Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Совершенствование технологии кавитационного декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин
ВАК РФ 25.00.14, Технология и техника геологоразведочных работ
Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии кавитационного декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин"
На правах рукописи
СЕРДЮК Николай Иванович
Совершенствование технологии кавитационного декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин
Специальность: 25.00.14 — «Технология и техника геологоразведочных работ»
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва - 2005
Работа выполнена в Московском государственном геологоразведочном университете им. Серго Орджоникидзе на кафедре разведочного бурения им. Б.И. Воздвиженского
Научный консультант:
Д. Н. Башкатов -
заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты:
А.Т. Киселев -
доктор технических наук, профессор А.В. Панков -
доктор технических наук, профессор Н.И. Николаев -
доктор технических наук, профессор
Ведущее предприятие:
ФГУП «Волгагеология»
Защита диссертации состоится «16» июня 2005 г. в 13 ч 00 мин в ауд. 4-15Л на заседании диссертационного Совета Д.212.121.05 при Московском государственном геологоразведочном университете по адресу: 117997, Москва, ул. Миклухо-Маклая, Д. 23.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТРУ.
Автореферат разослан 14 мая 2005 г.
Ученый секретарь диссертационного Совета, к.т.н., советник РАЕН "'VА.П. Назаров
ШЛ
хи*
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы.
В современных условиях России повышенное значение приобретает проблема оптимального использования подземных вод.
Водоносные горизонты вскрываются разведочно-эксплуатационными скважинами с целью исследования условий залегания и определения качества питьевых вод, их добычи, водопонижения, водонагнетания и решения других задач при нефтедобыче, разработке карьеров, утилизации использованных вод, строительстве различных объектов и т. п.
Проницаемость фильтровой области гидрогеологических скважин, сложенных песками, резко снижается из-за ее кольматажа частицами глины и шлама, железо-марганцевыми осадками химико-органического происхождения и т.п.
Ведущими научно-производственными организациями (ВНИИ ВОДГЕО, МГТРУ, ВСЕГИНГЕО, Русбурмаш, ОАО НПО "Буровая техника" - ВНИИБТ, ВИТР, СКБ Геотехника, ВНИИгаз, МГГРУ, ВСЕГИНГЕО, Гидроинжстрой, МОЗБТ, Союзгеопром и др.) разработан широкий диапазон методов и средств увеличения проницаемости фильтровой области гидрогеологических скважин в процессе их освоения и эксплуатации.
Общим недостатком этих способов является необходимость осуществления монтажно-демонтажных операций насосно-компрессорных установок и использования энергоемкого оборудования, увеличивающих себестоимость работ, а также применения кислот и разнообразных химических реагентов, ухудшающих качество воды. Учитывая указанные сложности, пользователи увеличивают межремонтные периоды, способствуя, таким образом, усилению кольматажа фильтровой области, что впоследствии приводит к необходимости применения кардинальных мер - микровзрывы, кислотные обработки и т.п.
Цель работы - снижение себестоимости восстановительных работ и увеличение срока службы гидрогеологических скважин, за счет совершенствования технологии декольматажа их фильтровой области.
Идея работы заключается в достижении поставленной цели с помощью эффекта кавитации, позволяющего предотвратить процесс упрочнения кольматанта, накапливающегося в фильтровой области скважин.
В соответствии с этим в диссертационной работе решались следующие задачи.
1. Установление основных причин и закономерностей кольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин в процессе их сооружения и эксплуатации.
2. Анализ способов декольматажа и факторов, влияющих на эффективность освоения и использования гидрогеологических скважин в различных геолого-экологических и технико-экономических условиях.
3. Разработка методики исследований и натурной модели взаимодействия эффекта кавитации с породой и кольматантом фильтровой области гидрогеологических скважин.
4. Обоснование нового направления декольматажа скважин, путем всестороннего научного исследования различных эффектов кавитации, а также опыта ее применения для разрушения кольматирующих отложений, образующихся в фильтровой области скважин в процессе их сооружения и эксплуатации. Обоснование для этого способов управления процессом кавитации в условиях забоя скважин, периодичности проведения кавитационных обработок, в целях предотвращения упрочнения кольматанта, создание новой технологии, исключающей многократный демонтаж-монтаж водоподъемного оборудования, осуществляемый при освоении и регенерации гидрогеологических скважин.
Методология и методика исследований
Методологическую базу исследований составили научные труды ученых, работающих в областях: технологии сооружения и использования гидрогеологических и других скважин, оптимизации процессов бурения, технологии водоподготовки и пластового обезжелезивания; гидравлики и гидрофизических процессов геологоразведочного и горного производства, экономики и организации геологоразведочного производства; технологических систем и автоматизации управления процессами разведки и разработки МПИ.
В процессе исследований автором были проанализированы и использованы работы российских и зарубежных исследователей в области бурения и кавитации: Н.И. Куличихина, Б.И. Воздвиженского, Э.Ф. Эпштейна, Ф.А. Шамшева, К.Г. Во-лодченко, С.А. Волкова, A.B. Марамзина, B.C. Федорова, B.C. Владиславлева, Д.Н.Башкатова, С.С. Сулакшина, Е.А. Козловского, Б.Б. Кудряшова, В.М. Питерского, А.Г. Калинина, Б.М. Ребрика, В.Г. Кардыша, А.Т. Киселева, JI.A. Лачиняна, JI.K. Горшкова, A.M. Яковлева, Н.Г. Шелковникова, В.М. Гаврилко, ГЛ. Квашнина, О.С. Брюховецкого, ВЛ. Дробаденко, С.П. Экомасова, Р.И.Шищенко, Б.И. Есьмана,
A.Х. Мирзаджанзаде, Н.С. Беликова, Муррея, H.A. Гукасова, В.А. Белякова,
B.С.Алексеева, A.B. Панкова, В.И. Касаткина, Э.М. Вольницкой, Ю.Д. Бессонова, СЛ. Драхлиса, В.Т. Гребенникова, А.М.Коломийца, В.И.Власюка, Ю.А.Меламеда, Н.В.Соловьева, С.Я. Рябчикова, В.Д.Евсеева, А.Я. Третьяка, О.В. Ошкордина,
A.Н. Давиденко, Н.И.Николаева, А.Д. Башкатова, О.И. Калиниченко, Л.А.Эпштейна,
B.С.Будника, В.В.Пилипенко, В.А.Задонцева, Н.И. Довготько, И.К. Манько, В.Ф. Чихоткина, М.К. Бологи, И.А. Шалобасова, Ю.Н. Паукова, В.В. Воронина, Г.Н. Мачехина и др.
Методика исследований включала постановку и решение задач комплексного изучения литературных, фондовых, патентных и других источников, аналитические и лабораторные исследования гидродинамических характеристик фильтров и при-фильтровых зон продуктивных горизонтов, а также методов и средств их декольматажа в процессе вскрытия и эксплуатации с применением методов математического и физического моделирования. Эксперименты проводились на специально разработанных стендах, позволяющих прогнозировать закономерности снижения проницаемости фильтровой области буровых скважин и эффективность применения гидроимпульсных методов и средств их декольматажа. Обработка экспериментальных данных и проверка адекватности аналитических зависимостей проводились с ис-
пользованием методов математической статистики и пакетов соответствующих программ ЭВМ.
Научная новизна работы
На основании теоретических обобщений и выполнения автором исследований впервые получены следующие научные результаты.
1. Выявлена закономерность изменения удельной энергоемкости способов де-кольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин, при обработке коль-матанта различной плотности, установлены рациональные области и условия их применения. Выявлены преимущества гидродинамической кавитации, заключающиеся в возможности предотвращения кольматажа и исключающие необходимость привлечения дополнительного оборудования и персонала.
2. Выявлены закономерности кольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин равновесно-неустойчивыми веществами, содержащимися в подземной воде, при движении ее к скважине, и кавитационного декольматажа, контролируемого с помощью разработанного критерия управлениярт!р\.
3. Установлены зависимости скорости износа породы, кольматанта и температуры жидкости от величины критерия управления р^р\, применение которого в процессе осуществления кавитационного декольматажа позволяет добиваться максимальных скоростей разрушения кольматанта, концентрирующегося в фильтровой области гидрогеологических скважин.
4. Выявлена закономерность изменения амплитуды и частоты кавитационных колебаний жидкости при их распространении в воде и водоносном горизонте. Обоснована положительная роль парогазовых выделений, сопровождающих процесс кавитации, заключающаяся в перераспределении направления действия ударной волны от жидкости к кольматанту.
Научное значение работы заключается в разработке критерия и методики комплексной оценки эффективности различных способов и средств декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин при вскрытии и использовании водоносных горизонтов, а также разработке методики совершенствования технологии декольматажа и его предотвращения за счет использования эффектов кавитации.
Практическая ценность
1. Разработаны технология и технические средства кавитационного декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин в широком диапазоне глубин залегания и методика их сочетания с имеющимися технологическими разработками, позволяющие уменьшить длительность межремонтных периодов и себестоимость работ за счет сокращения числа монтажно-демонтажных операций.
2. Доказана возможность принудительного создания эффекта кавитации в условиях призабойной зоны скважин с использованием серийного бурового оборудования и погружного центробежного насоса, что позволяет разрушать кольматанг на фильтре и в породе вокруг него в процессе освоения и эксплуатации скважин.
3. Экспериментально установлены закономерности уменьшения радиуса эффективного кавитационного воздействия на кольматант различного происхождения.
4. Разработана установка автоматического контроля и кавитационного восстановления дебита гидрогеологических скважин, эксплуатирующих различные продуктивные горизонты.
5. Предложен алгоритм работы автоматической системы управления, основанный на учете показателя удельного понижения статического уровня воды в скважине, являющегося обобщенной характеристикой проницаемости фильтровой области гидрогеологических скважин.
6. Разработаны физические модели, предназначенные для изучения процессов кольматажа-декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин и методика их использования в научных и учебных целях.
Личный вклад автора заключается в выработке цели и задач исследований, разработке методологической, методической и экспериментальной базы исследований, аналитическом и экспериментальном исследовании закономерностей кольма-тажа фильтровой области гидрогеологических скважин и разработке методов и средств ее декольматажа с помощью энергии гидродинамических колебаний жидкости, возбуждаемой генератором кавитационных колебаний.
Апробация результатов диссертации. Работы по указанной теме проводились в соответствии с планами научно-исследовательских работ в составе НИЛ комплексных технологических процессов недропользования НИИ природопользования МГГРУ при кафедре разведочного бурения МГГРУ во взаимодействии с широким кругом научно-производственных организаций, среди которых необходимо отметить коллективы кафедр: гидравлики и гидрофизических процессов, общей физики, механизации и автоматизации геологоразведочных работ, I III «Центргеология», ГГП «Волгагеология», ЗАО «Гидроинжстрой», ЗАО «Русбурмаш», НПО «Комплексное водоснабжение объектов», ЗАО «Московский опытный завод буровой техники», ЗАО «Союзгеопром».
Основные положения, научные и практические результаты работы рассматривались на международных научно-технических конференциях: МГГРУ (МГРИ, МГТА) в 1995 - 2004 гг., Краковского горного университета - 1988 г., Чань-Чуньского горного университета - 2003 г., Днепропетровского национального горного университета - 2004 г., Томского политехнического университета - 2004 г., ОАО НПО "Буровая техника" (ВНИИБТ) - 2004 г., эколого-экономической секции РАЕН - 2004 г., заседаниях кафедры разведочного бурения, гидравлики и гидрофизических процессов МГГРУ, научно и производственно-технических советах ГГП «Центргеология», 11II «Волгеология», ЗАО «Союзгеопром», ЗАО «Гидроинжстрой», НПО «Комплексное водоснабжение объектов».
