Заглавие с экрана

[Библиогр.: 19 назв.]

Введение. Шароструйный способ бурения, основанный на разрушении горных пород ударами шаров - объект изучения многих ученых. Несмотря на это, реологические свойства промывочной жидкости, применяемой при шароструйном бурении, не были исследованы. Все стендовые и полевые испытания проводились с применением технической воды. Применение промывочной жидкости, обладающей более высокой вязкостью, чем вода, способно потенциально расширить область применения шароструйного бурения. Поэтому актуальность приобретает исследование эффективности разрушения горных пород при использовании промывочных жидкостей, обладающих различными реологическими параметрами.Цель работы. Исследовать эффективность разрушения горной породы в процессе бурения скважин шароструйным способом при различных реологических параметрах промывочной жидкости.Методология. При проведении исследований использовался масштабированный лабораторный стенд. Стенд представлял собой замкнутую систему циркуляции промывочной жидкости (бурового раствора). Заготовка раствора осуществлялась отдельно на высокоскоростном миксере.

Основная часть стенда представляла собой масштабированное шароструйное долото, находящееся в имитированной скважине. После проведения эксперимента замерялись объем выбуренной породы и реологические параметры промывочной жидкости. Проводилась серия экспериментов с постепенным увеличением вязкости промывочной жидкости. Для загущения промывочной жидкости использовался биополимер (ксантановая смола) в различной концентрации. Измерения реологических параметров бурового раствора производились при помощи восьмискоростного ротационного вискозиметра и воронки Марша.Результаты. Впервые установлена зависимость между эффективностью разрушения горной породы при бурении шароструйным способом и реологическими параметрами применяемой промывочной жидкости. Установлено, что с ростом концентрации биополимера и ростом вязкости сначала происходит значительное увеличение объема выбуренной за единицу времени породы, а при дальнейшем увеличении концентрации - плавное снижение.Выводы. Полученные результаты расширяют область применения шароструйного бурения. Улучшается достоверность прогнозирования механической скорости бурения скважин в зависимости от изменения свойств промывочной жидкости. На основании результатов сформированы рекомендации к подбору оптимальных параметров промывочной жидкости в зависимости от условий бурения.

Introduction. Pellet impact drilling method which is basically the destruction of rocks by blows of pellets, has been studied by many researchers. Despite this, the rheological properties of the drilling fluid used in pellet impact drilling have not been investigated yet. All bench and field tests were carried out using service water. The use of a drilling fluid with a higher viscosity than water has the potential to expand the field of application of pellet impact drilling. Therefore, it becomes urgent to study the effectiveness of destruction of rocks when using flushing fluids with different rheological parameters.Objective of this research is to investigate the efficiency of rock destruction in the process of drilling wells using the pellet impact drilling method at various rheological parameters of the drilling fluid. Methods of research. A scaled laboratory bench was used in the research. The bench was a closed system of circulation of the drilling fluid (drilling mud). The solution was prepared separately on a high-speed mixer. The main part of the bench was a scaled pellet drill bit located in a simulated well. After the experiment, the destructed rock volume and the rheological parameters of the flushing fluid were measured.

A series of experiments was carried out with a gradual increase in the viscosity of the flushing fluid. A biopolymer (xanthan gum) in various concentrations was used to thicken the flushing fluid. Drilling fluid rheological parameters were measured using an eight-speed rotary viscometer and a Marsh funnel.Results. For the first time, a relationship has been established between the efficiency of rock destruction during pellet impact drilling and the rheological parameters of the drilling fluid used. It was found that with an increase in the concentration of biopolymer and an increase in viscosity, at first, there was a significant increase in the volume of drilled rock per unit time, and with a further increase in concentration, a gradual decrease occurs. Conclusions. The results obtained expand the field of application of pellet impact drilling. The reliability of predicting the drilling speed is improved depending on changes in the properties of the drilling fluid. Based on the results, recommendations were made for the selection of the optimal parameters of the drilling fluid, depending on the drilling conditions.