Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины
Цель. Обоснование конструктивных и технологических параметров устройства для обработки кавернозной зоны ствола скважины исходя из установленных зависимостей формирования активных струй при обтекании лопастного элемента. Методика. Лабораторными и теоретическими исследованиями установлены закономер...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
2016
|
| Schriftenreihe: | Розробка родовищ |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104740 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины / А. Игнатов // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 2. — С. 85-90. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-104740 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1047402016-07-15T03:02:13Z Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины Игнатов, А. Цель. Обоснование конструктивных и технологических параметров устройства для обработки кавернозной зоны ствола скважины исходя из установленных зависимостей формирования активных струй при обтекании лопастного элемента. Методика. Лабораторными и теоретическими исследованиями установлены закономерности формирования активных струй при обтекании лопастного элемента специального устройства и их влияние на технологические показатели процесса тампонирования скважин. Результаты. Доказана необходимость проведения стендовых исследований устройства поинтервальной очистки ствола скважины с целью получения адекватной физической модели его работы. Установлены действительные формы течения жидкости сквозь лопастную систему и взаимодействия со шламовыми кавернозными скоплениями. Рассмотрены условия устойчивости режима обтекания рабочего органа устройства. Показано наличие вполне определенных и технологически обоснованных геометрических характеристик, обеспечивающих получение приемлемых режимов обработки кавернозных зон. Перечислены направления дальнейших исследований Мета. Обґрунтування конструктивних і технологічних параметрів пристрою для обробки кавернозної зони стовбура свердловини виходячи зі встановлених залежностей формування активних струменів при обтіканні лопатевого елементу. Методика. Лабораторними і теоретичними дослідженнями встановлені закономірності формування активних струменів при обтіканні лопатевого елементу спеціального пристрою та їх вплив на технологічні показники процесу тампонування свердловин. Результати. Доведена необхідність проведення стендових досліджень пристрою поінтервального очищення стовбура свердловини з метою отримання адекватної фізичної моделі його роботи. Встановлено дійсні форми течії рідини крізь лопатеву систему і взаємодії з шламовими кавернозними скупченнями. Розглянуті умови стійкості режиму обтікання робочого органу пристрою. Показана наявність цілком визначених і технологічно обґрунтованих геометричних характеристик, що забезпечують отримання прийнятних режимів обробки кавернозних зон. Перераховані напрями подальших досліджень. Purpose.Rationale for structural and technological parameters of the device for processing the bore hole vuggy zone departing from the set dependences of active jets formation while streamlining the blade element. Methods. Laboratory and theoretical research allowed to establish the regularities of active jets formation while streamlining the blade element of the special device and their influence on the technological indexes of the process of bore holes plugging. Findings. The necessity to conduct pilot research of the device for the interval cleaning of bore hole is well-proven with the purpose to obtain an adequate physical model of its work. The actual types of liquid flowing through the blade sys-tem and its interaction with slime vuggy agglomerates have been identified. The terms ensuring stable mode of streamlining the device working unit are considered. The research resulted in determining certain technologically reasonable geometrical characterictics, which provide acceptable modes of processing vuggy zones. Areas of further research are outlined. 2016 Article Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины / А. Игнатов // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 2. — С. 85-90. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2415-3435 DOI: http://dx.doi.org/10.15407/mining10.02.085 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104740 622.244.4 ru Розробка родовищ УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Цель. Обоснование конструктивных и технологических параметров устройства для обработки кавернозной
зоны ствола скважины исходя из установленных зависимостей формирования активных струй при обтекании
лопастного элемента.
Методика. Лабораторными и теоретическими исследованиями установлены закономерности формирования
активных струй при обтекании лопастного элемента специального устройства и их влияние на технологические
показатели процесса тампонирования скважин.
