. - № 6.

75. Козодой А.К., Зубарев A.B., Фёдоров B.C. Промывка скважин при бурении. М.: Гостоптехиздат, 1963.

76. Козодой А.К. Анализ потерь давления в промывочных устройствахгидромониторных долот. // Совершенствование бурения нефтяных и газовых скважин. М: Недра, 1965. - С. 48-51.

77. Козодой А.К., Варламов Е.П. Количественная оценка силового воздействия гидромониторной струи на забой скважины. // Труды ВолгоградНИ-ПИнефть. Волгоград, 1975. - Вып. 23.

78. Козодой А.К., Босенко A.A., Осипов П.Ф. Пути совершенствования промывочной системы гидромониторных долот. НТС . Сер. Бурение.- 1965. -№6.

79. Козодой А.К., Векслер Л.И., Осипов П:Ф. Пути упрощения обработки статистических данных о работе долот и сбора массовых сведений по их износу. // Сб. Совершенствование бурения нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1965.

80. Козодой А.К., Босенко A.A., Осипов П.Ф. О влиянии гидростатического давления на распространение затопленных струй. Изв. ВУЗов. Нефт и газ, - 1969.-№1.-С. 73.

81. Козодой А.К., Босенко A.A. Вопросы распространения гидромониторных затопленных струй и разрушения ими горных пород. // Тематический сборник по гидравлике промывочных и цементных растворов (материалы семинара). М.: ВНИИБТ, 1969.

82. Козодой А.К., Осипов П.Ф. Код для описания износа шарошечных долот и некоторые результаты его применения. // Труды ВНИИНГП. Волгоград, 1965. - Вып. 5.

83. Козодой А.К. Некоторые вопросы статистической обработки экспериментальных зависимостей. // Бурение нефтяных и газовых скважин. -Труды СовКавНИИ. М.: Недра, 1969. - Вып. 8. , . ,

84. Кокарев В.Д., Харебов И.Н., Челомбиев Б.К., Пономаренко H.A. Исследование режимов бурения при проводке опорно-технологических скважин в Ставропольском крае. // НТО ВНИИОЭНГ. Сер. Бурение. - М.: 1972.

85. Колесников В.Г., Чудновский М.С., Марабаев H.A. Влияние режима и схемы промывки забоя на буримость пород при проводке скважин на площади Узень. // НТС ВНИИОЭНГ. Сер. Бурение. - 1977. - № 9. - С. 9-17.

86. Колесников В.Г., Ахметшин Э.А., Чудновский М.С. Повышение показателей работы гидромониторных долот за счёт совершенствования промывки. // НТС. ВНИИОЭНГ. - Сер. Бурение. - 1976. - № 2. С. 3-4.

87. Колесников H.A., Брыков A.A., Кузьмин М.Д. Определение угнетающего давления в процессе развития магистральных трещин. Тезисы докл. Все-созной конференции "Разрушение горных пород при бурении скважин". - Уфа. - 1982.

88. Колесников H.A., Колесников А.Н. Влияние дифференциального и угнетающего давлений на показатели работы долот. // Нефтяное хозяйство. -1983.-№ 8,-С. 13-15.

89. Колесников H.A. Влияние дифференциального и угнетающего давлений на разрушение горных пород. // ОИ. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1986. -Вып. №5 (105).

90. Колесников H.A. Процессы разрушения горных пород и пути ускорения бурения. // ОИ. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1985. - Вып. № 5 (88).

91. Колесников H.A., Шестаков В.Н., Волонсевич С.А. Выбор осевой нагрузки в условиях дифференциального давления. // Нефтяное хозяйство. -1982.-№ 1,-С. 10-12.

92. Королько Е.И., Эйгелес P.M., Липкес М.И. Фильтрация буровых растворов в породу забоя при бурении скважины. // Нефтяное хозяйство. 1979.9,-С. 37-39.

93. Корыпаев П.Н., Ткаченко В.И., Тюрин И.П. Исследование эффективности боковой гидромониторной промывки при различном числе насадок на долоте. // Нефтяное хозяйство. 1984. - № 5. - С. 25-27.

