Дослідження гідродинамічних циркуляційних процесів промивальної рідини під час буріння похило-скерованих і горизонтальних свердловин

Abstract

Ефективність буріння похило-скерованих (ПС) і горизонтальних свердловин (ГС) залежить від якості очищення вибою та винесення розбуреної породи на денну поверхню. Розглянуто умови формування стійкого обертово-поступального руху промивальної рідини в затрубному просторі похило-скерованої та горизонтальної свердловин безпосередньо енергією потоку рідини та можливість регулювання гідродинамічних параметрів і структури потоку з врахуванням гірничо-геологічних характеристик родовища. Приведено результати теоретичних досліджень гідродинамічних циркуляційних процесів, що відбуваються в затрубному кільцевому просторі під час буріння ПС і ГС із застосуванням гідроакустичних генераторів, які створюють турбулентний потік рідини значної потужності для якісного очищення вибою та винесення розбуреної породи на денну поверхню. Одержано аналітичні залежності з визначення енергетичних характеристик турбулентного потоку промивальної рідини в кільцевому просторі свердловини. З використанням комп'ютерної програми «MathCAD» проведено розрахунок енергетичних параметрів стійкого обертовопоступального потоку біополімерної промивальної рідини у реальній свердловині.

Drilling efficiency of directional and horizontal wells depends on quality of coalface cleanness and drill returns onto the daylight surface. There were considered the conditions of formation of stable reverse-forward motion of washing liquid in the annuli of directional and horizontal wells directly by the energy of liquid flow and possibility of regulation of hydrodynamic parameters and flow structure taking into account mining-and-geological characteristics of the field. We provided the results of theoretical studies of hydrodynamic circulation processes that occur in the annuli of directional and horizontal wells during the process of drilling using hydro acoustic generators that create intermittent turbulent liquid flow of significant potency for quality cleaning of the coalface and drill return onto the daylight surface. There were received analytical dependencies for determination of energy characteristics of intermittent turbulent flow of washing liquid in the annulus of the well. Also, there was developed “MathCAD” software and provided the results of calculation of energy parameters of biopolymer washing liquid turbulent flow in the real well.