Результаты. Доказана необходимость проведения стендовых исследований устройства поинтервальной
очистки ствола скважины с целью получения адекватной физической модели его работы. Установлены действительные формы течения жидкости сквозь лопастную систему и взаимодействия со шламовыми кавернозными
скоплениями. Рассмотрены условия устойчивости режима обтекания рабочего органа устройства. Показано наличие вполне определенных и технологически обоснованных геометрических характеристик, обеспечивающих получение приемлемых режимов обработки кавернозных зон. Перечислены направления дальнейших исследований |
| format |
Article |
| author |
Игнатов, А. |
| spellingShingle |
Игнатов, А. Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины Розробка родовищ |
| author_facet |
Игнатов, А. |
| author_sort |
Игнатов, А. |
| title |
Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины |
| title_short |
Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины |
| title_full |
Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины |
| title_fullStr |
Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины |
| title_full_unstemmed |
Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины |
| title_sort |
технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины |
| publisher |
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України |
| publishDate |
2016 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104740 |
| citation_txt |
Технологические характеристики устройства по очистке ствола скважины / А. Игнатов // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 2. — С. 85-90. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Розробка родовищ |
| work_keys_str_mv |
AT ignatova tehnologičeskieharakteristikiustrojstvapoočistkestvolaskvažiny |
| first_indexed |
2025-07-07T15:46:12Z |
| last_indexed |
2025-07-07T15:46:12Z |
| _version_ |
1837003621977292800 |
| fulltext |
Founded in
1900
National Mining
University
Mining of Mineral Deposits
ISSN 2415-3443 (Online) | ISSN 2415-3435 (Print)
Journal homepage http://mining.in.ua
Volume 10 (2016), Issue 2, pp. 85-90
85
UDC 622.244.4 http://dx.doi.org/10.15407/mining10.02.085
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВА
ПО ОЧИСТКЕ СТВОЛА СКВАЖИНЫ
А. Игнатов1*
Кафедра техники разведки месторождений полезных ископаемых, Национальный горный университет, Днепропетровск, Украина
*Ответственный автор: e-mail A_3000@i.ua, тел. +380562466346, факс: +380562466346
TECHNOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE DEVICE
FOR BORE HOLE CLEANING
A. Ighnatov1*
1Techniques Prospect of Deposits Department, National Mining University, Dnipropetrovsk, Ukraine
*Corresponding author: e-mail A_3000@i.ua, tel. +380562466346, fax: +380562466346
ABSTRACT
Purpose. Rationale for structural and technological parameters of the device for processing the bore hole vuggy zone
departing from the set dependences of active jets formation while streamlining the blade element.
Methods. Laboratory and theoretical research allowed to establish the regularities of active jets formation while
streamlining the blade element of the special device and their influence on the technological indexes of the process of
bore holes plugging.
Findings. The necessity to conduct pilot research of the device for the interval cleaning of bore hole is well-proven
with the purpose to obtain an adequate physical model of its work. The actual types of liquid flowing through the
blade system and its interaction with slime vuggy agglomerates have been identified. The terms ensuring stable mode
of streamlining the device working unit are considered. The research resulted in determining certain technologically
reasonable geometrical characterictics, which provide acceptable modes of processing vuggy zones. Areas of further
research are outlined.
Originality. A reliability of work of device for processing bore hole index is an observance in his construction of
fully certain geometrical correlations, corresponding to the steady mode of moving away of vuggy agglomerates.
Practical implications. The results obtained by theoretical and laboratory research can be applied for developing
effective technology of fixing and plugging the bore holes with high technical and economic indexes. Data on the
study of the mode of streamlining the blade element form the basis for the development of rational mode parameters
of cleaning vuggy zones of a bore hole.
Keywords: bore hole, vuggy, clay-mud agglomerates, device for processing, slope angle, active stream, flowrate
1. ВВЕДЕНИЕ
Решение многогранных вопросов крепления и
тампонирования скважин осуществимо только на
основе коренного совершенствования существую-
щих приемов и методов и создания новейших. При
этом весьма влиятельным обстоятельством высту-
пает качество выполнения подготовительных опе-
раций и его важнейшая составляющая – заключи-
тельная обработка ствола скважины (Ashok, Ambrus,
Van Oort, Zenero & Behounek, 2015). Исходя именно
из этих аспектов, и была создана серия устройств
поинтервальной очистки, в частности гидравличе-
ских (Davidenko & Ighnatov, 2015).
Установление принципа действия и составление
детальной технологической характеристики является
совершенно необходимым условием правильного
применения и эксплуатации устройства по подготов-
ке ствола скважины к креплению.