Публикации. Основные положения диссертации отражены в 44 печатных работах, патентах и полезных моделях России.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 294 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков, 13 таблиц, список использованной литературы из 222 наименования.
Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций.
Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному консультанту доктору технических наук, профессору, заслуженному деятелю науки и техники, действительному члену РАЕН Д.Н. Башкатову.
Автор признателен сотрудникам кафедры разведочного бурения МГГРУ докторам технических наук, профессорам А.Г. Калинину, Н.В. Соловьеву, профессорам В.П. Зиненко, Л.Д. Базанову, P.A. Ганджумяну, Е.Д. Хромину, И.Д. Бронникову, А.П. Назарову, A.A. Тунгусову, доцентам В.В. Куликову, И.П. Ганину, кандидатам технических наук С.И. Минакову, А.Е. Кравченко, И.В. Саукову, инженеру Д.А. Иванову, руководителям и коллективам организаций, с которыми автору приходилось контактировать в процессе выполнения диссертационной работы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ (по защищаемым положениям)
Проведенные исследования позволили сформулировать следующие защищаемые положения.
1. Систематизация способов декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин, базирующаяся на оценке их энергетических характеристик, обеспечивающая выбор условий эффективного применения различных способов и раскрывающая особенности кавитационного способа восстановления проницаемости фильтровой области буровых скважин в процессе их освоения и эксплуатации.
Для определения целесообразности применения кавитации в целях интенсификации и повышения эффективности работ по сооружению, освоению и восстановлению гидрогеологических скважин проведен системный анализ различных способов воздействия на прифильтровую зону, производимых с целью увеличения дебита скважин, уменьшивших свою производительность.
Известная классификация способов воздействия на фильтровую область скважин (предложена B.C. Алексеевым) направлена на раскрытие и сопоставление главным образом их технико-технологических характеристик. В этом ее преимущество, но с помощью рассматриваемой классификации невозможно сравнить энергетику разрушающего воздействия, оказываемого на кольматант различными способами. Системный литературный анализ выявил, что энергетические оценки в основном проведены в результате автономных исследований отдельных методов.
Для определения энергетики различных процессов, с целью последующего установления роли и значимости кавитации, среди существующих методов разрушения кольматанта, была проведена энергетическая оценка разнообразных способов воздействия на прифильтровую зону скважин - определялась энергия рассеиваемая (поглощаемая) в 1 дм3 среды. При этом, в качестве базы сравнения энергетики химических методов использовалось следствие из закона Гесса - сумма теплового эф-
фекта химической реакции и теплоты образования продуктов реакции равна теплоте образования исходных веществ. Соответствующие значения теплоты назначались из таблиц химических справочников. В целях оценки ударных и механических воздействий определялась соответствующая механическая энергия - рассчитывалась удельная работа на сжатие 1 дм3 упругой среды. Результаты проделанных исследований по систематизации существующих методов воздействия на призабойную зону гидрогеологических скважин представлены на рис.1.
Полученные оценки энергетики воздействий позволили условно разделить существующие методы на три группы: сильные, средние и умеренные. Соответствующие этим группам уровни энергетики способов декольматажа позволяют прогнозировать их эффективность в различных геолого-технических условиях. Из полученной систематизации следует, что средние и сильные воздействия эффективны при больших межремонтных периодах (сроком более 2 - 3-х лет), т.е. в случаях, когда уже образовался прочный, дегидратированный кольматант (стк = 0,5 - 3,0 МПа и более, стк - прочность на сжатие). Умеренные методы эффективны, главным образом, на стадиях образования кольматанта, когда его прочность относительно не велика (стк < 0,5 МПа).
Основными недостатками существующих способов декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин является раздельное выполнение операции обработки пласта, прокачки скважины и ее эксплуатации, обусловливающее необходимость демонтажно-монтажных операций, а также использование дополнительного оборудования и материалов и, следовательно, увеличение затрат времени и финансов.
В дальнейшем исследовался вопрос о возможности создания в условиях забоя скважин и применения в целях декольматажа скважин эффекта кавитации, позволяющего исключить указанные выше недостатки способов декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин.
Была проведена систематизация явления кавитации (рис. 2), максимально учитывающая, как особенности кавитации, так и особенности геолого-технических условий, в которых она протекает.
В результате анализа установлены преимущества гидродинамической кавитации перед другими видами кавитации, обусловленные простотой способа ее получения с применением серийного бурового оборудования.
Целью дальнейших исследований являлось установление одного или нескольких факторов, оказывающих определяющее влияние на характер протекания процесса кавитации.
Исследование факторов разделялось на три этапа. На первом этапе проводилось выявление всех факторов, оказывающих влияние на возникновение кавитации и особенности ее протекания. Второй этап посвящен аналитической оценке значимости факторов, а третий - направлен на минимизацию их количества за счет отсеивания несущественных и коррелирующихся факторов.
я?"
1700
ш
& 1,0
о §
с: й 5
,0,15 М
<*дрс9ыв»*<«скй* дар, доом
яюВваиой тоаюшостн жюас»
магнэтр^уцрмимсс*« способ юзйуяаюая «саебвдай
31Л47Л
1.4М
■медом* оДОею
¿^«пх^шуемии» устройетад» йронмми -ъяроерутм.
мры* Ввисрвде звмим ш а&лзучима мо0?*э1»«* а^ст**«** юаябвюй
гшивдатаиа»»*
]_I
деме««п »ивир» 12В с «сямацМ
р^етеб сбреб0-1«*
мямрйф» фпьцт иегдакм»« « ими»
юэдцйстке не **е*»«мвсм«1
а<0,5 МПа
0-0.5^-3,5 МПа
а>3,5 МПа
ПРОЧНОСТЬ ОБРАБАТЫВАЕМОГО КОЛЬМАТАНТА
__8~ 17 месяцев_
ПРАКТИКА МЕЖРЕМОНТНЫХ ПЕРИОДОВ
НЗгсда
более 3-х лег
Рис. 1. Распределение способов декольматажа призабойной зоны буровых скважин
по удельной энергоемкости
Условия образования в жидкости микрокаверн или пузырьков воздуха
Понижение давления
Повышение температуры
Кавитация "}-
Кипение
Гидродин, эмическая J Электроразрядная ..... '
[ Волнова! || Г азерная ) [ Комбинировг знная
Факторы, оказывающие влияние на возникновение кавитации
Свойства жидкости
-плотность -вязкость
-напряжение сдвига (СНС)
- наличие те. включений
- наличие растворенного
и нерастворенного воздуха
Параметры состояния жидкости
Параметры трубопровода и кавитатора
-скорость -давление
- температура
- пульсация
введение твердых частиц в поток жидкости
- введение в жцдюсть воздуха или газа
- изменение формы и размеров кавитатора
- поддержание оптимального противодавления в зоне кавитатора
Типы кавитационного течения
стационарное течение с оседлой каверной р=5-108
осциллирующая (пульсирующая) кавитация р=10-155
периодически срывная р>155
Разновидности кавитации
присоединенная, вихревая,
Показатели кавитации
газовая, парогазовая, много- и монополостная и др.
- амплитуда давления
- частота колебаний
- число кавитации
- интенсивность и скорость кавитационного износа
- температура жидкости
- отношение давлений
на выходе и входе в кавитатор Р^Л5,
Условные обозначения: р - угол раскрытия диффузора
кавитатора § - факторы, существенный образом интенсифицирующие процесс кавитации
Рис.2. Систематизация причин возникновения и особенностей развития кавитации
В результате анализа факторов было установлено, что количество подаваемой жидкости, форма и размеры кавитатора, включающие диаметр и длину критического сечения кавитатора, диаметр трубопровода на входе в кавитатор и выходе из него, а также угол раскрытия диффузора кавитатора, оказывают определяющее значение на возникновение и характер развития кавитации. В то же время они достаточно хорошо коррелируются с такими параметрами процесса кавитации как давление жидкости на входе в кавитатор р, и выходе из него р2. Следует отметить простоту регистрации последних с помощью стандартных манометров и датчиков давления, что значительно облегчает оперативное управление процессом кавитации.
Одним из основных исследуемых параметров кавитации являлось безразмерное "число кавитации" (К), имеющее тесную корреляционную связь с амплитудно-частотной характеристикой этого явления.
к = (1)
Р"о /2
где р0 - статическое давление невозмущенного потока, Н/м2; ри - давление насыщенного пара, Н/м2; р - плотность жидкости, кг/м3; г>0 - скорость невозмущенного потока жидкости, м/с.
Из (1) следует, что основными факторами, оказывающими влияние на число кавитации, являются давление и скорость движения жидкости в области образования и захлопывания навигационных пузырьков.
Несмотря на тесную корреляционную связь числа К с амплитудно-частотной характеристикой эффекта кавитации, установленную в результате исследований, использование его в качестве параметра оперативного управления эффектом кавитации представляется затруднительным из-за сложности измерения величин давления и скорости движения жидкости в условиях реальной скважины, то же касается непосредственного измерения частоты и амплитуды кавитационных колебаний давления жидкости.
С учетом изложенного обоснована целесообразность применения интегрального показателя - величины интенсивности кавитационного износа, характеризующего степень и характер разрушающего действия эффекта кавитации по отношению к различным материалам, а в качестве параметра оперативного управления эффектом кавитации - величины р2/р\, как наиболее простой для регистрации и регулирования и хорошо коррелирующей с интенсивностью кавитационного износа.
Результаты анализа энергетических и других особенностей явления кавитации показывают, что кавитация относится к группе умеренно-энергоемких способов декольматажа и ее целесообразно исследовать как альтернативу для устранения недостатков существующих способов повышения эффективности процессов освоения и восстановления фильтровой области гидрогеологических скважин.
Таким образом, предложенная систематизация способов декольматажа водозаборных скважин позволяет производить рациональный выбор вида воздействия на продуктивный пласт.
2. Натурные модели и методика исследований, обеспечивающие изучение закономерностей кольматажа и кавитационного декольматажа фильтровой области водозаборных скважин, регистрацию и обработку их параметров в режиме реального времени.
Кольматаж фильтровых зон гидрогеологических скважин существенно увеличивает сопротивление притоку жидкости к ним. Это вызывает значительные понижения динамических уровней в скважинах, что, в свою очередь, является причиной аэрации фильтров, особенно верхней их части. Поскольку кислород является активным окислителем, то его проникновение в прифильтровую зону вызывает существенное ускорение процессов кольматажа.
В предположении возможности проникновения кислорода в фильтровую зону скважин были проведены исследования закономерностей распространения аэрированной воды в пласте.
Рис. 3. Стенд, предназначенный для изучения процесса кольматажа водоносного горизонта окислами железа
Цель проведенных экспериментов заключалась в определении соотношений, характеризующих способность водоносного песка забирать и осаждать на себе кислород из аэрированной воды, фильтруемой через него. Отметим, что в современных экологических технологиях подземного обезжелезивания воды информация о подобных соотношениях, а главное - о многообразных закономерностях изменения рассматриваемых соотношений, позволяет прогнозировать объемы воды, которые следует закачивать в водоносный пласт, чтобы в последующем продолжительное время откачивать из продуктивного горизонта воду с уже пониженным содержанием растворенного двухвалентного железа.
Эксперименты по фильтрации аэрированной воды через песок проводились на горизонтальном стенде (рис. 3).
