Обгрунтування параметрів пристрою для обробки промивальних рідин при бурінні

Abstract

Дисертація присвячена питанням розробки пристрою і технології для приготування промивальних рідин. Загальна частка витрат на їх приготування складає від 5 до 14 % вартості проходки свердловин. На підставі аналітичного огляду обґрунтована перспективність використання гідродинамічної суперкавітації для приготування промивальних рідин при бурінні свердловин. Проведені теоретичні дослідження дозволили обґрунтувати параметри і розробити конструкцію кавітаційного диспергатора. Встановлено, що основним критерієм визначаючим інтенсивність роботи кавітаційного диспергатора, є коефіцієнт запирання потоку. Управляючи ним за допомогою переміщення конуса в дифузорі можна добиватися зміни швидкості обтікання його потоком рідини. Запропоноване рівняння для визначення часу диспергування певного об'єму дисперсної фази при приготуванні промивальних рідин. Результати теоретичних досліджень знайшли підтвердження в ході практичних досліджень і стали базою для створення „методики по застосуванню кавітаційного диспергатора при приготуванні промивальної рідини і конструкції кавітаційного диспергатора успішно випробуваній у виробничих умовах.

Диссертационная работа посвящена вопросам разработки устройства и технологии для приготовления промывочных жидкостей. Общая доля затрат на их приготовление составляет от 5 до 14 % стоимости проходки скважин. Реологические свойства промывочной жидкости играют решающую роль в успешном осуществлении буровых работ. От этих свойств и зависят главным образом технико-экономические показатели бурения скважин. Применение промывочных жидкостей с неудовлетворительными параметрами может привести к осложнениям: образование пробок в стволе скважины, забивание шламом призабойной зоны, снижение механической скорости бурения, размыв стенок ствола, прихват бурильной колонны, поглощение промывочной жидкости и др. В процессе бурения скважин происходит ухудшение технологических свойств промывочных жидкостей за счет перехода выбуренных частиц шлама в раствор и притока пластовых вод. На основании аналитического обзора обоснована перспективность использования гидродинамической суперкавитации для приготовления промывочных жидкостей при бурении скважин. Простота, высокая надежность и эффективность суперкавитационных аппаратов, их универсальность открывает широкие возможности для их использования при бурении скважин. Проведенные теоретические исследования позволили обосновать параметры и разработать конструкцию кавитационного диспергатора. Установлено, что основным критерием, определяющим интенсивность работы кавитационного диспергатора, является коэффициент запирания потока. Управляя им с помощью перемещения конуса в диффузоре можно добиваться изменения скорости обтекания потоком жидкости конуса. Предложено уравнение для определения времени диспергирования определенного объема дисперсной фазы при приготовлении промывочных жидкостей. Теоретически и экспериментально обосновано, что технология приготовления промывочных жидкостей за счет использования эффекта гидродинамической суперкавитации, позволяет улучшить их технологические свойства без дополнительных затрат на оборудование и химические реагенты. Результаты теоретических исследований нашли подтверждение в ходе практических исследований и явились базой для создания методики по применению кавитационного диспергатора при приготовлении промывочной жидкости и конструкции кавитационного диспергатора успешно испытанной в производственных условиях. Анализ результатов производственных испытаний показал, что применение кавитационного диспергатора позволит снизить расход материалов и реагентов на приготовление промывочных жидкостей, с поддержанием технологических свойств на проектном уровне. Кавитационный дисперга-тор обеспечивает эффективное диспергирование компонентов, входящих в состав промывочной жидкости, и может быть рекомендован к широкому использованию в практике буровых работ при применении в качестве промывочных жидкостей различных дисперсных систем. Разработанные методические рекомендации по применению кавитационного диспергатора при приготовлении промывочных жидкостей утверждены в государственной геологической службе Украины (г. Киев).

The thesis is dedicated to questions of the development device and technologies for preparation bore liquids. The called on basic researches have allowed to motivate the parameters and develop the design of cavitational dispergator. It is installed that main criterion defining intensity of the work of cavitational dispergator, is a factor of blocking flow. Controlling him by means of moving the cone of current in diffuser possible to obtain change of velocities by current flow of liquids of the cone. The offered equation for determination of time dispergation determined volume dispergation phases at preparation bore liquids. The results of the basic researches have found the acknowledgement in the course of practical studies and were a base for making the methods on using cavitational dispergator at preparation bore liquids and designs cavitational dispergator successfully practiced in working conditions.