Учитывая принадлежность рассматриваемого ме-
ханизма к классу гидравлических, вполне оправдан-
ным будет подход к решению вопросов о его расчете,
конструировании и изготовлении, основанный на
факторе обеспечения достижения определенных пока-
зателей работы. Среди них можно выделить следую-
щие основные: число оборотов, гидравлическая ак-
тивность вызванных потоков, степень воздействия.
Вместе с тем, в большинстве случаев устройство будет
A. Ighnatov. (2016). Mining of mineral deposits, 10(1), 85-90
86
работать на режимах, резко отличающихся от проек-
тируемых. Это связано с огромным разнообразием и
неопределенностью скважинных условий. Следова-
тельно, уже на этапе создания машины необходимо
знать возможные изменения показателей работы и
предельные границы ее эффективного использования.
Практика обнаруживает (Hydraulics, 1992), что
существующие методы расчета гидравлических
устройств, и в особенности использующих принцип
непрерывного взаимодействия в движущемся потоке,
позволяют аналитически определять их работу лишь
приближенно и в строго неизменяющихся условиях.
Наряду с этим, проведенные исследования выявили
многофакторность и динамичность не только самого
процесса шламонакопления в кавернах, но и их
очистки. Надежность работы устройства будет опре-
деляться как характером взаимодействия лопастного
узла с жидкостью, так и силовым влиянием вызван-
ных активных струй во всем многообразии обуслов-
ливающих обстоятельств.
Анализ литературных источников (Shterenlikht,
1984) и опытное изучение показали, что механизм
обтекания профиля лопасти в каждом конкретном
случае строго индивидуален и практически не может
быть описан или рассчитан только аналитически.
Сам объект обработки – шламовые скопления фор-
мируются в результате целого комплекса взаимосвя-
занных процессов, о которых объективно имеются
лишь примерные представления. Что же касается
вопросов удаления кавернозных отложений, то прове-
денные исследования позволили установить ряд осно-
вополагающих свойств, учет которых даст возмож-
ность верно направлять и корректировать не только
технологический режим подготовки ствола скважины
к креплению, но и сам процесс его сооружения
(Davidenko, Ratov, Ighnatov & Tulepbergenov, 2016).
Таким образом, можно считать доказанной необ-
ходимость органичного сочетания стендовых иссле-
дований и теоретического анализа работы устройства
по очистке ствола скважины, результатом которого
будет создание высокопроизводительной технологии,
обеспечивающей приемлемые показатели процесса
бурения и эксплуатации месторождений полезных
ископаемых (Budnikov, Bulatov & Makarenko, 1996).
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Несмотря на широкое распространение лопастных
машин, процесс их работы изучен недостаточно – это
связано со значительными трудностями количе-
ственного (а во многих случаях и качественного)
определения многих параметров.
В связи с обозначенными обстоятельствами на
кафедре техники разведки месторождений полезных
ископаемых Национального горного университета
был проведен цикл экспериментов, посвященных
изучению качественных и количественных гидроме-
ханических параметров исполнительного органа
устройства поинтервальной очистки в широком диа-
пазоне конструктивных и технологических характе-
ристик (Davydenko & Ignatov, 2015).
Для проведения опытов была разработана и заяв-
лена как изобретение специальная стендовая уста-
новка, позволяющая выполнять комплексные иссле-
дований как работы лопастного элемента устройства,
так и процесса шламонакопления в кавернозных
зонах, принципиальная схема которой представлена
Рисунке 1.
Рисунок 1. Принципиальная схема экспериментального
стенда для исследований устройства по
подготовке ствола скважины к креплению
Обсадная труба 1, как основной элемент стенда
(Рис. 1), выполнена из оптически прозрачного пла-
стикового материала в виде сборной конструкции; ее
средней части 2 придана диаметральная конфигура-
ция в соответствии с профильной формой ствола
скважины, а противоположные концы перекрыты
съемными крышками-заглушками 3, имеющими при-
соединительные муфты 4 для соединения с маги-
стральными трубопроводами и подшипниковые узлы
позиционирования 5 для размещения приводного
вала 6, включающего лопастной исполнительный
орган 7. В верхнем конце обсадной трубы располо-
жен блок вращателя 8 с вариатором 9, позволяющим
менять число оборотов от 10 до 500 мин-1, и меха-
низм подачи 10, а в нижнем – контрольно-измери-
тельный блок 11, с возможностью перемещения его в
осевом и радиальном направлениях.