Аэрирование воды осуществлялось прокачкой воздуха через воду в напорном баке, подаваемого двухканальным микрокомпрессором А(}иАЕЬ Тур АИР 300 подачей 0,3 м3/с. Регистрация содержания кислорода осуществлялась с помощью рН-метра - иономера - БПК-термооксиметра «Эксперт-001-4.01» - отвечающего существующим государственным стандартам. С целью обеспечения достоверности, измерения проводились по методике работы с данным прибором.
Для установления возможности создания эффекта кавитации в условиях забоя реальной скважины и исследования степени ее разрушающего действия был создан специальной стенд (рис.4).
Рис. 4. Схема стенда, предназначенного для исследования разрушающего действия кавитации. 1 - насос НБ-3-160/63; 2 - герметичная кавитационная труба; 3 — всасывающий шланг; 4 - нагнетательный шланг; 5 - зумпф; 6 - манометры; 7 - дроссель-регулятор; 8 - съемный фланец с приспособлением для крепления исследуемых материалов и фильтров;
9 - кавитатор
Кавитационную трубу, имитирующую призабойной участок скважины, характеризуют ее основные конструктивные размеры: диаметр, длина и толщина стенок.
Давление на входе в кавитационную трубу, а, следовательно, и условие возникновения кавитации, регулировались сменными втулками, меняющими критические сечения кавитатора.
Диаметры втулок подбирались на основании расчетов таким образом, чтобы в сочетании с постоянным количеством воды, подаваемой погружным центробежным насосом, в критическом сечении кавитатора создавались скорости движения жидкости, обеспечивающие падение давления до величин, сопоставимых с давлением насыщенного пара, при котором происходит зарождение кавитационных пузырьков.
Корректировка значений р2 осуществлялась с помощью дроссельного крана, установленного на выходе из кавитатора. Указанные параметры устанавливались в начале эксперимента и не изменялись до его окончания.
Контроль давления осуществлялся манометрами, установленными соответственно на входе в кавитатор и на выходе из него.
В процессе эксперимента производился контроль изменения температуры промывочной жидкости.
Возникновение кавитации в трубе фиксировалось по характерному шуму - в виде легкого потрескивания, свидетельствующего о схлопывании кавитационных пузырьков, с одновременной регистрацией увеличения температуры жидкости. Уровень и характер кавитационного шума изменялся в зависимости от изменения давления (р2) на выходе из кавитационной трубы.
В качестве объектов испытаний применялись специально изготовленные сетчатые фильтры, оборудованные сеткой галунного плетения с размером ячейки 0,5 мм, искусственно закольматированные водным раствором бентонитовой глины.
Еще одним объектом исследования являлись асбестоцементные блоки с выбуренными цилиндрическими отверстиями, имитирующими стенки скважины. Подготовка блоков проводилась на вертикальном стенде кафедры разведочного бурения.
Интенсивность разрушения блоков и кольматанта, искусственно образованного на стенках фильтра, определялась визуально после окончания эксперимента и выражалась в процентном отношении поверхности образца, очищенной от кольматанта к общей поверхности образца, подвергаемой кавитационному износу.
Амплитудно-частотные параметры гидродинамических кавитационных колебаний жидкости в воде и породе изучались в процессе экспериментов, проводившихся на стенде, представленном на рис. 5 и 6.
Данный стенд позволяет:
- исследовать возможности погружных центробежных насосов при использовании их в качестве привода генераторов кавитационных колебаний жидкости;
- определять интенсивность затухания амплитуды и частоты кавитационных колебаний жидкости в воде и обводненной породе;
- наблюдать и регистрировать качественные и количественные параметры кавитационных колебаний жидкости и обрабатывать их с помощью ПК в режиме реального времени.
Управление интенсивностью кавитационных импульсов давления жидкости осуществлялось аналогично изложенному выше.
Рис.5. Схема стенда, предназначенного для исследования закономерностей распространения амплитудно-частотных характеристик кавитационных колебаний жидкости в воде и водоносном горизонте. 1,2,3,4,5,6,7,8- датчики давления жидкости; 9 - герметичная труба, заполненная водой и, частично, обводненным песком; 10-зумпф; 11 и 11а-соответственно, всасывающая и нагнетательная магистрали; 12 и 12а - соответственно, буровой
(плунжерный) и погружной (центробежный) насосы; 13- вода; 14 - обводненный песок; 15 - водопроницаемая ткань; 16 - дроссель, регулирующий давление жидкости в линии слива герметичной кавитационной трубы; 17 - кавитатор; 18 - предохраняющая сетка; 19 - манометры; 20 - осциллограф; 21 - измеритель частоты гидродинамических кавитационных колебаний жидкости; 22 - персональный компьютер, 23 - трехходовой кран; 24 - фильтр
Рис. 6. Стенд, предназначенный для исследования закономерностей распространения амплитудно-частотных характеристик кавитационных колебаний жидкости в воде и водоносном горизонте
Созданные натурные модели и разработанная методика исследований позволяют эффективно изучать закономерности процессов кольматажа и кавитационного декольматажа фильтровой области скважин.
3. Закономерности распространения кислорода в водоносном горизонте, позволяющие прогнозировать интенсивность и направление развития области кольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин
В процессе экспериментов, фильтрование аэрированной воды осуществлялось через песок, гранулометрический состав которого (рис. 7) согласно принятым в гидрогеологии классификациям позволяет отнести его к среднезернистым пескам. Изучение песка показало, что он являлся однородным; в его составе отсутствовали глинистые частицы.
Путем отбора проб через штуцера, расположенные на равных расстояниях по верхнему и нижнему краям трубы, регистрировалось изменение содержания кислорода в фильтруемой через песчаную загрузку воде.
100% • * ЧЖ
60% 40% 20% -
1,т 1Ш ^Н 0,94% 0,27% 022%
~ " "................Т-г
сМ,08 <1-0,1+0(08 а-0,25+0,1 «1-0,5+0,25 сИ+0,5 «1+1
Рис. 7. Дифференциальная гистограмма гранулометрического состава исследуемых песков
При наблюдавшихся градиентах давления коэффициенты фильтрации к изменялись в пределах 1,7... 1,73.
Результаты трех из многих серий проведенных опытов представлены на рис. 8, а, б, в. На них изображены распределения по длине трубы (горизонтальная ось) содержания кислорода, замеряемые в фильтрате (отложены по вертикали в каждой точке) по верхней и нижней сторонам трубы (соответственно сплошная и пунктирная линии соединяющие точки).
Полученные графики распределения растворенного кислорода по трубе наглядно свидетельствует о том, что концентрация кислорода в пробах, отбираемых по верхней стороне горизонтальной трубы выше, чем в пробах, отбираемых из нижних штуцеров. По показаниям прибора разница концентраций растворенного в воде 02 между ними в среднем устойчиво составляла 0,9... 1,0 мг/л. На основании этого можно заключить, что обогащенная воздухом вода стремится двигаться в трубе не по всей толще песка, а первую очередь вдоль верхней ее части. Очевидно, что в этих условиях фильтр водозаборной скважины при попадании в фильтровую зону кислорода в первую очередь кольматируется в верхней своей части.
Ниже представлены экспериментальные данные, позволяющие сделать другое важное заключение о том, что «зарядка» песка кислородом с помощью аэрированной воды протекает относительно медленно, а не мгновенно, как допускается в ряде математических моделей, т.е. для качественной хемособции кислорода на частицах песка требуется время, измеряемое сутками.
Различия между концентрациями кислорода в фильтрате на участке, где «зарядка» песка кислородом произошла, незначительны - в пределах 1___1,5 мг/л, при
этом процесс адсорбции песком растворенного в воде кислорода не прекращается даже на четвертые и пятые сутки фильтрования, хотя с меньшей интенсивностью.
555 \
4,23 <23
____
<01
■0,43
39,5 63 85 111 144 169 196,5 218 255, см
i разница концентраций --— отбор проб снюу - отбор проб сверху
0 39,5 63 85 111 144 169 190,5 219 255. см
ЯЯШШШ разница концентраций ----- отбор проб снизу
- отбор проб сверху
в, 24
0 39,5 63 65 111 144 169 190,5 219 255, см
Ж—В разница концентраций -----отбор проб снизу
- отбор проб сверху
Рис. 8. Изменения содержания кислорода (мг/л) вдоль фильтра. а, б, в- порядковые номера опытов
В целях изучения характера распространения по трубе области песка, «заряженного» кислородом, по мере закачки в трубу аэрированной воды, в фиксированных точках (в местах установки штуцеров) измерялась концентрация растворенного в воде кислорода. Результаты наблюдений воспроизведены на линейных гистограммах (рис. 9).
а)
1226
12.16
12.58 ' "1 3
■ 3.7« ■I 3.81 13,5$
шзм
иг/л
ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ КИСЛОРОДА У ПЕРВОГО КРАНА (39,5 см)
ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ КИСЛОРОДА У ВТОРОГО КРАНА (63 см)
108,7-!
1292
92,6
1,58
мг/п
Т-1-1-
0 12 3 4
ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ КИСЛОРОДА У ТРЕТЬЕГО КРАНА (85 см)
Рис. 9. Закономерности продвижения фронтов фильтрата и кислорода (мг/л)
На гистограммах видно, что непосредственно в момент прохождения через точку наблюдения (первый, второй или третий штуцер) фронта закачиваемой в трубу воды (определяется измерением объема воды, вытекающей из фильтра) повышение концентрации кислорода в точке наблюдения не отмечалось. Увеличение концентрации кислорода, растворенного в фильтруемой воде, не имеет четко выраженных границ.
Расчетная область распространения, подаваемой принудительно в трубу воды, по мере увеличения объема закачки постепенно становится больше области, занимаемой песком, насыщенным кислородом (рис. 10). Очевидно, что при поглощении продуктивным пластом аэрированной воды, подаваемой в пласт через скважину, распространение зоны насыщенного кислородом песка также существенно отстает от продвижения в пласте границы закачиваемой воды.
Движеом фронта
Рис. 10. Схема «отставания» фронта насыщенной кислородом воды от продвижения фронта закачиваемой воды
Поскольку отмеченное замедленное распространение зоны насыщенного кислородом песка в сравнении с распространением фильтруемой воды представляет несомненный практический интерес (в частности, для геотехнологических методов обезжелезивания воды), отмеченная закономерность потребовала дополнительного уточнения.
В результате обработки нескольких серий повторных экспериментов (по типу представленных на рис. 9) были определены закономерности, характеризующие отставание продвижения фронта насыщенной кислородом воды от фронта закачиваемой воды.
Рис. 11. Закономерность изменения доли "заряженного" кислородом песка по мере равномерного продвижения фронта закачиваемой воды (по длине I экспериментальной трубы)
Обработка экспериментальных данных позволяет представить результаты в относительных единицах - Д0Т1) , выражающих доли объема «заряженного» кислородом песка от общего объема воды, равномерно прошедшего через фильтрационную трубу стенда. Изменения величины Лоти по длине фильтрационной трубы, по мере удаления от точки входа, представлены на рис.11. Разница объемов закаченной воды и «заряженного» кислородом песка, в частности, соответствует объему воды, оставившей породе растворенный в ней кислород.
Из рис. 11 следует, что доля заряженной кислородом воды на различных расстояниях от точки закачки различна, она уменьшается в соответствии с зависимостью
А „ти = 0,001 М3 - 0,0201 Ъ2 + 0,035Ы + 0,984. (2)
Отложение кольматирующих веществ на фильтре водозаборной скважины при насыщении фильтровой зоны кислородом более интенсивно происходит в верхней части фильтра. Происходит это потому, что концентрация кислорода при распространении по продуктивному горизонту воды, обогащенной воздухом, распределяется не равномерно по толще пласта - она выше в верхней его части.
