Влияние избыточного динамического перепада давления на эффективность разрушения горных пород

Abstract

Рассмотрены вопросы процесса разрушения горных пород в условиях избыточного перепада давления. Поставлена и решена задача определения величины угнетающих усилий и моментов при наличии избыточного перепада давления. Для расчета подъемной силы (крутящего момента) струи жидкости вытекающей из промывочных каналов долота использована теория гидравлических турбин. Для моделирования движения промывочной жидкости в процессе бурения в системе промывки долота использована теорема изменения ее кинетического момента. Установлено, что процесс бурения в условиях избыточного угнетающего давления зависит от трех групп параметров, определяющих промывочную жидкость, конструкции скважины и системы промывки долота. Разработан номографический метод проектирования указанных групп параметров, обеспечивающих эффективность производства буровых работ. Ключевые слова:разрушение пород, избыточный перепад, струя жидкости, подъемная сила, кинетический момент, группа факторов, номограмма.

Розглянуто питання процесу руйнування гірських порід в умовах надлишкового перепаду тиску. Поставлено та розв'язано задачу визначення величини зусиль пригнічення і моментів при наявності надлишкового перепаду тиску. Для розрахунку підйомної сили (крутного моменту) струменя рідини витікає з промивних каналів долота використана теорія гідравлічних турбін. Для моделювання руху промивної рідини в процесі буріння в системі промивки долота використана теорема зміни її кінетичного моменту. Встановлено, що процес буріння в умовах надлишкового тиску пригнічення залежить від трьох груп параметрів, що визначають промивну рідину, конструкції свердловини і системи промивки долота. Розроблено номографічний метод проектування зазначених груп параметрів, що забезпечують ефективність виробництва бурових робіт. Ключові слова: руйнування порід, надлишковий перепад, струмінь рідини, підйомна сила, кінетичний момент, група чинників, номограма.

The article deals with the process of destruction of rocks in conditions of excessive pressure drop. The problem of determining the magnitude of the depressing forces and moments in the presence of an excess pressure drop has been sеt and solved. The theory of hydraulic turbines is used to calculate the lifting force (torque) of the liquid jet flowing from the flushing channels of the bit. To simulate the motion of the drilling fluid during the drilling process, the theorem of changing its kinetic moment is used in the bit washing system. It has been established that the drilling process under conditions of excessive depressurizing pressure depends on three groups of parameters that determine the washing fluid, the well design and the flushing system of the bit. The nomographic method of designing the specified group of parameters that ensure the efficiency of drilling operations is developed. Key words: Rock failure, excess drop, fluid jet, lift, kinetic moment, group of factors, nomogram.