В подавляющем большинстве машин, использу-
ющих в качестве рабочего элемента лопасти, их ко-
личество довольно велико, что определяющим обра-
зом сказывается на характере гидродинамических
процессов. В противоположность отмеченному, ра-
циональный диапазон числа лопастей η для рас-
сматриваемого устройства составляет 2 – 4. Это су-
щественно усложняет как теоритическое, так и опыт-
ное изучение функционирования механизма.
Для построения физической модели работы
устройства устанавливался действительный характер
течения жидкости сквозь лопастную систему, на
основе которого возможно уточнение аналитических
зависимостей.
A. Ighnatov. (2016). Mining of mineral deposits, 10(1), 85-90
87
Детальными экспериментальными исследования-
ми выявлен ряд конструктивных параметров, непо-
средственно влияющих на степень активности вы-
званных потоков по отношению к воздействию на
шламовые образования, среди которых: угол входа
потока на лопасть 1θ , угол схода потока с лопасти
2θ , ширина лопасти b . Принятая приближенная
схема обтекания рабочего элемента, образованного в
результате использования винтовой поверхности,
представлена на Рисунке 2, при этом на нем показано
распределение скоростей в относительном и абсолют-
ном движениях. Строго говоря, 1θ и 2θ выражают
предельные значения углов, а переход между ними
осуществляется плавно в аксиальном направлении.
Рисунок 2. Приближенная схема обтекания рабочего
элемента устройства поинтервальной
очистки скважины в цилиндрической систе-
ме координат
В цилиндрической системе координат (Deych &
Zaryankin, 1984) вектор абсолютной скорости c
(Рис. 2) может рассматриваться как геометрическая
сумма трех взаимно ортогональных компонентов
скорости:
ZuR ccсс
++= , (1)
где:
R – расстояние от рассматриваемой точки до оси
вращения устройства;
u – переносная (окружная) скорость;
Z – координата, связанная с осью вращения.
Положение точки M будет определяться радиу-
сом R , углом υ и координатой Z .
Для получения требуемых расчетных характери-
стик с целью сравнения их с экспериментально полу-
ченными, необходимо установить форму потока
сквозь рассматриваемое устройство и она будет, в
данном случае, осесимметричной:
ϑϑϑ ∂
∂=
∂
∂
=
∂
∂ ZuR ccc
, (2)
где: ϑ – потенциальная функция скорости.
В потенциальном потоке с цилиндрическими по-
верхностями течения 0=Rc , тогда, пологая iRR = :
0=
∂
∂
R
cZ , constcc ZiZ == , (3)
т.е. в осесимметричном потенциальном цилиндриче-
ском потоке осевая составляющая абсолютной ско-
рости должна быть по сечению постоянной. Таким
образом, правильность принятой схемы распределе-
ния скоростей подтверждается теоретически.
Далее необходимо внести ясность в вопрос о том,
какой скоростью необходимо характеризовать режим
движения активных струй: относительной (профиль-
ной) скоростью w , абсолютной скоростью c или ее
осевой составляющей ac (аксиальной скоростью), а
также в каких точках устройства необходимо опре-
делять эту величину. Совершенно очевидно, что по-
ложительно указанная проблема может быть решена
только на основе непосредственного опытного изуче-
ния процесса воздействия формируемых устройством
активных потоков на шламовые скопления при варьи-
ровании влияющих признаков. Что же касается
свойств самих кавернозных отложений, то их опреде-
ляющими параметрами будут угол откоса ϕ , который
в свою очередь зависит от коэффициента кавернозно-
сти K , а также гранулометрический состав.
Принимая во внимание наличие рационального
диапазона конструктивных параметров лопастного
элемента (в частности θ ), были проведены исследо-
вания по определению степени воздействия активных
струй на кавернозные скопления, выраженной инте-
гральным показателем – минимально необходимым
временем обработки. Тщательными опытами доказа-
но, что при обработке кавернозных зон существует
предельно достигаемый уровень очистки, который
можно оценить как параметром ϕ , так и шV (объем
шламовых скоплений).