Эксперименты показывают, что процесс хемосорбции на частицах песка кислорода, попадающего в пласт вместе с аэрированной водой, протекает во времени относительно медленно, а вовсе не мгновенно, что принято использующимися методиками расчета данного процесса.
4. Критерий управления (р2/рд процессом кавитационного декольматажа скважин и зависимости скорости износа породы, глинистого кольматанта и изменения температуры жидкости от величины указанного критерия, применение которых позволяет оптимизировать процесс разрушения кольматанта, концентрирующегося в фильтровой области водозаборных скважин
В ходе экспериментов последовательно решались задачи, заключающиеся в исследовании влияния критерия управления р2/р\ на скорость кавитационного износа твердого материала и глинистого кольматанта, а также температуру жидкости.
Исследование зависимости скорости кавитационного износа твердого материала и глинистого кольматанта от критерия управления р2/р/ осуществлялось, соответственно, с использованием асбестоцементных блоков и двух сетчатых фильтров, имеющих следующие размеры: наружный диаметр D =160 мм, внутренний диаметр d =120 мм, длина L=1400 мм, максимальный размер ячейки сетки галунного плетения 0,5 мм.
Размеры, исследуемых блоков и фильтров, позволяли закреплять их внутри герметичной кавитационной трубы. Кавитационная труба была оборудована креплениями для размещения внутри нее кавитатора и снабжена дросселем, позволяющим регулировать избыточное давление в ней.
С целью имитации условий, имеющих место в забойной части буровой скважины, внешняя поверхность сетки фильтров покрывалась густым водным раствором бентонитовой глины, применяющейся для приготовления бурового раствора и являющейся основным материалом кольматанта, образующегося в процессе бурения на стенках скважины. Глина наносилась плотным слоем, толщиной 4...5 мм, проникая в отверстия фильтровой сетки и плотно ее закупоривая.
Исследование величины износа блоков и фильтров осуществлялось посредством их обработки потоком промывочной жидкости в кавитационной трубе (см. рис. 4). Обработка фильтров и блоков проводилась поочередно в кавитацион-ном и бескавитационном режимах. Кавитационный режим достигался посредством изменения параметра p/pi, а бескавитационный - удалением кавитатора из технологической цепи.
Перед началом эксперимента с использованием формул (3) и (4) определялись конструктивные параметры кавитатора.
где икр и ид - скорости движения жидкости, соответственно в критическом и
диффузорном сечениях кавитатора; () - количество промывочной жидкости; ц - коэффициент расхода трубки Вентури;
(3)
(4)
. и ^ - площадь, соответственно, критического и диффузорного сечений кавитатора;
г = рг/р\ - параметр кавитации.
Количество промывочной жидкости, величины р2/р\ и продолжительность эксперимента устанавливались в соответствии с планом эксперимента. В начале каждого эксперимента с помощью дросселя, установленного на выходе из кавитацион-ной трубы, осуществлялся плавный выход на величину соотношения р2/р\, установленную для данного эксперимента. Диапазон изменения величины р2/р\ в различных экспериментах изменялся в пределах от 0,1 до 0,6 с шагом, равным 0,1. В дальнейшем до полного окончания эксперимента все параметры оставались неизменными.
В ходе эксперимента контролировались следующие параметры:
- давление на входе в кавитатор,/»/;
- давление на выходе из кавитатора (давление в кавитационной трубе), р3\
- отношение р/р/.
После окончания экспериментов производились замеры внутреннего диаметра блока, толщины глинистой корки и температуры жидкости. Степень разброса измеренных значений определялась с помощью расчета дисперсии и среднеквадратичного отклонения. Оценка разнородности полученных величин, проводившаяся посредством расчета коэффициента вариации (менее 25 %), показала, что все статистические данные, полученные в результате экспериментов, подчиняются нормальному закону распределения.
Результаты экспериментов и их статистической обработки представлены в табл. 1.
На основании полученных экспериментальных данных, результаты статистической обработки которых представлены в таблице 1, построены зависимости изменения скорости кавитационного износа асбестоцеметного блока, глинистого кольма-танта и температуры жидкости от величины критерия управления р/р1.
Влияние параметра р2/рх на величину кавитационного износа блока, глинистого кольматанта и температуру жидкости определялось при следующих исходных условиях:
0=160 дм/мин; р1=2,4 МПа; р2=(0,24...1,64) МПа; с/»х=38 мм; с4р=6 мм; /кр=12 мм; с/вых=60 мм; >9=20; ¿,„о6р=112 мм; Т=20 мин; /°С=9.
Из зависимостей, представленных на рис. 12 следует, что скорости кавитационного износа материала блока и глинистого кольматанта достигают максимальных величин в диапазоне значений критерия управления р2/р\ соответствующем величинам от 0,2 до 0,4.
Исследование внешнего вида фильтров и блоков, полученного в результате их обработки потоком жидкости в кавитационном и бескавитационном режимах, показало, что после обработки фильтров в бескавитационном режиме толщина глинистой корки осталась прежней. При обработке в кавитационном режиме (р2/р\ ~ 0,3) в течение 20 минут фильтр полностью очистился от глинистой корки. Максимальный износ поверхности материала блоков также наблюдался при значениир2/рх=0,3.
Таблица 1. Результаты измерений скорости кавитационного износа асбестоце-ментного блока, глинистой корки и изменений температуры рабочей жидкости
Значения параметра р2/р\ 0,1 0,2 |0,3 0,4 0,5 0,6
Статистика измерений скорости износа блока по его внутреннему диаметру
Среднее значение скорости износа асбестоцементного блока 0,05 0,24 0,31 0,26 0,07 0,04
Стандартная ошибка 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01
Медиана 0,06 0,25 0,32 0,26 0,08 0,04
Стандартное отклонение 0,01 0,03 0,03 0,04 0,02 0,02
Интервал 0,04 0,09 0,09 0,12 0,06 0,06
Минимум 0,03 0,20 0,26 0,19 0,03 0,01
Максимум 0,07 0,29 0,35 0,31 0,09 0,07
Счет 8 8 8 8 8 8
Уровень надежности (85 %) 0,01 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01
Статистика измерений скорости износа глинистой корки
Среднее значение скорости износа глинистой корки 0,08 0,27 0,35 0,29 0,15 0,10
Стандартная ошибка 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01
Медиана 0,08 0,27 0,35 0,27 0,15 0,10
Стандартное отклонение 0,02 0,04 0,05 0,05 0,03 0,03
Интервал 0,06 0,13 0,12 0,13 0,08 0,09
Минимум 0,04 0,19 0,29 0,24 0,10 0,07
Максимум 0,07 0,29 0,35 0,31 0,09 0,07
Счет 8 8 8 8 8 8
Уровень надежности (85 %) 0,01 0,02 0,03 0,03 0,02 0,02
Температура жидкости 1, °С И 14,5 16 15 13 12
Зависимость изменения температуры жидкости от величины соотношения рг/р\ (рис. 13) показывает, что в области оптимальных значений р2/р\ , находящихся в диапазоне 0,2 - 0,4, наблюдается повышение температуры жидкости на 5 - 7°С.
Ряды данных, представленные на рисунках 11-13, апроксимируются уравнениями кубической регрессии (5-7).
V«™»-0.0124^| -0,1685^ +0,6434^-0.4467' (5)
/„ „„„ = 0,0109^—| - + 0,5972^—| - 0,3833 ' ^
г°С = 0,1806^| - 2,5476^| +10,272^| + 3 ■ (7)
а)
-----Величина сюросш «носа 6««. им
б)
........- Величина скорости износе гшкисюи шрки. им
— пвтмомшмдоаппроюшэцтсю!^^
Рис.12. Закономерности изменения скорости износа гипсобетонного блока (а) и глинистой корки (б) от параметра ргфх
Коэффициент корреляции между уравнением скорости износа блока (5) и закономерностью изменений температуры рабочей жидкости (7) в зависимости от параметра р2/Р\ составляет /?=0,9546.
На основании анализа полученных закономерностей сделан вывод о том, что скорость кавитационного износа различных материалов достигает максимальной величины в диапазоне соотношения критерия управления рг1рх соответствующем значениям от 0,2 до 0,4.
——- -—• Величина температуры жидаости - Полиноюгалькая аппроксимация изменений температуры
Рис. 13. Общий вид зависимости изменения температуры жидкости от параметра р^р:
5. Закономерности распространения частоты и амплитуды гидродинамических кавитационных колебаний жидкости в водоносном горизонте, подтверждающие гипотезу об избирательном действии ее силовых импульсов на коль-матант, образующийся в фильтровой области гидрогеологических скважин.
В соответствии с гипотезой о критических взаимных смещениях частиц, можно предполагать, что основной причиной нарушения структуры несвязных пород являются взаимные смещения частиц грунта, например, при импульсных воздействиях.
Взаимные смещения частиц при действии ударных волн определяются изменением напряжений в скелете грунта по сравнению с напряжениями от собственной массы грунта. С целью характеристики изменений напряжений в скелете грунта вводится соотношение
Ь = а(Рт1Х)/о(угр), (8)
где Д - отношение напряжений;
ст(ртах) - максимальные давления ударной волны, передающиеся на скелет грунту;
ст (у^) - напряжения от собственного веса породы.
С увеличением относительных напряжений в грунте Д - величина взаимных смещений частиц за время действия силового импульса увеличивается. Введение критического значения безразмерного напряжения Дм при котором происходит
смещение частиц, вызывающее полное нарушение структуры породы, позволяет определить контуры области разжижения несвязной горной породы, выделяя ее условием Л 5 Ак.
Сжимающие напряжения а(ртгх) в скелете породы в результате действия ударного импульса определяются сжатием несвязной горной породы, как трехкомпо-нентной среды. Характер процесса сжатия водонасыщенных пород в значительной мере определяется продолжительностью действия ударных импульсов и водопроницаемостью горных пород.
Длительность действия импульсов в зависимости от их мощности и расстояний до источника изменяется от миллисекунд до нескольких десятых долей секунды. В сравнительно маловодопроницаемых водонасыщенных песчаных породах, за этот весьма малый промежуток времени, за исключением области примыкающей к газовой полости, не может произойти существенного отжатая воды из пор породы. Для этих условий можно считать, что сжатие грунта за период действия импульсивных воздействий определяется в основном объемной сжимаемостью трехкомпонентной среды (вода, газовые пузырьки, твердые частицы) и деформируемостью скелета грунта. Таким образом, сжатие сравнительно маловодопроницаемых грунтов при достаточно кратковременных импульсных ударных воздействиях происходит в условиях, близких к сжатию грунтов в так называемой закрытой системе - без оттока воды из образца.
Общее изменение объема элемента грунта А¥ при всестороннем сжатии складывается из изменений объемов его компонентов (воды, твердого компонента и газа соответственно), т.е.
АУ = АУ,+АУГ+АУТ. (9)
В большом диапазоне нагрузок сжатие воды, и тем более, минеральных частиц линейно зависит от давления и представляется в виде
= Р .рК;
(10)
К
где V, и Ут - первоначальные объемы воды и твердых (минеральных) частиц; АУ„ и АУТ - изменения объемов твердой и жидкой составляющих среды; £в и Ет -модули объемной упругости воды и твердых частиц; р - дополнительное избыточное давление в воде, окружающей твердые частицы;
Р„, Рт - коэффициенты, объемного сжатия характеризующие сжимаемость компонентов (воды и твердого вещества).