94. Курепин В.И. Опыт бурения электробуром Э170/6 и долотом № 8. // Новости нефтяной техники. Сер. Нефтепромысловое дело. - М.: ВНИИОЭНГ. - 1962. - Вып. 5.

95. Курнев Е.М. Анализ работы забойного металлоуловителя со струйным насосом. // НТС Нефтяная и газовая промышленность. Киев: 1972. - №5.

96. Леонов Е.Г., Исаев В.И. Гидравлические расчеты промывки при бурении скважин. М.: МИНХ и ГП, 1978.

97. Леонов Е.Г., Исаев В.И. Гидроаэромеханика в бурении. М.: Недра,1987.

98. Лебединская E.H. Определение прочностных характеристик пород по данным отработки буровых долот// Нефтяное хозяйство.-1990. № 10.- С. 23-26.

99. Мавлютов М.Р., Корыпаев П.Н., Ткаченко В.И. Стендовые исследования эффективности промывки шарошечных долот одной боковой насадкой. // Изв. ВУЗов. Нефть и газ. - 1985. - № 3. - С. 21-24.

100. Мавлютов P.M. Гидравлика призабойной зоны скважины в связи с процессом разрушения горных пород. Межвуз. науч.-техн. сб. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. - Уфа: 1987. - С. 81-91.

101. Мавлютов М.Р., Матюшин П.Р., Ткаченко В.И. О влиянии количества и диаметра насадок в трёхшарошечном долоте на интенсивность разрушения горной породы.// Труды Гипровостокнефть. Куйбышев: 1988.

102. Мавлютов М.Р., Седаков Р.Г., Муфазалов Р.Ш., Крючков Ю.В. Совершенствование гидравлических схем промывки буровых долот. ОИ. - - Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1984. - Вып. 7(69).

103. Маковей Н. Гидравлика бурения . М.: Недра, 1986.

104. Малкин И.Б. Исследование особенностей выбора режима промывки при турбинном бурении гидромониторными долотами (на примере Самотлор-ского месторождения). Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. -М.: ВНИИБТ, 1976.

105. Межлумов А.О. Основные фактры, влияющие на механическую скорость проходки. ОИ. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1980.

106. Методика выбора рациональных типов и конструкции шарошечных долот для эффективного разбуривания нефтяных и газовых месторождений. -Авторы: Абрамсон М.Г., Александров М.А., Байдюк Б.В. и др. М.: ВНИИБТ, 1974.

107. Методика проводки опорно-технологических скважин. М.: ВНИИБТ, 1976.

108. Методы оптимизации процесса бурения. // ЭИ Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1977. - Вып. 15, 18.

109. Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование. М.: ВНИИОЭНГ, 1966.

110. Мирзаджанзаде А.Х., Сидоров H.A., Ширин-Заде С.А. Анализ и проектирование показателей бурения. М.: Недра, 1976.

111. Мирзаджанзаде А.Х., Караев А.К., Ширин-Заде С.А. Гидравлика в бурении и цементировании нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1977.

112. Мительман Б.И. Справочник по гидравлическим расчетам в бурении. М.: Гостоптехиздат, 1963.

113. Мительман Б.И., Гусман A.M. Исследование эффективности работы гидромониторных долот. // НТС. Сер. Бурение. -.1967. - № 11.

114. Мокшин A.C., Федотов Г.И. Опыт применения гидромониторных долот. // Труды ВНИИБТ- М.: 1962. Вып. 6.

115. Мокшин A.C., Владиславлев Ю.Е., Комм Э.Л. Шарошечные долота.1. М., Недра, 1971.

116. Морфи Д. Факторы, влияющие на скорость бурения. // РНТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1969. - Вып. 12. - С. 28-32.

117. Муравленко В.И., Крист М.О., Сутугин П.К., Копылов В.Е., Краснов Б.И., Новиков Н.К. Повышение эффективности работы гидромониторных долот. // РНТС Сер. "Бурение". - М.: ВНИИОЭНГ - 1971. - Вып. 4.

118. Муратов М.У. Увеличение производительности шарошечных долот при применении центральных сменных промывочных насадок УфНИИ. // РНТС. Сер.Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1969. - Вып. 2.