Рисунок 3 дает представление о продолжительно-
сти временных интервалов обработки кавернозных
зон. Непосредственно из анализа экспериментальных
зависимостей следует: с уменьшением угла ϕ и ча-
стоты вращения лопастного элемента, условия уда-
ления шламовых скоплений заметно ухудшаются; за
пределами рационального диапазона необходимой
частоты вращения устройства процесс обработки
кавернозных зон будет происходить на невыгодных
режимах, не обеспечивающих оперативное достиже-
ние приемлемых технологических показателей. Кро-
ме того, обобщение полученных результатов иссле-
дований позволит прогнозировать итоги подготови-
тельных мероприятий. В связи с ограниченностью
возможности представления материалов исследова-
ний и их значительным объемом, приведен только
один из характерных графиков, полученный для
условий работы лопастного элемента с 0
1 25=θ и
0
2 50=θ . В то же время отмеченные зависимости
практически сохраняют свою тенденцию для всего
диапазона рациональных угловых параметров ло-
пастного элемента при соблюдении определенных
соотношений между 1θ и 2θ .
A. Ighnatov. (2016). Mining of mineral deposits, 10(1), 85-90
88
Рисунок 3. Время обработки кавернозных зон скважины
Проведенные стендовые исследования выявили
связь между устойчивостью режима обтекания рабо-
чего органа устройства (постоянство значений скоро-
сти и отсутствие резких пульсаций) и геометриче-
скими характеристиками лопастного элемента. В
Таблице 1 представлены значения вызванных скоро-
стей активных струй в интервале 200150 −=n мин-1
при различных соотношениях между 1θ и 2θ в их
рациональном диапазоне.
Таблица 1. Скоростная характеристика потока при
переменных 1θ и 2θ
Угол входа потока
на лопасть, градусы
Угол выхода потока с лопасти,
градусы
1θ 2θ
50 55 60 65
25 8.74 9.29 8.41 7.95
30 8.81 8.61 8.34 8.16
35 8.92 8.65 8.57 8.22
Изучая данные Таблицы 1, можно увидеть, что
соотношение в паре 1θ и 2θ решающим образом
оказывает влияние на значение достигаемых скоро-
стей активных потоков, а именно: чем больше отли-
чие между значениями угловых параметров, тем
ниже скорость; при разнице в величинах углов пре-
вышающей 350 происходит довольно интенсивное
падение скоростей; для данного конструктивного
исполнения лопастного элемента существует вполне
определенная ее угловая характеристика, обеспечи-
вающая получение предельных значений скорости.
Было также обнаружено существенное изменение
режима обтекания рабочего элемента устройства при
различных значениях ширины лопасти b ; с ее увели-
чением наблюдается снижение скоростей, а в случае
разницы между 1θ и 2θ , составляющей более 300,
резкое падение скоростей сопровождается и значи-
тельным отклонением направления действия актив-
ных потоков, что практически полностью изменяет
ход процесса удаления шламовых скоплений. Данное
обстоятельство было дополнительно изучено.
Рисунок 5 представляет собой результаты иссле-
дования влияния ширины лопастного элемента на
величину вызванной скорости.
Рисунок 4. Зависимость величины вызванной скорости
потока от значения ширины лопастного
элемента устройства
Анализируя данные по влиянию ширины лопаст-
ного элемента на величину вызванной скорости
(Рис. 4) можно отметить, что для данного конструк-
тивного признака существует рациональное значе-
ние, соответствующее максимуму достигаемых ско-
A. Ighnatov. (2016). Mining of mineral deposits, 10(1), 85-90
89
ростей активных потоков. Также была установлена
причина этого обстоятельства. В выбранной серии
образцов рабочих элементов устройства производи-
лось изучение характера обтекания посредством
визуализации течения. Такой подход хорошо себя
зарекомендовал при аэродинамических эксперимен-
тах и позволяет оперативно получать требуемые
данные. Для этого поверхность лопастей покрыва-
лась налетом каолина, а после его высыхания она
обрызгивалась летучей жидкостью (этилсалицилатом
или сафролом). Лопасть ставилась в поток воздуха
при постоянном контроле скорости испарения. Места
активного движения струй воздуха по профилю ло-
пасти отмечались побелением налета каолина. Это
позволило обнаружить, что с увеличением ширины
рабочего элемента и разницы в значениях его угло-
вых параметров в средней части лопасти движения
потока практически прекращаются, образуется,
условно говоря, собственный профиль, способству-
ющий возникновению новых форм обтекания со
всеми отмеченными последствиями (Falkovich, 2009).