На небольшом расстоянии от источника импульсного воздействия в водонасы-щенной горной породе сжимаемость газа рассматривается в предположении изотермического режима. Растворимостью газа в воде за короткий (миллисекундный) период действия ударной волны пренебрегают, так как для растворения пузырька газа, находящегося в порах мелкозернистого песка (диаметр пузырька 0,01 мм) требуются десятки и даже сотни секунд. В этих условиях изменение объема газа
Д ¥г=-£—Гг, (11)
Ро + Р
где К - объем защемленного газа;
р0 - первоначальное давление в поровой воде. р - приращение давления в поровой воде.
Подстановка (10) и (11) в уравнение (9) и переход к объемной деформации, дают
Ч = Р.РЯо+РтР,яо + Р До. (12)
Ро + Р
где п0, т0,50 - относительные (приведенные к единичному объему) содержания воды, твердой и газовой среды.
В условиях неразрывности, при отсутствии оттока воды, суммарная объемная деформация трех компонент среды должна соответствовать объемной деформации скелета горной породы, т.е.
(13)
В свою очередь объемная деформация скелета за счет изменения объема пор
(14)
где во - начальный коэффициент пористости;
е(о) - коэффициент пористости при сжимающих напряжениях (о) в скелете горной породы.
Учитывая, что часть внешней нагрузки д передается на поровую воду - р, а
часть на скелет горной породы а, из условия равновесия следует:
<7 = 0 + р. (15)
В результате из системы уравнений (12) - (15), получается уравнение сжатия элемента горной породы применительно к закрытой системе (без оттока жидкости)
1+е0 Ро+Я-а
Уравнение (12) получено в предположении мгновенной деформируемости всех компонент и самого скелета горной породы. Не учитываются вязкие свойства пород, влияние которых на быстропротекающие импульсные процессы может оказаться значительным. Решение уравнения (16) определяется после предварительного принятия вида зависимости е(ст). Чаще всего ее принимают в виде спрямленной компрессионной зависимости е(о)= -аа + е0.С учетом (14)
8в=«у/С1 + е0; = Рс,а, (17)
где Рс = —---коэффициент объемной деформации скелета.
1 + е0
В результате подстановки (17) в уравнение (16) получается
+ (РоЯ + Я2 +4*0=0
где Рт, = Ртто+ РвИ0 •
(18)
В частном случае при отсутствии газа (^1=0), зависимость (16) преобразуется в известное уравнение
о = Мо+Мо {19)
рт/я0+р,я0+рс.
Однако, входящую в выражение (19) объемную сжимаемость еи скелета несвязных грунтов из (17) определяют в результате испытаний сухих грунтов. Характер связи объемной деформации песков еск с напряжениями а, возникающими в во-донасыщенных песках с различным содержанием газовой составляющей , отличается от линейной. В обобщенном виде <т = /(еС1С) с различным содержанием газовой составляющей 50| < < < представляется в виде характерных графиков
изображенных на рис. 14.
Для практических расчетов зон разжижения, т.е. в пределах относительно малых давлений, указанные графики ог(б) аппроксимированы А.П. Круговым зависимостью вида:
е™ = ~Т- (20
ст + о
С учетом (20) зависимость (16), в отличие от (19), приобретает другой вид
аа
о + Ь \ р0+Я-о
Сравнение уравнений (19) и (21) показывает, что в зависимости от величин сжимаемости компонентов рт, рв и скелета грунта (ÎCK имеет место различное распределение давлений между скелетом грунта ст и поровой водой р.
а, МПа
76 ■ 5 -4 -
3 -
г-
1 -
/7
0,01
0,03
Рис. 14. Кривые динамического сжатия песчаных маловлажных грунтов, ^ <50г <50) <ЛЙ4
Объемная сжимаемость минеральных частиц на порядок меньше сжимаемости воды и поэтому роль их сжимаемости в распределении нагрузок между скелетом грунта и поровой водой незначительна и может не учитываться.
Сжимаемость воды с небольшим содержанием пузырьков газа (^о^О) меньше сжимаемости скелета породы, поэтому малая сжимаемость водонасыщенного песка без отжатая воды из пор определяется в основном малой сжимаемостью поровой воды. В этих условиях большая часть давления ц воспринимается поровой водой.
В полностью водонасьпценных породах существенная передача нагрузки на скелет и кольматант возможна только в плотных малосжимаемых грунтах, т.е. при малой величине а - коэффициента уплотнения, или рск. Например, в полностью во-донасыщенном плотном песке (х0=0) с пористостью я0=0,4 (шо=0,6; ео=0,67) и коэффициентом уплотнения д=10"2 МПа"1 учет объемной сжимаемости воды (103 МПа"1) и минеральных частиц (10"4 МПа'1) по зависимости (12) приводит к передаче нагрузки на скелет грунта <т=0,07^, т.е. остальная, большая часть нагрузки д воспринимается поровой водой.
'< | -, I M И г ÎJ
< ^ | ! д/5 ^j v )
-
Записи сигналов давления со 2-го датчика, расположенного в воде (/ = 0,34 м)
Записи сигналов давления с 3-го датчика, расположенного в обводненном песке (/ = 0,51 м)
-Г ^
Записи сигналов давления с 4-го датчика, расположенного в обводненном леске (/-0,66 м)
Записи сигналов давления с 5-го датчика, расположенного в обводненном песке (/ = 0,85 м)
б)
! 2
г—— I
¡Œ
m и I
—|
1
в : i ....... j
[S !
i 1 I 0,9
| 0.Î--
i0,7 в од-j-
I W--I M
| 0,3 j-
I 0,2-1 0,1 - ■
\
вода
ч \
V
Ч \
_l-1—
3 4
-водонасыщенная порода
5 в
Расположение
-1 - -ц.
7 8
датчиков по длим трубы
вода-
Относительная амплитуда по воде Относительная частота по породе Относительная частота по воде
Относительная амплитуда по породе - Экспоненциальная аппроксимация (амплитуда по породе)
Рис. 15. Характер и зависимость изменения амплитуды и частоты кавитаци-онных колебаний жидкости от расстояния и характера среды
В результате можно сделать следующие выводы:
- так как с увеличением содержания газообразной составляющей сжимаемость поровой воды с газом увеличивается, в этих условиях сжимаемость водонасыщен-ного грунта в большей мере начинает определяться объемной деформируемостью скелета грунта. Это приводит к увеличению напряжений, передаваемых на скелет грунта, и, соответственно, уменьшению давлений, воспринимаемых поровой водой;
- использование компрессионных кривых еск=е(а) открывает путь прогнозирования границ зоны разрушения структуры кольматанта в результате внешних воздействий, основываясь на совместном рассмотрении условий разрушения структуры кольматанта и возникающего напряженного состояния в водонасыщенном песке, объединяющего свойства твердой, жидкой и газообразной сред. В качестве условия разрушения структуры следует применять зависимость (8), а напряжения в скелете несвязной породы определять по уравнению (16) или, в простейших случаях из зависимостей (19) и (21), где всестороннее давление q можно принимать равным максимальному давлению на фронте ударного импульса р.
Закономерности изменения амплитудно-частотных характеристик гидродинамических кавитационных колебаний в чистой воде и водонасыщенной горной породе изучались экспериментально на стенде (см. рис. 5,6).
Записи сигналов (рис. 15, я), регистрируемых угольными датчиками давления, осуществлялись на различном удалении от кавитатора. Размещенные равномерно датчики 1, 3, 7 и 8 располагались в чистой воде, а датчики 4, 5,6 и 7 находились в мешке из водопроницаемой ткани, наполненном водонасыщенным песком. Между мешком и внутренней поверхностью стенда был оставлен зазор, который имитировал затрубное пространство фильтра и позволял дать оценку тому, как поле кавитационных колебаний будет распространяться в условиях малых зазоров.
На рисунке 15, а верхние диаграммы соответствуют записям с большей скоростью «протяжки». Термин «протяжка» применяется условно, так как регистрация сигналов осуществлялась через АЦП с выводом результатов на монитор компьютера. Результаты обработки сигналов представлены на рис.15, б, где по горизонтальной оси (в направлении оси трубы) задается расстояние от кавитатора.
Графики свидетельствуют:
1) о незначительном затухании в чистой воде амплитуды гидродинамических колебаний Дротн = и их частоты /отн = — по мере удаления от кавитатора
¿Pi А
(/ - записи с г-того датчика), в том числе при прохождении малых зазоров (за мешком - датчики 7 и 8); при этом, в интервале установки датчиков в чистой воде уменьшение амплитуды характеризует линейная регрессии вида
Дроти = -О,0433 -L + О,9442, (22а)
а затухание частоты зависимость
/отн = -0,0187 L + 1,0269; (226)
2) о существенном затухании амплитуды Др01Н и частоты /отн в водонасыщенном песке, что подтверждает предположение о перераспределении долей погло-
щаемой энергии от воды к частицам горной породы. Полученные данные по уменьшениям амплитуд колебаний хорошо сглаживаются полиномиальной регрессией 3-й степени (только на участке водонасыщенного песка)
Аротн = -0,0073 I3 + 0,0695-I2 - 0,3022 I + 1,375. (23 а)
Затухание частоты по интервалу водонасыщенного песка характеризует зависимость
/этн=16,47е-0788", (23 6)
где к= - 0,7883 - коэффициент затухания частоты.
В водонасыщенной горной породе энергия кавитационных импульсов перестает распространяться на существенные расстояния, как это происходит в воде. Энергия поглощается горной породой и расходуется на переукладку частиц. С учетом незначительных размеров зон кольматации можно сделать заключение об избирательном воздействии кавитации именно на данную зону, так как большая часть энергии, создаваемой кавитационными импульсами, поглощается именно в зоне кольматации.
Применением кавитации достигается избирательное воздействие ее силовых импульсов на кольматант. Незначительное увеличение содержания нерастворенной газовой составляющей в воде в ходе проведения кавитационного декольматажа является фактором, обусловливающим перераспределение силового воздействия импульсов кавитации в водонасыщенной несвязной горной породе от ее жидкой фазы к твердой фазе. При этом большая часть энергии импульсов не рассеивается в жидкой среде продуктивного пласта (на значительных расстояниях), а поглощается вблизи фильтра. Поглощение энергии осуществляется путем возникновения движения на контакте частиц кольматанта и горных пород.
6. Конструкция автоматической кавитационной установки и технологическая схема для оперативной гидродинамической обработки водоносного горизонта в процессе его освоения и эксплуатации, обеспечивающие высокую степень проницаемости фильтровой области, увеличение срока службы скважин и уменьшение себестоимости работ по регенерации скважин за счет сокращения длительности межремонтных периодов и исключения необходимости демонтажа-монтажа насосного оборудования.
Одной из важных задач настоящих исследований являлся подбор критерия, позволяющего автоматически определять момент начала обработки скважины кавита-ционным методом. С учетом того, что состояние любой скважины можно оценивать по сопротивлению ее фильтровой зоны, проанализированы различные характеристики этих сопротивлений, а также способы их проявления и места локализации. Если делить область фильтрационного притока к скважине на кольцевые зоны с равными условиями фильтрации, то сопротивления могут характеризоваться суммой коэффициентов сопротивления фильтрации через весь пласт.(см,~рис. 16)
ги *т/Г!АН
Ж 1»К
1п {гт ), несовершенства скважины и ее кольматажа ¡;к, имеющих место в
трех зонах: 1) зоне ненарушенной пластовой фильтрации; 2) зоне деформации потока; 3) в зоне кольматажа из-за ухудшения проницаемости.
Задача по определению реальной величины коэффициента общего сопротивления осложняется взаимным влиянием степени кольматажа и скорости фильтрации.