119. Назаров В.И., Сидорова Т.К., Пыльцына Н.В. Использование воздействия высоконапорных струй на забой скважины для ускорения бурения. // НТС. Сер. Нефтегазовая геология, геофизика и бурение. - М.: ВНИИОЭНГ. -1984.-№ 10.-С. 29-32.

120. Назаров В.И., Сидорова Т.К., Пыльцына Н.В. Использование воздействия высоконапорных струй при строительстве скважин. // ОИ. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1985. - Вып. 9 (92).

121. Определение осевой нагрузки и скорости вращения в зависимости от гидравлической мощности, срабатываемой на долоте. // ЭИ Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ, 1976. - Вып. 18. - С. 4-6.

122. Оптимизация процесса бурения. // ЭИ. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1980. - Вып. 23.

123. Оптимизация параметров режима бурения на основе опытно-промысловых работ. Авторы: Орлов A.B., Копылов A.C., Виноградова А .Я. и др. - ОИ. - Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ. - 1983.- Вып. 2(41).

124. Опыт бурения скважин роторным способом при рациональных параметрах режима промывки. Авторы: Корыпаев П.Н., Мальковский H.A., Ми-тельман Б.И. и др. - НТС. - Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1980. - Вып. 5.

125. Опыт применения гуматно-кальциевых буровых растворов с пониженным содержанием твердой фазы. Авторы: Липкес М.И., Гринберг М.П., Осипов П Ф. и др. - // РНТС. - Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1974. - Вып.1.1. С. 30-32.

126. Опыт проводки опорно-технологических скважин на Кудиновской площади. Авторы: Козодой А.К., Ферштер A.B., Осипов П.Ф. и др. - Труды ВНИИНГП. - Волгоград, 1970. - Вып. 16.

127. Орлов A.B. Установление оптимального сочетания осевой нагрузки на долото и скорости его вращения при глубоком бурении. // Труды ВНИИБТ. -М.: Недра. 1964. - Вып. 13.

128. Орлов A.B. Об оптимизации процесса углубления скважин. // Нефтяное хозяйство. 1982. - № 6.

129. Орлов A.B., Панов A.A., Черепанов Г.П. О рациональном выборе нормального ряда диаметров выходных сечений насадок гидромониторных долот. // Нефтяное хозяйство. 1983. - № 11. - С. 20-22.

130. Орлов A.B. О выборе насадок гидромониторных долот и цилиндровых втулок буровых насосов. РНТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1982. -№2.- С. 2-5.

131. Орлов A.B., Орлов С.А. Оптимизация процесса углубления скважин на основе промысловых данных. // Нефтяное хозяйство. 1981. - № 11.

132. Осипов П.Ф. Исследование некоторых вопросов промывки забоя скважины при турбинном бурении и ее влияния на работу долот. Дисс. на со-иск. уч. степ. канд. техн. наук. Куйбышев: КПтИ,1968.

133. Осипов П.Ф. Промывка забоя скважины при турбинном бурении. // Труды ВНИИНГП. Волгоград, 1967. - Вып. 11.

134. Осипов П.Ф., Козодой А.К., Босенко A.A. Исследование работы гидромониторных долот при турбинном бурении с применением турботахо-метров. // Нефтяное хозяйство. 1968. - № 8.

135. Осипов П.Ф., Козодой А.К., Босенко A.A. Методика и результатыиспытаний гидромониторных долот 2К-214СГ при турбинном бурении. // НТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1969. - № 2.

136. Осипов П.Ф. Использование зависимости проходки долота за один оборот от осевой нагрузки для оптимизации режима бурения в промысловых условиях. // РНТС . Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1974. - № 11.

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

138. Осипов П.Ф. Зелепукин В.И. Фильтрация жидкости через поверхность забоя под влиянием подвижной гидромониторной струи. // Тезисы докладов 4-й Всесоюзной научн.-техн. конф. Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: ВНИИБТ, 1986.

139. Осипов П.Ф., Логачёв Ю.Л. Проектирование режима промывки скважины по критерию "эффективное давление струи". // Тезисы докладов на-учно-технич. конференции ВНТО. Пермь: Пермское обл. правл. ВНТО, 1991.

