geologyИзвестия высших учебных заведений. Геология и разведкаProceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration0016-77622618-8708Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting10.32454/0016-7762-2024-66-1-109-115geology-1010Research ArticleТЕХНИКА ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТGEOLOGICAL EXPLORATION TECHNIQUEПульсирующий поток и технические средства для его создания при промывке скважинPulsed flow and its generation for borehole flushinghttps://orcid.org/0009-0005-1687-4276ТунгусовС. А.TungusovS. А.

Тунгусов Сергей Александрович — кандидат технических наук, доцент кафедры современных технологий бурения скважин

23, Миклухо-Маклая ул., Москва 117997

тел.: +7 (903) 742-99-44

Sergey A. Tungusov — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Modern Well Drilling Technologies

23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997

tel.: +7 (903) 742-99-44

tungusov_sa@mail.ruФГБОУ ВО «Российский государственный геолоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе»РоссияSergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological ProspectingRussian Federation202423052024661109115Copyright © Тунгусов С.А., 20242024Тунгусов С.А.Tungusov S.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geology-mgri.ru/jour/article/view/1010Введение

Введение. Очистка от загрязнений преимущественно в протяженных трубопроводах, к которым можно отнести и скважины, всегда была актуальной задачей. В статье рассматривается один из вариантов решения, который может способствовать лучшему удалению разрушенной породы как с забоя скважины, так и при транспортировании шлама по стволу скважины.

Цель

Цель. Показать возможность применения пульсирующей промывки для удаления шлама из скважины. Рассмотреть технические средства создания пульсирующей промывки.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведен анализ различных технических средств для создания пульсирующего потока в промывочной жидкости. Рассмотрена принципиальная схема и описана работа типичного стенда для создания пульсирующего потока промывочной жидкости. Рассмотрены теоретические аспекты создания пульсирующего потока, частота и амплитуда его колебаний, расход промывочной жидкости, приведены формулы расчета этих параметров. Проанализированы различные технические средства для создания пульсирующего потока как для промывки протяженных трубопроводов, так и для промывки скважин. Рассмотрен ряд патентов, в которых описаны технические решения, создающие пульсирующий поток жидкости для улучшения очистки и выноса шлама по стволу скважины. Приведен обзор технических решений, улучшающих очистку забоя скважины за счет создания пульсирующего потока.

Результаты

Результаты. Сделано предположение, что для эффективного удаления шлама как с забоя скважины, так и при его транспортировании по стволу скважины при расчете частоты пульсации следует учитывать не только частоту вращения породоразрушающего инструмента, но и длину ствола скважины.

Заключение

Заключение. Рассматриваемая в статье технология пульсирующей промывки может применяться для более эффективной очистки скважин от шлама.

Background

Background. Cleaning pipelines and boreholes from contaminants remains an urgent issue. This article discusses a possible solution to removal of destroyed rock, from both the borehole bottom and when transporting cuttings along the borehole length.

Aim

Aim. To show the possibility of using pulsed flushing technology to remove cuttings from a borehole. To consider technical means for creating a pulsed flushing flow.

Materials and methods

Materials and methods. An analysis of various technical means for creating a pulsed flushing fluid is carried out. A schematic diagram describing the operation of a typical stand for implementing the process is presented. The theoretical aspects of creating a pulsed flushing flow, its vibration frequency, vibration amplitude, and flow rate are considered; formulas for calculating these parameters are given. Technical means for flushing both long pipelines and boreholes are analyzed. A number of patents and technical solutions for removing cuttings from a borehole with a pulsed flow are reviewed.

Results

Results. An assumption is made that calculations of the pulsation frequency of a flushing flow should take into account not only the rotational speed of the rock destruction tool, but also the length of the borehole. This will ensure effective removal of cuttings from the borehole bottom and during their transportation along the borehole length.

Conclusion

Conclusion. The pulsed flushing technology considered in the article can be used for a more efficient cleaning of boreholes from drilling cuttings and other contaminants.