1 V V V
- - 1 *- Зона пластовой фильтрации
* * / <— ^ ! - I Зана «-Ч^Зона <-у 4—Оитштщии ............/ ^вФ*Чтя*ии ^
гт
\ {4-
Рис. 16. Схема фильтрации жидкости к скважине
В результате сделан вывод о невозможности непосредственного применения в системе автоматического управления коэффициента дополнительных сопротивлений £ из формулы Дюпюи вида: £> = 2лЬя5/[/и(г11л /гсы) + £о6щ ] Коэффициент £ в
данной формуле является расчетным, носит не прикладной, а теоретический характер, непосредственно не измеряется.
Тем не менее, с учетом того, что формула Дюпюи является аналогией формулы 5 1/
Ома из электротехники —32---, любые сопротивления призабойной зоны, в том
^скв ^
числе дополнительные из-за несовершенства скважины (см. рис. 16), с учетом принципа суперпозиции = йфняЬ1рац + /?доп, характеризуются соотношениями:
т"ущ = —+ —522-, где 5текущ, 5нач, 5Д0П - понижения (соответственно текущие,
бтисущ б„ач Ав
начальные и дополнительные) и <2текущ, ()тч, А() - расходы (текущие, начальные, их
5 5
изменения). Определяя дополнительные сопротивления как /?доп =—--
ж^текущ ^нач
приходим к заключению, что контроль текущих понижений и расходов, расчет их
отношения и последующее сравнение этих величин с хранящимися в памяти начальными значениями, обеспечивают достаточную достоверность информации, позволяющую автоматической системе сделать вывод о своевременности кавитацион-ной обработки скважины.
зксалуаяациотшя каяттв
1 - погружной насос;
2 • водоподъемная колонна;
3 - обводная трубка;
4 - хгектрогидравли чеекий
5 • гидравлический
ипучатель (кавитатор);
6 -уровнемер;
7 - расходомер;
Я - &шк сравнения;
9 • мдвтчик динамического уровня;
10 • шдатчик расхода;
11 - исполнительное реле
Рис. 17. Система автоматического контроля и восстановления дебита гидрологических скважин с помощью кавитации
Существенное снижение себестоимости ремонта водозаборных скважин может быть достигнуто за счет исключения необходимости подъема погружного насоса и колонн водоподъемных труб.
Предлагается система автоматического восстановления дебита водозаборных скважин, позволяющая определять кольматаж на ее начальных стадиях по изменению динамического уровня или расхода.
Отличие предлагаемой системы заключается в том, что восстановление водопроницаемости пласта и фильтра осуществляется без извлечения водоподъемной колонны с погружным насосом из скважины. Декольматаж производится с помощью гидравлического излучателя (кавитатора), создающего колебания давления, которые являются кавитационными. Частота кавитационных колебаний определяется динамическими характеристиками трубопровода за трубкой Вентури, а сам излучатель 5 установлен в фильтре и соединен с водоподъемной колонной 2, обводной трубкой 3 через электрогидравлический клапан 4 (рис.17).
В рассматриваемой системе, когда в процессе эксплуатации скважины наступает кольматационный режим, происходит изменение динамического уровня Ия или расхода (). Сигналы об этих величинах, вырабатываемые емкостным уровнемером б - % и расходомером 7 - <рд, постоянно поступают на входы блока сравнения (порогового устройства) 8, в котором предварительно заданы допустимые диапазоны снижения динамического уровня и расхода откачиваемой жидкости, определяемые соответственно задатчиками динамического уровня 9 и расхода -10. При достижении критического порога одного из указанных контролируемых параметров йд или Q на выходе блока сравнения появляется сигнал, активизирующий программируемое исполнительное реле 11, которое откроет электрогидравлический клапан 4 на заданное определенное время (отключившись от блока сравнения 8). По обводной трубке 3 через открытый клапан -4 часть потока откачиваемой жидкости приводит в действие кавитатор 5. Начинается процесс декольматажа скважины. Через заданный определенный промежуток времени (определяемый опытным путем) исполнительное реле 11 закрывает клапан 4, прекращая декольматаж. Через 10 мин. исполнительное реле вновь подключится к выходу блока сравнения. И если гидравлическая ситуация не изменилась, то исполнительное реле И вновь откроет клапан 4 активируя работу кавитатора. Этот процесс повторяется до тех пор, пока на выходе блока сравнения 8 не исчезнет сигнал, что будет свидетельствовать о восстановлении параметров фильтрационных характеристик до номинальных значений.
Таким образом, автоматическая кавитационная установка, оперативно реагирующая на появление кольматанта, снижающего пропускную способность фильтровой области, обеспечивает максимальную реализацию технико-экономического потенциала технологии кавитационного декольматажа гидрогеологических скважин.
Основные выводы и рекомендации
1. Выявлена закономерность изменения удельной энергоемкости способов декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин, при обработке кольматанта различной плотности, установлены рациональные области и условия их
применения. Выявлены преимущества гидродинамической кавитации, заключающиеся в возможности предотвращения кольматажа и исключающие необходимость привлечения дополнительного оборудования и персонала.
2. Выявлены закономерности кольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин равновесно-неустойчивыми веществами, содержащимися в подземной воде, при движении ее к скважине. В результате анализа закономерностей кольматажа призабойных зон скважин, установлено, что взаимное влияние процессов кольматажа породы и деформации фильтрационного потока приводит к появлению дополнительных гидравлических сопротивлений, т. е. ^ > ¡^^ •
3. Разработана методика и экспериментальная база для проведения исследований эффекта кавитации в условиях максимально приближенных к условиям забоя скважины, а также обоснована целесообразность их использования в научно-исследовательских и учебных целях при подготовке студентов.
4. Экспериментально определена взаимосвязь интенсивности кавитационного разрушения и температуры жидкости с предложенным критерием управления (рг/р\), оптимизирующим эффективность кавитационного разрушения кольматанта.
5. Экспериментально установлены радиусы и закономерности уменьшения (снижения) эффективного кавитационного воздействия на кольматант различного происхождения.
6. Сделан вывод о том, что кавитация, являясь источником насыщения жидкости газовой составляющей, изменяет направление действия гидродинамических импульсов от поровой воды к скелету горной породы и кольматанту, что способствует лучшему разрушению их связей.
7. Разработаны эффективная технология и технические средства кавитационного декольматажа фильтровой области, обеспечивающие долгосрочную работу гидрогеологических скважин за счет предупреждения процесса накопления и упрочнения кольматанта и исключения операции демонтажа-монтажа водоподъемного оборудования.
8. Обоснована перспективность использования автоматической системы управления, поддерживающей оптимальную проницаемость призабойной зоны скважины за счет использования разработанного критерия оптимизирующего процесс разрушения кольматанта.
9. Предложен алгоритм работы автоматической системы управления, основанный на учете показателя удельного понижения, являющегося обобщенной характеристикой проницаемости призабойной зоны скважины.
10. Ожидаемый годовой экономический эффект от использования разработанной технологии и технических средств кавитационного декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин составит более 600 млн. рублей.
11. Целесообразно продолжить исследования особенностей использования технологии кавитационного декольматажа фильтровой области геотехнологических и нефтегазовых скважин в процессе их освоения и эксплуатации.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
- монография:
1. Сердюк Н.И. Кавитационные способы декольматажа фильтровой области буровых скважин. - М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2004. -176 с.
- брошюры:
2. Сердюк Н.И. Исследование причин снижения производительности водозаборных скважин. - М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2004. - 70 с.
3. Сердюк Н.И. Исследование разрушающего действия кавитации с целью ее использования при освоении и эксплуатации водозаборных скважин. - М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2004. - 76 с.
4. Сердюк Н.И. Сравнительная оценка технико-экономической эффективности технологий восстановления производительности буровых скважин. - М.: МГТРУ, 2005. - 38с.
5. Сердюк Н.И. Перспективы использования эффекта кавитации для повышения эффективности буровых технологических процессов. -М.: МГТРУ, 2005. - 26 с.
6. Сердюк Н.И., Припоров И.М. Расчет водоподъемных установок, используемых при освоении напорных и безнапорных водоносных горизонтов // Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию. -М.: МГГРУ, 2003. - 34 с.
7. Сердюк Н.И., Кравченко А.Е., Куликов В.В. Технология проектирования разведочно-эксплуатационных скважин на воду // Учебное пособие по курсовому проектированию. - М.: МГГРУ, 2003. - 64 с.
8. Сердюк Н.И. Проектирование скважин различного назначения // Учебное пособие к курсовому проектированию. -М.: МГГРУ, 2004. - 85 с.
- статьи и тезисы докладов:
9. Ганин И.П., Сердюк Н.И. Кавитация и возможности ее применения в горном деле и геологоразведке // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. - 1996. №3. -С. 121-124.
10. Гуляк C.B., Осика И.В., Сауков И.В., Сердюк Н.И., Шибанов Б.В. Оптимизация процессов при комплексном водоснабжении объектов // Автоматизация и современные технологии. -2005, №1. - С. 41-43.
11. Гуляк C.B., Осика И.В., Сауков И.В., Сердюк Н.И., Шибанов Б.В. Проблемы качества поверхностных вод и механизмы экологического контроля // Экологические приборы и системы. -2005, №4. - С. 24-26.
12. Кравченко А.Е., Сердюк Н.И, Минаков С.И., Шибанов Б.В. Особенности применения гидроэлеваторов для подъема жидкости // Материалы VI Международной конференции:Новые идеи в науках о Земле. Том 4. -М.: МГТРУ, 2003. - С. 18.
13. Куликов В.В., Минаков С.И., Сердюк Н.И., Шибанов Б.В. Применение ка-витационной эрозии при бурении скважин // Известия ВУЗов. Геология и разведка. -2004.№4.-С. 54-56.
14. Куранов Д.В., Минаков С.И., Сердюк Н.И, Гуляк С.В., Митровка В.М. Способы бурения инженерно-геологических скважин // Материалы IV Международной научно-практической конференции: Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых. Ч 1. -М.: МГТРУ, 2004. - С. 52.
15. Манчуков В.Г., Сердюк Н.И, Шибанов Б.В., Ганин И.П. Перспективы применения современных технологий горизонтального направляемого бурения в РФ // Материалы IV Международной научно-практической конференции: Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых. Ч 1. -М.: МГТРУ, 2004.-С. 53.
16. Минаков С.И., Сердюк Н.И, Шибанов Б.В. Применение импульсно-депрес-сионных воздействий с целью восстановления дебита водозаборных скважин // Материалы VI Международной конференции: Новые идеи в науках о Земле. Том 4. -М.: МГГРУ, 2003.-С. 19.
17. Сауков И.В., Сердюк Н.И. Обоснование эффективных методов раскольма-тации водозаборных горизонтов // Материалы VII Международной научно-практической конференции: Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых. -М.: МГГРУ, 2005. - С. 293.
18. Сердюк Н.И Особенности развития буровых технологий в современных условиях. // Научный вестник. НТЖ Национального горного университета. -Днепропетровск, 2004. №5. -С. 91-92.
19. Сердюк Н.И. Влияние газовой составляющей на характер действия ударной гидродинамической волны / Горный информационно-аналитический бюллетень. -Деп. в МГТУ. -20.01.05, №388/03-05. -6 с.
20. Сердюк Н.И. Комплексные технологические системы: теория и особенности ее применения в учебной, научной и производственной деятельности специалиста-буровика // Материалы IV Международной научно-практической конференции: Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых. Ч 1. -М.: МГГРУ, 2004. - С. 49.
21. Сердюк Н.И. Оптимизация работы фильтровой области продуктивных горизонтов буровых скважин / Горный информационно-аналитический бюллетень. -Деп. в МГГУ. -20.01.05, №391/03-05. -4 с.