140. Оспанов Ж.К. Статистические методы в оценке качества очистки забоя при бурении. // Труды ВНИИБТ. М.: 1988. - Вып. 66. - С. 103-107.

141. Оспанов Ж.К., Зарецкий B.C. Оценка качества очистки забоя при бурении роторным способом. // ЭИ. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1987. -Вып. 3,-С. 4-7.

142. Пестров А.П., Филин В.В. Опыт проводки скважин гидромониторными долотами при повышенных перепадах давления в Западной Сибири. // РНТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1980. -Вып. 2. - С. 16-18.

143. Петров А.П., Шенберг В.М., Филимонов Л.Н. Применеие трёхшарошечных долот с ориентированными промывочными узлами на месторождениях Среднего Приобья. // РНТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1979. -Вып 7. - С. 3-5.

144. Повышение эффективности бурения за счёт применения новых гидромониторных долот с двумя насадками. // ЭИ Сер, Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ. - Вып. 24.

145. Погарский A.A., Чефранов К.А. Оптимизация процесса бурения. // Нефтяное хозяйство. 1969. - № 9.

146. Погарский A.A., Чефранов К.А., Шишкин О.П. Оптимизация процессов глубокого бурения. М.: Недра, 1981.

147. Потапов Ю.Ф., Симонов В.В. Разрушение горных пород трехшаро-шечными долотами малого диаметра. М.: Гостоптехиздат, 1961.

148. Потапов Ю.Ф., Матвеева A.M., Маханько В.Д., Шевалдин П.Е. Проектирование режимов турбинного бурения. М.: Недра, 1974.

149. Проблемы буримости горных пород. Части 1 и 2. 03JI. - Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1966.

150. Просёлков Ю.М., Шавлохов С.А., Зайцев Е.Е. Совершенствование технологии промывки важнейший резерв повышения скорости бурения скважин. Нефтяное хозяйство, № 10, 1983, с. 10-13.

151. Просёлков Ю.М., Просёлков Е.Б. Критерии совершенства очистки забоя бурящихся скважин потоком бурового раствора. В сб. "Растворы и технологические требования к их свойствам". ВНИИКРнефть, Краснодар, 1986.

152. Протасов Ю.И. Теоретические основы механического разрушения горных пород. М., Недра, 1985.

153. Пути совершенствования промывочных узлов гидромониторных долот. Авторы: Козодой А.К., Осипов П.Ф., Варламов и др. - НТС. - Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1974.

154. РД 39-2-52-78. Комплексная методика классификации горных пород геологического разреза, разделение на характерные пачки пород и эффективного разбуривания нефтяных и газовых месторождений. Авторы: Абрамсон М.Г.,

155. Байдюк Б.Д., Винерский Р.В. и др. М.: ВНИИБТ, 1980.

156. Результаты применения долот К-214СГ. Авторы: Осипов П.Ф., Козодой А.К., Ферштер A.B. и др. - // Темат. науч.-техн. обзор. - Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ, 1969.

157. Свалов A.M., Ширинзаде С.А. Фильтрационные процессы в приза-бойной зоне скважины при бурении проницаемых пород. // Азер. нефт. хоз. -1990.-№12.

158. Седаков Р.Г., Аксаментов В.Г., Галлямов P.M. Опыт применения гидромониторных долот с приближёнными к забою насадками в НижнеЕнисейской НГРЭ. // РНТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - № 12. -С. 6-7.

159. Сегаль В.А. Методы выбора рациональных способов и режимов бурения. 03JI. - Сер. Бурение. - М.: ЦНИИТЭнефтегаз, 1964.

160. Симонов В.В., Юнин Е.К. Влияние колебательных процессов на работу бурильного инструмента. М.: Недра, 1977.

161. Симонов В.В., Юнин Е.К. Волновые процессы в бурильной колонне. М.: МИНГ, 1979.

162. Симонов В.В. О методах расчета перепада давления в промывочных соплах трехшарошечных долот. // Труды МИНХ и ГП. М.: Гостоптехиздат, 1961 - Вып. 35.

163. Симонов В.В. К вопросу исследования течения жидкости через промывочные каналы шарошечных долот. // Труды МНИ. М.: Гостоптехиздат, 1958. - Вып. 22.