бурение скважинпульсирующий поток жидкостивынос шламапородоразрушающий инструментчастотавибрацияborehole drillingpulsed fluid flowcutting removalrock-destruction toolfrequencyvibrationисследование не имело спонсорской поддержкиno financial support was provided for this studyReferencesГОСТ 31303-2006. Чистота промышленная. Метод очистки гидродинамический газовых и жидкостных систем машин и механизмов от загрязнителей. М.: Стандартинформ, 2007.GOST 31303-2006. Industrial cleanliness. A method of hydrodynamic purification of gas and liquid systems of machines and mechanisms from pollutants. Moscow, Standartinform, 2007 (In Russian).Иванов К.С. Виброударное перемещение сыпучих сред и деформируемых тел — приложение к моделированию и оптимизации процесса ситовой классификации: автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб., 2013. 15 с.Ivanov K.S. Vibro-shock displacement of bulk media and deformable bodies — an application to modeling and optimization of the sieve classification process. Abstract of the dissertation of the Candidate of Technical Sciences. St. Petersburg, 2013. 15 p. (In Russian).Кизевальтер Б.В. Теоретические основы гравитационных процессов обогащения. М.: Недра, 1979. 295 с.Kizevalter B.V. Theoretical foundations of gravitational enrichment processes. Moscow: Nedra, 1979. 295 p. (In Russian).Ламбин А.И. Показатели эффективности удаления шлама при бурении наклонно направленных скважин // Науки о Земле и недропользование. 2022. № 45(3). C. 285—293.Lambin A.I. Indicators of the efficiency of sludge removal during drilling of directional wells. // Earth Sciences and subsoil use. 2022. No. 45(3). P. 285— 293 (In Russian).Матыцын В.И., Рябченко В.И., Шмарин И.С. Особенности процесса выноса шлама из горизонтальных и наклонных участков стволов скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2002. № 3. C. 10—12.Matytsyn V.I., Ryabchenko V.I., Shmarin I.S. Features of the process of sludge removal from horizontal and inclined sections of boreholes // Construction of oil and gas wells on land and at sea. 2002 No. 3. P. 10— 12 (In Russian).Митчелл Дж. Безаварийное бурение. Конро: Дрилберт Инжиниринг Инк, 2001, 334 с.Mitchell J. Trouble-free drilling. Conroe: Drilbert Engineering Inc., 2001, 334 p. (In Russian).Пoкpoвcкая Г.А., Складчиков В.Г., Савельев В.Н. Опыт применения пульсирующего режима промывки при бурении скважин в вязкопластичных горных породах // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1990. № 5. С. 14—18.Pokrovskaya G.A., V. Skladchikov V.G., Savelyev V.N. Experience of using a pulsating flushing mode when drilling wells in viscoplastic rocks // Construction of oil and gas wells on land and at sea. 1990. No. 5. P. 14—18 (In Russian).Патент РФ № 2065916, 27.08.1996 / Чернобыльский А.Г., Паневник А.В., Диффинэ Э.А. Устройство для бурения скважин // Патент России № 2065916. 1996. Бюл. № 40.Patent of the Russian Federation No. 2065916, 08/27/1996 / Chernobylsky A.G., Panevnik A.V., Diffine E.A. Device for drilling wells // Patent of Russia No. 2065916. 1996. Byul. No. 40 (In Russian).Патент РФ № 2256058, 10.07.2005 / Хузина Л.Б., Габдрахимов М.С. Вибродолото // Патент России № 2256058, 2005. Бюл. № 19.Patent of the Russian Federation No. 2256058, 07/10/2005 / Khuzina L.B., Gabdrakhimov M.S. Vibrodoloto // Patent of Russia No. 2256058, 2005. Byul. No. 19 (In Russian).Патент СССР № 630394, 30.10.1978 / Крючков П.В., Владиславлев Ю.Е., Константинов Л.П., Перегудов А.А., Дюков Н.Г., Любимов Б.Г. Буровое долото // Патент СССР № 630394. 1978. Бюл. № 40.USSR Patent No. 630394, 10/30/1978 / Kryuchkov P.V., Vladislavlev Yu.E., Konstantinov L.P., Peregudov A.A., Dyukov N.G., Lyubimov B.G. Drilling bit // USSR Patent No. 630394. 1978. Byul. No. 40 (In Russian).Стенин В.А. Энергетические аспекты технологии промывки гидравлических систем // Вестник Череповецкого государственного университета. 2013. № 4-2(52). С. 34—37.Stenin V.A. Energy aspects of hydraulic flushing technology systems, Bulletin of Cherepovets State University. 2013. No. № 4-2(52). P. 34—37 (In Russian).Тунгусов С.А. Повышение производительности бурения скважин за счет применения пульсирующей промывки // Разведка и охрана недр. 2009. № 8. С. 42—47.Tungusov S.A. Improving the productivity of drilling wells through the use of pulsating flushing // Exploration and protection of the subsoil. 2009. No. 8. P. 42—47 (In Russian).Федоренко И.Я., Сабиев У.К. Особенности проявления эффективного снижения трения в лотковых вибрационных дозаторах // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2011. № 6(80) С. 82—85.Fedorenko I.Ya., Sabiev U.K. Features of the manifestation of effective friction reduction in tray vibration dispensers // Bulletin of the Altai State Agrarian University. 2011. No. 6(80) P. 82—85 (In Russian).Cho H., Shah S.N., Osisanya S.O. A three-segment hydraulic model for cuttings transport in coiled tubing horizontal and deviated drilling // Journal of Canadian Petroleum Technology. 2002. Vol. 41. Iss. 6. P. PETSOC02-06-03Cho H., Shah S. N., Osisanya S. O. Three-segment hydraulic model for sludge transportation during horizontal and directional drilling using coiled tubing // Journal of Canadian Petroleum Technologies. 2002. Vol. 41. Iss. 6. P. PETSOC02-06-03

The authors declare that there are no conflicts of interest present.