Науковий вісник НГУ

Моделювання буріння водозабірних свердловин зі зворотним промиванням ерліфтним способом

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2023

Останнє оновлення: 23 березня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2073

Authors:

М.Т.Білецький, orcid.org/0000-0002-4947-5686, Satbayev University, м. Алмати, Республіка Казахстан

Б.Т.Ратов*, orcid.org/0000-0003-4707-3322, Satbayev University, м. Алмати, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А.К.Судаков, orcid.org/0000-0003-2881-2855, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна; Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна

Д.А.Судакова, orcid.org/0000-0002-8676-4006, Івано-Франківський національний технічний університет нафти та газу, м. Івано-Франківськ, Україна

Б.Р.Бораш, orcid.org/0000-0001-9898-392X, Каспійський державний університет технологій та інжинірингу імені Ш. Єсьонова, м. Актау, Республіка Казахстан

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (1): 053 - 060

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/053

Abstract:

Мета. Визначення впливу гірничо-геологічних умов буріння гідрогеологічних свердловин зі зворотним промиванням на технологічні параметри ерліфтного способу їх очищення від вибуреної породи та властивостей висхідного потоку промивальної аерованої рідини.

Методика. Поставлені завдання вирішувалися комплексним методом дослідження, що включає аналіз й узагальнення літературних і патентних джерел, проведення аналітичних, експериментальних досліджень із використанням методів комп’ютерного й математичного моделювання.

Результати. Розроблено алгоритм функціонування ерліфтного способу циркуляції при обертальному бурінні зі зворотним промиванням. Алгоритм ураховує: гідростатичний та гідродинамічний тиск, і вплив на них швидкості поглиблення свердловини; вплив вмісту шламу у висхідному потоці. Встановлені ефективні значення витрати повітря, щільності водо-повітряної суміші та швидкості її висхідного потоку. Запропоновано метод оцінки ефективних значень технологічних параметрів та їх зміни у висхідному потоці суміші. Розроблена модель, що дозволяє аналізувати залежності витрати повітря, щільності суміші та швидкості її сходження від параметрів свердловини, що буриться. Модель застосована до типових умов буріння свердловини великого діаметру на Самському родовищі підземних вод півострові Мангістау.

Наукова новизна. Розроблено математичний алгоритм функціонування ерліфтного способу зворотного промивання при бурінні водозабірних свердловин великого діаметра. Метод заснований на аналізі балансу тисків у низхідному та у висхідному потоках промивного агента. Для випадку зворотного промивання отримано вираз оцінки вмісту в ньому шламу. Розроблено метод визначення середньо-ефективної за висотою свердловини густини суміші, а також вмісту в ній повітря. На основі середньо-ефективних значень запропоновано метод оцінки змін щільності суміші, її витрати та швидкості по ходу висхідного потоку.

Практична значимість. Запропонований алгоритм покладено в основу комп’ютерної моделі, що дозволяє встановлювати залежності значень щільності суміші, вмісту в ній повітря та шламу й швидкості підйому від глибини свердловини, глибини спуску змішувача, швидкості поглиблення, заданої швидкості висхідного потоку рідини, а також діаметрів свердловини й бурильних труб. Отримані конкретні результати моделювання стосовно Самського родовища підземних вод півострова Мангістау.

Ключові слова: півострів Мангістау, гідрогеологічна свердловина, зворотне промивання, ерліфтний спосіб

References.

1. Sadovenko, I., Inkin, O., Dereviahina, N., & Khryplyvets, Y. (2019). Actualization of prospects of thermal usage of groundwater of mines during liquidation. E3S Web of Conferences 123, Ukrainian School of Mining Engineering, 01046, 1-9. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301046.

2. Rudakov, D., Inkin, O., Dereviahina, N., & Sotskov, V. (2020). Effectiveness evaluation for geothermal heat recovery in closed mines of Donbas. E3S Web of Conferences 201, 01008, Ukrainian School of Mining Engineering, 1-10. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202020101008. 

3. Committee on Water Resources of the Ministry of Agriculture of the Republic of Kazakhstan. Concept of water supply of Mangystau region (2012).

4. Kryzhanivskyi, Ye. I., Vytyaz, O. Yu., Tyrlych, V. V., Hrabov­skyy, R. S., & Artym, V. I. (2021). Evaluation of the conditions of drill pipes failure during tripping operations. SOCAR Proceedings, 1, 36-48. https://doi.org/10.5510/OGP20210100478.

5. Sudakov, А., Dreus, A., Sudakovа, D., & Khamininch, О. (2018). The study of melting process of the new plugging material at thermomechanical isolation technology of permeable horizons of mine opening. E3S Web of Conferences, 60, 1-10. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186000027.