164. Сиов Б.Н. Истечение жидкости через насадки в среды с противодавлением. М.: Машиностроение, 1968.

165. Скрябин Г.Ф. Повышение показателей работы долот путем совершенствования условий и схем промывки забоя скважин (на примере месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции). Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. - М.: ВНИИБТ, 1992.

166. Скрябин Г.Ф. Выбор рациональных параметров режима промывкиразличных типов долот и условий месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. // Труды ВНИИБТ. М.: 1988. - Вып. 66.

167. Смирнов В.П., Левченко Н.П. Влияние качества очистки забоя скважины на показатели бурения. РНТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1977. -Вып.2.-С. 10-12.

168. Соболевский В.В., Шевченко Ю.М., Мительман Б.И. Опытное бурение с использованием разрушающего действия высоконапорных струй бурового раствора. // Нефтяное хозяйство. 1976. - № 12.

169. Соболевский В.В. Исследование эффективности разрушения горных пород струями промывочной жидкости при проводке глубоких разведочных скважин в Западной Сибири. Дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. - М.: ВНИИБТ, 1980.

170. Совершенствование технологии роторного и турбинного бурения при проводке опорно-технологических скважин. Авторы: Ананьев А.Н., Козодой А.К., Осипов П.Ф. и др. - // ОИ.- Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1975.

171. Спивак А.И., Попов А.Н. Разрушение горных пород при бурении скважин. М.: Недра, 1986.

172. Старцев A.A., Попов А.Н., Спивак А.И. Выделение режимных пачек и группировка площадей для анализа работы долот. // МНТС. -Технология бурения нефтяных и газовых скважин. Уфа: 1977. - Вып. 4. - С. 24-28.

173. Стрекалова Р.В., Тобин М.В., Эйгелес P.M. К использованию моделирования процесса бурения для анализа взаимосвязи между эффективностью работы долота и динамикой колонны. // Тр.ВНИИБТ- Динамика в бурении. -М.: 1981.-Вып. 52.-С. 20-35.

174. Стрельня Л.С., Карманов И.А. Влияние свойств утяжелённого бурового раствора на гидромониторный эффект. // Нефтяное хозяйство. 1978. - № 2.-С. 7-12.

175. Струговец Е.Т. Влияние гидростатического давления на эффективность разрушения горных пород при бурении. // НТС. Сер. Бурение. - 1969. -№ 6.

176. Струговец Е.Т. Конструкции промывочных систем долот. // Труды БашНИПИнефть. Уфа: 1987. - Вып. 76. - С. 37-39.

177. Тарасик В.Т., Липкес М.И. Исследование изменения мгновенного перепада давления буровых растворов в пористых средах. // Нефтяное хозяйство. 1983.-№ 12.

178. Ткаченко В.И., Корыпаев П.Н. Бурение гидромониторными долотами в условиях Урало-Поволжья. ОИ. Сер. Бурение. - М., ВНИИОЭНГ, 1986. -Вып. 14 (114).

179. Увеличение механической скорости проходки при бурении скважин долотами с удлиненными насадками. // ЭИ Сер. Бурение - М.: ВНИИОЭНГ, 1979.-Вып. 3.

180. Фарафонов И.И., Миличева Н.Е. Оптимизация режима промывки скважины при роторном способе бурения. НТС. - Геология, бурение и разработка нефтяных месторождений Украины и Белоруссии. - Киев: 1985. - С. 7985.

181. Федоров B.C. Научные основы режимов бурения. М.: Гостоптехиз-дат, 1956.

182. Федоров B.C. Проектирование режимов бурения. М.: Гостоптехиз-дат, 1958.

183. Федоров B.C., Булатов В.В. Исследование взаимного влияния зон разрушения горных пород в условиях давления. // Изв. ВУЗов. Нефть и газ. -1963. -№ 1.

184. Филимонов Н.М., Попов А.Н. Основы режима бурения. Часть I. -Уфа: УНИ, 1979.

185. Фильтрация буровых растворов в породу забоя скважины при бурении. Авторы: Королько Е.И., Эйгелес P.M., Липкес М.И., Мухин Л.К. - // Нефтяное хозяйство. - 1979. - № 9. - С. 37-39.