22. Сердюк Н.И. Оптимизация процесса эксплуатации водозаборных скважин // Экологические приборы и системы. -2005. №3. -С. 8-11.
23. Сердюк Н.И. Повышение эффективности буровых технологических процессов за счет использования эффекта кавитации / Горный информационно-аналитический бюллетень. -Деп. в МГГУ. -20.01.05, №390/03-05. -10 с.
24. Сердюк Н.И. Применение управляющих вычислительных комплексов в бурении. Конференция аспирантов и студентов, Краков, 1988г. -С. 38.
25. Сердюк Н.И. Совершенствование технологий сооружения и эксплуатации скважин на жидкие полезные ископаемые // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. -2005. №1.-С. 56-60.
26. Сердюк Н.И. Экспериментальное исследование амплитудно-частотных параметров кавитационных колебаний жидкости // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2005. №3. -С. 343-345.
27. Сердюк Н.И. Энергетические диапазоны гидродинамических воздействий на фильтровую область буровых скважин при различных способах ее декольматажа / Горный информационно-аналитический бюллетень. -Деп. в МГГУ. -20.01.05, №389/03-05.-11 с.
28. Сердюк Н.И, Афонин В.Е. Промывочные системы современных буровых алмазных коронок // Материалы конференция профессорско-преподавательского состава научных сотрудников, аспирантов и студентов академии: Новые материалы в области наук о земле. -М.: МГТРУ, 1991. - С. 57.
29. Сердюк Н.И, Ганин И.П. Характер движения воды в призабойной зоне скважины при откачке // НТЖ. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -2005. №4. -С. 18-19.
30. Сердюк Н.И, Жернаков А.П. К вопросу применения плавного частотно-регулируемого привода погружных откачных насосов на водозаборных скважинах // Научный вестник. НТЖ Национального горного университета. -Днепропетровск, 2005. №2. -С. 40-44.
31. Сердюк Н.И, Минаков С.И. и др. Расчетная оценка условий очистки створа скважины от шлама // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. - 2004. №1. -С. 65-66.
32. Сердюк Н.И, Хромин Е.Д. Вариант восстановления водопроницаемости в процессе эксплуатации скважин на воду // НТЖ. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -2005. №4. -С. 34-35.
33. Сердюк Н.И, Хромин Е.Д. Система автоматического контроля и восстановления дебита гидрологических скважин // Приборостроение и средства автоматизации. -2005. №3. -С. 67-68.
34. Сердюк Н.И., Хромин Е.Д., Шибанов Б.В. Восстановление дебита водозаборных скважин в процессе их эксплуатации // Материалы VII Международной научно-практической конференции: Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых. -М.: МГГРУ, 2005. - С. 294.
35. Хромин Е.Д, Сердюк Н.И., Бебенин В.Ю. Вариант усовершенствования конструкции бурового снаряда при алмазном бурении // Материалы VII Международной научно-практической конференции: Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых. -М.: МГТРУ, 2005. - С. 303.
36. Шибанов Б.В., Сердюк Н.И, Минаков С.И. Перспективы применения технологий поршневания (свабирования) для восстановления продуктивности водозаборных скважин. // Материалы VI Международной конференции: Новые идеи в науках о Земле. -М.: МГГРУ, 2003. - С. 25.
- патенты и полезные модели:
37. Кавитатор для подводной очистки закольматированных поверхностей твердых тел. Положительное решение ФИПС о выдаче патента на изобретение
№2004135274/03. Приоритет от 03.12.2004г. Сердюк Н.И., Черкасов В.И., Кравченко А.Е., Бебенин В.Ю.
38. Стенд для исследования радиуса эффективного действия амплитудно-частотных составляющих кавитационных колебаний жидкости. Положительное решение ФИПС о выдаче патента на полезную модель № 2005105836/22(007243). Приоритет от 03.03.2005г. Сердюк Н.И.
39. Стенд для исследования разрушающего действия кавитации в призабойной зоне скважины. Положительное решение ФИПС о выдаче патента на полезную мо* дель № 2005105837/22. Приоритет от 03.03.2005г. Сердюк Н.И., Шибанов Б.В.,
Кравченко А.Е., Бебенин В.Ю., Сауков И.В., Минаков С.И.
40. Устройство для подвески и герметизации потайной обсадной колонны. Положительное решение ФИПС о выдаче патента на изобретение № 2005101701/03. Приоритет от 26.01.2005г. Сердюк Н.И., Кравченко А.Е., Бебенин В.Ю., Минаков С.И., Шибанов Б.В., Черкасов В.И.
41. Устройство для откачки воды с автоматической декольматацией фильтра и стенок скважины. Положительное решение формальной экспертизы ФИПС на изобретение №2004129706/03. Приоритет от 15.10.2004 г. Сердюк Н.И.
42. Устройство для автоматической декольматации эксплуатационной многопластовой гидрогеологической скважины. Положительное решение формальной экспертизы ФИПС на полезную модель №20044136866/03. Приоритет от 16.12.2004 г. Сердюк Н.И.
43. Устройство для бурения скважин в неустойчивых и разрушенных горных породах с одновременной обсадкой. Положительное решение ФИПС о выдаче патента на изобретение № 2004125530/03. Приоритет от 24.08.2004г. Сердюк Н.И., Бебенин В.Ю., Кравченко А.Е., Черкасов В.И., Шибанов Б.В.
44. Система автоматического контроля и восстановление дебита гидрогеологических скважин. Положительное решение ФИПС о выдаче патента на полезную модель №2005105838/03. Приоритет от 03.03.2005 г. Сердюк Н.И
117997, Москва, ул Миклухо-Маклая, 23, МГГРУ, кафедра разведочного бурения
Тел 433-59-96
Подписано в печать 12 05 05 Формат 60*90/16 Объем 2 5 п л. Тираж 100 экз Заказ № 42
РНБ Русский фонд
2007z4 2117
X"' * -
"» к) ■ Я\ лпшепви i
0 9
Содержание диссертации, доктора технических наук, Сердюк, Николай Иванович
ВВЕДЕНИЕ, АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ.
ГЛАВА I ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕБИТА РАЗВЕДОЧНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН, ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И НЕРЕШЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ.
1.1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕБИТА РАЗВЕДОЧНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН.
1.2. АНАЛИЗ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ВСКРЫТИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСВОЕНИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА.
1.2.1. ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ, СТАДИИ И ОЦЕНКИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ.
1.2.2. КРАТКИЙ ОБЗОР ПРИМЕНЯЕМЫХ МЕТОДОВ РЕГЕНЕРАЦИИ СКВАЖИН.
1.2.2.1. ГИДРО- ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.
1.2.2.2. РЕАГЕНТНЫЕ И КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ.
1.2.3. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ И РЕГЕНЕРАЦИИ СКВАЖИН.
1.3. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ИХ ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ.
1.3.1. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН.
1.3.2. СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ЭКСПЛУАТАЦИИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН .56 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.
ГЛАВА 11 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СНИЖЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ФИЛЬТРОВОЙ ЗОНЫ СКВАЖИН И КАВИТАЦИИ, КАК СРЕДСТВА ЕЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ.
2.2. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2:2:1: СУЩЕСТВУЮЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИИ.
2.2.2. ИССЛЕДОВАНИЕ КАВИТАЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА.
2.2.2.1. РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ.
2.2.2.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОКАЗЫВАЮЩИХ ВЛИЯНИЕ НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ КАВИТАЦИИ И ХАРАКТЕР ЕЕ РАЗВИТИЯ.
2.2.2.3. АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ КАВИТАЦИИ И РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЯ УПРАВЛЕНИЯ.
2.3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ КАВИТАЦИИ.
2.3.1. НАПРАВЛЕНИЯ И ЗАДА ЧИ АНАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ КАВИТАЦИИ.
2.3.2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ СТЕНДОВЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗРУШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КАВИТАЦИИ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЕЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II.
ГЛАВА III. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ КОЛЬМАТАЖА-ДЕКОЛЬМАТАЖА ФИЛЬТРОВОЙ ОБЛАСТИ РАЗВЕДОЧНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ ИХ СООРУЖЕНИЯ И ЭКСПЛ У AT АЦИИ.
3.1. ВЛИЯНИЕ КОЛЛЕКТОРОВ ПРОДУКТИВНЫХ ГОРИЗОНТОВ, КОНСТРУКЦИЙ СКВАЖИН
И ФИЛЬТРОВ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ РАБОТЫ СКВАЖИН
3.2. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КОЛЬМАТАЖ ФИЛЬТРОВОЙ ОБЛАСТИ СКВАЖИН ПРИ ВСКРЫТИИ ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ.
3.2.1. СХЕМЫ ВСКРЫТИЯ И КОЛЬМАТАЖА ФИЛЬТРОВОЙ ЗОНЫ.
3.2.2. ОЧИСТНЫЕ АГЕНТЫ, ПРЕДОТВРАЩАЮЩИЕ КОЛЬМАТАЖ ФИЛЬТРОВОЙ ЗОНЫ.
3.3. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КОЛЬМАТАЖ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ.
3.3.1. ВИДЫ КОЛЬМАТАЖА ФИЛЬТРОВ ИПРИФИЛЬТРОВЫХ ЗОН СКВАЖИН.
3.3.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ СНИЖЕНИЕ
ПРОНИЦАЕМОСТИ ФИЛЬТРОВ И ПРИФИЛЬТРОВЫХ ЗОН ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН.
3.3.3 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИЧИНАХ ИЗМЕНЕНИЯ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН
3.3.4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВАЖИН, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ НАКОПЛЕНИЕМ КОЛЬМАТАНТА В ФИЛЬТРОВЫХ ЗОНАХ.
3.4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН.
3.4.1. МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕБИТА СКВАЖИН.
3.4.2. РАСЧЕТЫ ВЕЛИЧИН УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ РАССЕИВАЕМОЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ
Щ СПОСОБАХ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИН.
3.4.2.1. ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИКИ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
3.4.2.2. ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИКИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ, ВОЗБУЖДАЕМЫХ МЕХАНИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ.
3.4.2.3. ЭНЕРГЕТИКА МЕТОДОВ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ.
3.4.2.4. ОЦЕНКИ ЭНЕРГЕТИКИ МЕТОДОВ КОМБИНИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III.
ГЛАВА IV ТЕОРИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИДРОДИНАМ ИЧЕСКИХ
КОЛЕБАНИЙ ЖИДКОСТИ В ФИЛЬТРОВОЙ ОБЛАСТИ РАЗВЕДОЧНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН С ЦЕЛЬЮ ЕЕ ДЕКОЛЬМ АТАЖА.
4.1. ТЕОРИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ГОРНУЮ ПОРОДУ.
4.1.1. ОСОБЕННОСТИ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В ВОДЕ И ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ.
4.1.2. ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ИМПУЛЬСНЫХ
ВОЗДЕЙСТВИЯХ.
4.1.3 ОБЛАСТЬ РАЗРУШЕНИЯ СТРУКТУРЫ ГОРНОЙ ПОРОДЫ ПРИ ИМПУЛЬСНЫХ
Ш ВОЗДЕСТВИЯХ.
4.1.4. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ МЕЖРЕМОНТНЫХ ПЕРИОДОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН.
4.2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ КАВИТАЦИОННЫХ СПОСОБОВ ДЕКОЛЬМАТАЖА ФИЛЬТРОВОЙ ОБЛАСТИ РАЗВЕДОЧНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ СООРУЖЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ.
4.2.1. ТИПЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ КАВИТАЦИОННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЖИДКОСТИ.
4.2.2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ КАВИТАЦИОННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЖИДКОСТИ.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV.