6. Vytyaz, O., Hrabovskyy, R., Artym, V., & Tyrlych, V. (2020). Effect of geometry of internal crack-like defects on assessing trouble-free operation of long-term operated pipes of drill string. Metallofizika i Noveishie Tekhnologii, 42(12), 1715-1527. https://doi.org/10.15407/mfint.42.12.1715.

7. Pavlychenko, A. V., Ihnatov, A. O., Koroviaka, Ye. A., Ratov, B. T., & Zakenov, S. T. (2022). Problematics of the issues concerning development of energy-saving and environmentally efficient technologies of well construction. ICSF-2022. IOP Conference. Series: Earth and Environmental Science, 1049. 012031.

8. Ihnatov, A., Koroviaka, Ye., Rastsvietaiev, V., & Tokar, L. (2021). Development of the rational bottomhole assemblies of the directed well drilling. Gas Hydrate Technologies: Global Trends, Challenges and Horizons – 2020. E3S Web of Conferences, 230, 01016. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202123001016.

9. Femyak, Ya. M., Femiak, V. Ya., Kovbsiuk, I. M., Martsynkiv, O. B., & Vytvytskyy, I. I. (2019). Evaluation of the influence of geological-technical factors on the durability of casing columns in oil and gas wells. XIII International Scientific Conference “Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment”.

10. Femyak, Ya. M., Riznychuk, A. I., Fedoriv, V. V., Charkov­skyi, V. M., Deineha, R. O., & Stetsiuk, R. B. (2021). Technical and technological solutions to prevent destruction of the walls of directional wells in the mining and geological conditions of Ukrainian fields. XV International Scientific Conference “Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment”. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215K2041.

11. Melnychenko, Y., Poberezhny, L., Hrudz, V., Chudyk, I., & Dodyk, T. (2021). Determination of preconditions leading to critical stresses in pipeline during lowering. Lecture Notes in Civil Engineering, 102, 241-252. https://doi.org/10.1007/978-3-030-58073-5_19.

12. Chudyk, I., Raiter, P., Grydzhuk,Ya., & Yurych, L. (2020). Mathematical model of oscillations of a drill tool with a drill bit of cutting-scraping type. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 52-57. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-1/052.

13. Pogrebnyak, A., Chudyk, I., Pogrebnyak, V., & Perkun, I. (2019). Coil-uncoiled chain transition of polyethylene oxide solutions under convergent flow. Chemistry and Chemical Technology, 13(4), 465-470. https://doi.org/10.23939/chcht13.04.465.

14. Kryzhanivskyi, E. І., Nykyforchyn, H. М., Student, О. Z., Krechkovska, H. V., & Chudyk, І. І. (2020). Role of Nonmetallic Inclusions in Premature Stress-Corrosion Fractures of Drill Pipes. Materials Science, 55(6), 822-830. https://doi.org/10.1007/s11003-020-00375-4.

15. Kovbasiuk, I. M., Martsynkiv, O. B., Femiak, Y. M., Vytvy­tskyi, I. I., & Zhdanov, Y. D. (2020). Research of the stressed state of saline rocks of prykarpattia deposits under the influence of thermobaric conditions. Paper presented at the XIV International Scientific Conference on Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202056048.

16. Chernova, M., & Kuntsiak, Ya. (2021). The concept of application of oscillation energy in modern technologies of directional drilling. E3S Web of Conferences, 230, 01017. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202123001017.

17. Ziaja, J., Stryczek, S., Jamrozik, A., Knez, D., Czarnota, R., & Vytyaz, O. (2017). Sealing slurries limiting natural gas exhalations from the annular space of a wellbore. Przemysl Chemiczny, 96(5), 990-992. https://doi.org/10.15199/62.2017.5.9.

18. Ovetska, O., Ovetskyi, S., & Vytiaz, O. (2021). Conceptual principles of project management for development of hydrate and other unconventional gas fields as a component of energy security of Ukraine. E3S Web of Conferences, 230, 01021. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202123001021.

19. Sudakov, А., Dreus, A., Kuzin, Y., Sudakova, D., Ratov, B., & Khomenko, O. (2019). A thermomechanical technology of borehole wall isolation using a thermoplastic composite material. E3S Web of Conferences, 109, 00098. Essays of Mining Science and Practice. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900098.

20. Fedorov, B., Ratov, B., & Sharauova, A. (2017). Development of the model of petroleum well boreability with PDC bore bits for Uzen oil field (the Republic of Kazakhstan). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 16-22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.99032.

• < Попередня
• Наступна >