186. Фингерит М.А. Технологические критерии оперативного управления работой долота. // Труды КуйбышевНИИ НП. Куйбышев: 1969. -Вып. 41.

187. Фингерит М.А. Рациональная эксплуатация шарошечных долот.1. М.: Недра, 1965.

188. Харебов И.Н., Кокарев В.Д. Совершенствование режимов бурения глубоких скважин на нефтяных месторождениях Ставрополья. // Тематич. на-уч.-техн. обзор. Сер.Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1970.

189. Харебов И.Н., Лебедев Е.А., Кокарев В.Д. Изучение влияния гидромониторного эффекта на показатели работы долот при бурении скважин в Ставропольском крае. РНТС . Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1974. - ,№7. -С. 8-11.

190. Харебов И.Н., Кокарев В.Д. Совершенствование режимов бурения глубоких скважин на нефтяных месторождениях Ставрополья. ТНТО. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1970.

191. Шрейнер Л.А., Гань Чжи-Цзянь. Влияние числа оборотов на скорость бурения шарошечными долотами. // Нефтяное хозяйство. 1956. - № 12.

192. Шрейнер Л.А. Механические и абразивные свойства горных пород. М.: Гостоптехиздат, 1958.

193. Шевцов К.Д. Экспресс-метод определения минимально-необходимой осевой нагрузки на долото для площади Жетыбай. // НТС. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1970. - Вып. 2.

194. Щеголевский Л.И., Липкес М.И., Тарханов Я.И. Комплекс реологических критериев для оценки технологических свойств бурового раствора. // Труды ВНИИБТ.- М.: 1982.

195. Щелкачев В.Н. Разработка нефтегазоносных пластов при упругом режиме. М.: Гостоптехиздат, 1959.

196. Эдварде Д.Х. Анализ параметров бурения. // Инженер-нефтяник. -1964. -№4и 5.

197. Эйгелес P.M. О направлении исследований по усовершенствованию процессов разрушения горных пород при бурении. В сб. трудов ВНИИБТ, вып. 6. М.: Гостоптехиздат, 1962.

198. Эйгелес P.M. К методике расчета режимов бурения шарошечными долотами. Тр. МИНХ и ГП, вып. 63. М., "Недра", 1967.

199. Эйгелес Р.М. Разрушение горных пород при бурении. М., "Недра",

200. Эйгелес Р.М., Элькинд А.Ф., Белый А.А. Нестационарная фильтрация бурового раствора на забое бурящейся скважины. // Труды ВНИИБТ. М.: 1983. - Вып. 58. - С. 69-79.

201. Эйгелес Р.М., Элькинд А.Ф., Перлов Г.Ф. Исследование процесса нестационарной фильтрации буровых растворов в горных породах. // Тезисы докл. 4-й Всесоюзн. науч.-техн. конф. Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: 1986.

202. Элькинд А.Ф. Моделирование нестационарной забойной фильтрации буровых растворов с целью определения рациональных частот вращения долот. Дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. - М.: ВНИИБТ, 1987.

203. Эмирический подход к прогнозированию взаимодействия различных параметров бурения. // ЭИ. Сер.Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1979. - С. 39.

204. Юнин Е.К. Низкочастотные колебания бурильного инструмента. М., "Недра", 1983.

205. Юнин Е.К., Симонов В.В. Влияние волновых процессов на разрушение горных пород. Деп. ВИНИТИ., 23.12.94.- № 3019 - В94.- 118 с.

206. Allen J.H. Optimizing pénétration rate-1: Determining parameters that affect rate of pénétration. // Oil and Gas J. 1977.- 3/Ô.- vol. 75.- N. 41.

207. Allen J.H. Optimizing pénétration rate-2: Conclusion: Computer optimizes opérations. // Oil and Gas J. 1977. - 10/Ô.- vol. 75.- N. 42.

208. Bizanti V.S., Blick E.F. Proper nozzle configuration helps clean around the bit. // World Oil. -1982. 12. - vol. 199,- N. 7. - P. 100-107.