Довольно интересные результаты показали иссле-
дования влияния вязкости жидкости на величину
вызванной скорости потока. Данные отмеченных
опытов представлены в виде графических зависимо-
стей на Рисунке 5.
Рисунок 5. Зависимость величины вызванной скорости
потока от значения ширины лопастного эле-
мента устройства при переменной вязкости
Данные Рисунка 5 дают совершенно отчетливое
представление о наличии прямой зависимости между
реологическими параметрами промывочной жидко-
сти и геометрической характеристикой лопастного
элемента. Повышения вязкости жидкости способ-
ствует не только росту величин вызванных скоро-
стей, но и стабилизации режима обтекания профиля,
что выражается в меньшем отклонении потока, сни-
жении его пульсаций, а кроме того, ширина лопасти
может быть увеличена без нарушения режима тече-
ния. Данное обстоятельство приобретает существен-
ное значение в случае больших диаметральных раз-
меров кавернозных интервалов.
3. ВЫВОДЫ
Стендовые исследование гидравлических машин, и
в частности устройства поинтервальной очистки ство-
ла скважины, являются надежным инструментом не
только анализа режима их работы, но и позволяют еще
на этапе проектирования осуществлять корректировку
отдельных технологических характеристик, получать
информацию о возможных изменениях показателей
результативности применения.
Важным обстоятельством осуществления возмож-
ности построения физической модели работы рассмат-
риваемого устройства является установление действи-
тельных форм течения жидкости сквозь лопастную
систему и взаимодействия со шламовыми кавернозны-
ми скоплениями, на основе которых может быть про-
изведено уточнение аналитических зависимостей.
Одними из основных показателей степени эффек-
тивности воздействия активных потоков являются
угол откоса шламовых скоплений ϕ и частота вра-
щения лопастного элемента.
Устойчивость режима обтекания рабочего органа
устройства, определяемая постоянством значений ско-
рости и отсутствием резких пульсаций, будет иметь
место только в случае соблюдения вполне определен-
ных геометрических параметров лопастного элемента.
Для каждого из возможных и технологически
обоснованных вариантов конструктивного исполне-
ния лопастного элемента существует вполне опреде-
ленная его угловая характеристика, обеспечивающая
получение предельных значений скорости.
Учет реологических параметров промывочной
жидкости должен осуществляться на основе его кор-
реляционной связи с геометрической характеристи-
кой лопастного рабочего органа устройства.
Разработка высокопроизводительной технологии
обработки кавернозных интервалов скважины при ее
креплении может быть реализована исключительно на
основе тщательных комплексных стендовых исследо-
ваний, позволяющих максимально полно моделиро-
вать геолого-технических условия проводки и иссле-
довать рабочие параметры устройства по очистке
осложненных интервалов с учетом всего спектра осо-
бенностей его функционирования.
БЛАГОДАРНОСТЬ
Автор выражает признательность сотрудникам
кафедры техники разведки месторождений полезных
ископаемых, в той или иной мере принимавшим уча-
стие в проведении стендовых исследований и в осо-
бенности ее профессорам А.Н. Давиденко, А.А. Ко-
жевникову, а также профессору кафедры аэрологии и
охраны труда В.И. Голинько за ценную методиче-
скую помощь.
REFERENCES
Ashok, P., Ambrus, A., Van Oort, E., Zenero, N., & Behounek, M.
(2015). Plug the value leak: Fix your drilling data. World
Oil, 236(10), 35-42.
Budnikov, V., Bulatov, A., & Makarenko, P. (1996). Problemy
mekhaniki i zakanchivaniia skvazhin. Moskva: Nedra.
Davidenko, A., Ratov, B., Ighnatov, A., & Tulepbergenov, A.
(2016). K voprosu o neobkhodimosti obrabotki kavernoz-
nykh zon skvazhin. Vestnik KazNITU, 114(2), 139-147.
A. Ighnatov. (2016). Mining of mineral deposits, 10(1), 85-90
90
Davydenko, O., & Ignatov, A. (2015). Some features of work
of device on preparation of bore hole to fastening. Mining
of Mineral Deposit, 9(4), 500-506.
http://dx.doi.org/10.15407/mining09.04.500
Deych, M., & Zaryankin, A. (1984). Gidrogazodinamika. Mos-
kva: Energoatomizdat.