209. Bobo R., Hoch R. Reys to successful competitive drilling. // Word Oil/ -1957/ vol. 145/ - N. 4-6.

210. Buckley P., Jardiolin R.A. How to simplify rig hydraulics. // Petrol. Eng. Intern. -1982. 3. - vol. 54. - N. 3. - P. 154, 156, 161.

211. Bumgardner B.M. Engineering hydraulic programs reduce California drilling costs. // Word Oil. 1961.- vol. 153. - N. 5.

212. Bourgoyne A.T., Young F.S. A multiple regression approach to optimal drilling and abnormal pressure deletion. // Soc. Petr. Eng. J. 1974. - Aug. - P. 371384.

213. Cholet H.I., Abdullah H.F., Chia W.K. Improved hydraulics far rock bits with extended slant nozzles. // SPA. Dallas, TX. -1987. - Sept.- 27-30. - P. 461466.

214. Cunningham R.A., Eenink J.G. Laboratory study of overburden, formation and mud column pressures on drilling rate. // J. Petroleum Technology. 1959. -January.

215. Cunningham R.A. How high rotary speed shortens bit life, increases drilling costs. // Oil and Gas J. 1960. - July 11. - vol. 58. - N. 28.

216. Eckel J.R., Rowley D.S. How rotary speed effects penetration. // Oil and Gas J. 1957. - vol. 55. - N. 47.

217. Eckel J.R. Microbit studies of the effect of fluid properties and hydraulics on drilling rate. // J. Petroleum Technology. 1967. - vol. 19. - N. 4.

218. Edwards J.H. Engineered drilling operations. // Word Oil/ 1964. - vol. 158. -N. 6.

219. Feenstra R., Leewen .J.M Van. Full-scale experiments on jets impermeable rock drilling. // J. Petroleum Technology. 1964. - vol.16. - N. 3. - P. 329-336.

220. Garner L.L. How concepts in rotary drilling bits. // Drilling. 1969/ -vol. 31.-N. 1.

221. Garner M.E., Galtin C. Experimental study of crater formation in limestone at elevated pressures. // J. Petroleum Technology". 1963. - N. 12.

222. Gamier A.J., Van Lingen N.H. Phenomena affecting drilling rates atdepth. // Trans. AIME. 1959. - Vol. 216. - P. 232-239.

223. Lingen Van N.H. Bottom scavenging -a major factor governing penetration rates at depth. // J. Petroleum Technology. -1962. February. - P. 187-196.

224. Maurer W.C. Bit-tooth penetration under simulated borehole conditions. // J. Petroleum Technology. 1965. -Vol.17. - N. 12.

225. Maurer W.C. How bottom-hole pressure affects penetration rate. // Oil and Gas J. 1966. - Vol. 64. - N. 2.

226. McLean R. N. Crossflow and impact under jet bits. // J. Petr. Tech. -1964. P. 1299-1306. '

227. McLean R. N. Velocities, kinetic energy on shear in crossflow under three cone jet bits. // J. Petr. Tech. - 1965. - Dec. - P. 1443-1448.

228. Moor P.L. 5 factors that affect drilling rate. // Oil and Gas J. 1958. -Vol. 56.-N. 40.

229. Outmans H.D. The affect of some drilling variables on the instantaneous rate of penetration. // J. Petroleum Technology. 1960. - Vol. 12.- N. 6.

230. Pekarek J.L., Lowe D.K., Huitt J.L. Hydraulic jetting. Some theoretical and experimental results. // Society of Petroleum Engineers Journal. 1963. - June. -N. 2.

231. Rowley D.S., How R.J., Deily F.H. Laboratory drilling performance of the fool-scale rick bit. // J. Petroleum Technology. -1961. Vol. 13. - N. 1.

232. Shankar S., Ghosh K. Hydraulic factors affecting the rate of penetration. //Bulletin of O.N.G.C. 1985,- 12.- Vol. 22.- N. 2. - P. 167-173.

233. Speer J.W. How to get the most hole for your many. // Oil and Gas J. -1958.-Vol. 56.-N. 13, 14.

234. Tsai C.R., Robinson L.H. Improve drilling efficiency with two nozzles more WOB. // World Oil -1983. 12. - Vol. 197.- N. 1. P. 91, 94, 96, 100.