Falkovich, G. (2009). Fluid Mechanics.
http://dx.doi.org/10.1017/cbo9780511794353
Hydraulics. (1992). Moline, IL.
Shterenlikht, D. (1984). Hidravlika. Moslva: Energoatomizdat.
ABSTRACT (IN UKRAINIAN)
Мета. Обґрунтування конструктивних і технологічних параметрів пристрою для обробки кавернозної зони
стовбура свердловини виходячи зі встановлених залежностей формування активних струменів при обтіканні
лопатевого елементу.
Методика. Лабораторними і теоретичними дослідженнями встановлені закономірності формування актив-
них струменів при обтіканні лопатевого елементу спеціального пристрою та їх вплив на технологічні показники
процесу тампонування свердловин.
Результати. Доведена необхідність проведення стендових досліджень пристрою поінтервального очищення
стовбура свердловини з метою отримання адекватної фізичної моделі його роботи. Встановлено дійсні форми течії
рідини крізь лопатеву систему і взаємодії з шламовими кавернозними скупченнями. Розглянуті умови стійкості
режиму обтікання робочого органу пристрою. Показана наявність цілком визначених і технологічно обґрунтованих
геометричних характеристик, що забезпечують отримання прийнятних режимів обробки кавернозних зон. Перерахо-
вані напрями подальших досліджень.
Наукова новизна. Показником надійності роботи пристрою для обробки стовбура свердловини є дотри-
мання в його конструкції цілком певних геометричних співвідношень, що відповідають стійкому режиму вида-
лення кавернозних скупчень.
Практична значимість. Отримані результати стендових і аналітичних досліджень можуть бути покладені в
основу створення ефективної технології кріплення та тампонування стовбура свердловини з високими техніко-
економічними показниками. Дані по вивченню режиму обтікання лопатевого елементу є базовими для розробки
раціональних режимних параметрів процесу очищення кавернозних інтервалів свердловини.
Ключові слова: свердловина, каверна, шламові скупчення, пристрій для обробки, кут укосу, активний стру-
мінь, швидкість потоку
ABSTRACT (IN RUSSIAN)
Цель. Обоснование конструктивных и технологических параметров устройства для обработки кавернозной
зоны ствола скважины исходя из установленных зависимостей формирования активных струй при обтекании
лопастного элемента.
Методика. Лабораторными и теоретическими исследованиями установлены закономерности формирования
активных струй при обтекании лопастного элемента специального устройства и их влияние на технологические
показатели процесса тампонирования скважин.
Результаты. Доказана необходимость проведения стендовых исследований устройства поинтервальной
очистки ствола скважины с целью получения адекватной физической модели его работы. Установлены действи-
тельные формы течения жидкости сквозь лопастную систему и взаимодействия со шламовыми кавернозными
скоплениями. Рассмотрены условия устойчивости режима обтекания рабочего органа устройства. Показано нали-
чие вполне определенных и технологически обоснованных геометрических характеристик, обеспечивающих по-
лучение приемлемых режимов обработки кавернозных зон. Перечислены направления дальнейших исследований.
Научная новизна. Показателем надежности работы устройства для обработки ствола скважины является
соблюдение в его конструкции вполне определенных геометрических соотношений, соответствующих устой-
чивому режиму удаления кавернозных скоплений.
Практическая значимость. Полученные результаты стендовых и аналитических исследований могут быть
положены в основу создания эффективной технологии крепления и тампонирования ствола скважины с высо-
кими технико-экономическими показателями. Данные по изучению режима обтекания лопастного элемента
являются базовыми для разработки рациональных режимных параметров процесса очистки кавернозных интер-
валов скважины.
Ключевые слова: скважина, каверна, шламовые скопления, устройство для обработки, угол откоса,
активная струя, скорость потока
ARTICLE INFO
Received: 11 April 2016
Accepted: 9 June 2016
Available online: 30 June 2016
ABOUT AUTHORS
Andrii Ighnatov, Senior Instructor of the Techniques Prospect of Deposits Department, National Mining University,
19 Yavornytskoho Ave., 9/409, 49005, Dnipropetrovsk, Ukraine. E-mail: A_3000@i.ua
|