ГЛАВА V ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭФФЕКТА КАВИТАЦИИ С ЦЕЛЬЮ ДЕКОЛЬМАТАЖА ФИЛЬТРОВОЙ ОБЛАСТИ РАЗВЕДОЧНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН.
5.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭФФЕКТА КАВИТАЦИИ НА ПРОЦЕСС РАЗРУШЕНИЯ КОЛЬМАТАНТА В ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЕ СКВАЖИН.
5.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ЭФФЕКТОМ КАВИТАЦИИ ПОСРЕДСТВОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРА Р2/Р,.
5.3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ГЛИНИСТОГО КОЛЬМАТАНТА В ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЕ СКВАЖИН ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭФФЕКТА
КАВИТАЦИИ.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ V.
ГЛАВА VI РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И СТЕНДОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
6.1. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ
ФИЛЬТРОВ И ПРИФИЛЬТРОВЫХ ЗОН ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИН.
6.2. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ПОГРУЖНЫХ ОТКАЧНЫХ НАСОСОВ В ВОДОЗАБОРНЫХ СКВАЖИНАХ.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование технологии кавитационного декольматажа фильтровой области гидрогеологических скважин"
Подземные воды более защищены от техногенных и других видов загрязнений. Несмотря на это в России из подземных источников добывают около 30 %, а из поверхностных 70 % воды, в то время как в большинстве ведущих стран мира это соотношение находится, соответственно в пределах 70 и 30%.
Производительность водоносных горизонтов резко снижается из-за кольматажа фильтров и прифильтровых зон скважин осадками различного происхождения.
Ведущими научно-исследовательскими организациями (ВНИИ ВОДГЕО, Русбурмаш, ОАО НПО "Буровая техника" - ВНИИБТ, ВИТР, СКБ Геотехника, ВНИИГаз и др.) разработаны методы и средства вскрытия, освоения и эксплуатации водоносных горизонтов.
Однако, при использовании указанных средств, имеет место ряд неблагоприятных факторов, снижающих общие эколого-экономические показатели эффективности перечисленных технологических процессов. Зачастую наиболее эффективные способы сооружения и восстановления работоспособности гидрогеологических скважин основываются на использовании материалов и химических реагентов, ухудшающих качество питьевой воды. Задача обеспечения безопасной жизнедеятельности населения путем улучшение качества водоснабжения, современное повышение экологических требований до мирового уровня, предъявляемых к технологическим процессам сооружения и эксплуатации скважин, призвано приостановить негативную тенденцию возрастания техногенной нагрузки на окружающую среду, угрожающую необратимыми последствиями. Разрабатываемым в настоящее время Проектом Федеральной программой комплексного совершенствования систем водоснабжения, в соответствии требованиями ВОЗ, предусматривается исключение из состава технологических процессов сооружения и эксплуатации скважин на воду материалов и реагентов ухудшающих качество питьевых вод.
Необходимо принять во внимание и тот фактор, что использование современных средств декольматажа водоносных горизонтов требует использования энергоемкого оборудования и осуществления монтажно-демонтажных операций насосно-компрессорных установок, что существенно удорожает работы, прерывает процесс эксплуатации скважин и повышает вероятность аварий технологического оборудования при выполнении различных установочных и спускоподъемных операций. Учитывая указанные сложности, пользователи увеличивают межремонтные периоды, способствуя, таким образом, усилению кольматажа фильтров и околофильтровых областей, что требует применения кардинальных мер (использование кислот, химреагентов, микровзрывов и т.п.) для их декольматажа.
С учетом сказанного приобретают актуальность вопросы комплексного совершенствования технологий сооружения и эксплуатации скважин, исключающие или сводящие к минимуму противоречивость между увеличением межремонтных периодов и сложностью последующих обработок скважин с целью восстановления их дебита.
Идея работы заключается в разработке более совершенного, с экологической точки зрения, метода восстановления проницаемости призабойных зон скважин, повышения эффективности процесса освоения продуктивных горизонтов, увеличения срока службы водозаборных скважин, снижения себестоимости работ путем использования гидродинамических кавитационных колебаний жидкости, генерируемых специальным кавитационным устройством.
Объектом исследований являются цели, условия, средства и результаты технологических процессов сооружения скважин, добычи, подготовки и использования подземных вод.
Предметом исследований являются методы, способы и средства повышения производительности скважин на жидкие полезные ископаемые в различных условиях.
Цель работы - снижение себестоимости восстановительных работ и увеличение срока службы гидрогеологических скважин, за счет совершенствования технологии декольматажа их фильтровой области.
Основные задачи исследований.
1. Уточнение причин и закономерностей, определяющих снижение производительности водозаборных скважин в процессе эксплуатации.
2. Установление основных закономерностей кольматажа фильтров и изменения проницаемости прифильтровых зон в процессе сооружения водозаборных скважин, зависимости ее изменения от характеристик продуктивных пластов, методов и средств их вскрытия, способов организации технологических процессов и других факторов.
4. Установление амплитудно-частотных характеристик гидродинамических кавитационных колебаний жидкости в призабойной зоне скважины, искусственно создаваемых с помощью эффекта кавитации в зависимости от конструктивных параметров специального устройства, применяемого для их создания - кавитатора, а также характеристик насоса и фракционного состава горных пород.
5. Изучение принципиальной возможности декольматажа фильтра прифильтровой зоны водозаборных скважин в процессе освоения эксплуатации гидрогеологических скважин за счет использования эффекта кавитации, без демонтажа водоподъемного оборудования.
6. Разработка критериев и методик предпроектного, комплексного прогнозирования эффективности технологий сооружения и эксплуатации гидрогеологических скважин в различных горно-геологических и эколого-экономических условиях и их последующего использования.
Заключение Диссертация по теме "Технология и техника геологоразведочных работ", Сердюк, Николай Иванович
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
В процессе аналитических и экспериментальных исследований явления кавитации:
1. Установлена возможность принудительного создания эффекта кавитации в условиях призабойной зоны скважины при ее освоении с использованием серийного бурового оборудования, а также погружного центробежного насоса, позволяющего разрушать кольматант на фильтре и в породе вокруг него в процессе эксплуатации скважины.
2. Определены радиусы и закономерности эффективного кавитаци-онного воздействия на кольматант различного происхождения и обоснована перспективность использования автоматической системы управления, поддерживающей проницаемость призабойной зоны скважины в конкретном пласте в оптимальных пределах.
4. Предложен алгоритм работы автоматической системы управления, основанный на учете показателя удельного понижения, который, как было показано, является обобщенной характеристикой проницаемости призабойной зоны скважины.
5. Установлено, что взаимное влияние кольматажа породы и деформации фильтрационного потока приводят к дополнительным гидравлическим сопротивлениям, сверх тех, которые определяются по принципу сложения гидравлических сопротивлений — ^экольмат + ^деформ.потока • т.е. £общ = £кол. + ^эдеф.пот. + > где является результатом взаимного влияния кольматажа на деформацию (турбулицацию) потока, который в свою очередь ускоряет кольматаж.
6. Обоснована целесообразность использования параметра р2/р1 в качестве критерия регулирования степени эффективности кавитационного разрушения водонасыщенной горной породы и глинистого кольматажа.
7. Экспериментально определена взаимосвязь интенсивности кавитационного разрушения и температуры жидкости с критерием управления.
8. Разработана методика и экспериментальная база для проведения исследований эффекта кавитации в условиях максимально приближенных к условиям забоя скважины, а также обоснована целесообразность его использования в научно исследовательских и учебных целях при подготовке студентов.
9. Сделан вывод о целесообразности исследований совместного резонансно-частотного потенциала среды продуктивного пласта и кавитацион-ных воздействий.
Можно заключить, что кавитация, являясь источником насыщения жидкости газовой составляющей, перераспределяет нагрузку от действия гидродинамических импульсов от поровой воды к скелету горной породы и кольматанту, что способствует лучшему разрушению их связей.
Экономически целесообразно включение в состав водоподъемной установки погружного насоса кавитатора (нескольких кавитаторов), обеспечивающего долгосрочную работу установки без демонтажа водоподъемного оборудования, что исключает вероятность обрывов насосных труб и обеспечивает экономию времени и материальных средств.
Необходимо рекомендовать гибкое комбинирование базовых способов декольматажа призабойной зоны скважин с кавитационными гидродинамическими колебаниями жидкости.
Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Сердюк, Николай Иванович, Москва
1. Абрамов H.H. Водоснабжение. -М.: Стройиздат, 1974.
2. Абрамов С.К., Бабушкин В.Д. Методы расчета притока воды к буровым скважинам. М.: Госстройнздат, 1955.
3. Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии. Тез. докл. всесоюзного научного симпозиума. 1985. -127с.
4. Алексеев В.В., Брюховецкий О.С. Горная механика. -М.: Недра, 1995. -413 с.
5. Алексеев В.В., Рябчинский A.C. Возможности использования тепловыделения, сопровождающего кавитационные явления, на обособленных геологоразведочных объектах. -М.: Геоинформмарк, 2000.
6. Алексеев B.C., Гаврилко В.М., Гребенников В. Т. Рекомендации по восстановлению производительности скважин реагентными методами. М.: изд. ВНИИ ВОДГЕО, 1975.
7. Алексеев B.C., Гребенников В.Т. Восстановление дебита водозаборных скважин. М.: Агропромиздат, 1987.
8. Алексеев B.C., Ткаченко В.П. Оценка изменения фильтрационных свойств призабойных зон скважин при различных способах их бурения и освоения. // Труды ВНИИ ВОДГЕО. 1972. вып. 3. -С. 90-92.
9. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1982.
10. Амиян В.А., Уголев B.C. Физико-механические методы повышения производительности скважин. -М.: Недра, 1970.
11. Амиян В.А., Амиян A.B. Повышение производительности скважин. -М.: Недра, 1986
12. Анатольевский П.А., Малоян A.B., Шнееров С.М. Эксплуатация и ремонт водяных скважин. -М.: Недра, 1964.
13. Арене В.Ж. Физико-химическая геотехнология. М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2001.
14. Архипова Н.И. Организационное управление -М.: 1998.
15. Астафьева М.П. Эффективность геолого-разведочных работ. -М.: 1986.
16. Афанасьев И.С. Справочник по бурению геолого-разведочных скважин. -СПб.: Недра, 2000.
17. Багриновский К.А. Современные методы управления технологическим развитием. -М.: РОССПЭН, 2001
18. Базанов Л.Д. Исследование гидравлических сопротивлений при промывке геологоразведочных скважин малого диаметра. Дисс. на соискание уч. степени канд. техн. наук. М.: 1970.
19. Базанов Л.Д. Экспериментальные измерения гидравлических сопротивлений в кольцевом пространстве. // Сб. Повышение производительности труда на геолого-разведочных работах на основе совершенствования труда и управления производством. Новосибирск: 1969.
20. Базанов Л.Д., Кравченко В.Л., Назаров А.Г. Потери давления промывочной жидкости в буровых коронках. // Сб.: Техника и технология геолого-разведочных работ. М.: 1980. - № 4. -С. 77-85.
21. Байков У.М., Валеев Ш.И., Минигазимов Н.С. и др. Подготовка и нагнетание воды для поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях Башкирии. -{Обзор. Информ./ВНИИОЭНГ). -М.: 1984. -Вып 9. (81).-С. 49.
22. Байков У.М., Ефремова Л.В. Использование сточных вод в системе заводнения пластов. -М.: Недра, 1962. -С. 87.
23. Башкатов А.Д. Научное обоснование технологии оборудования гидрогеологических скважин в интервале водоносного пласта. -М.: Дис. на соискание уч. степени доктора техн. наук, 1999.
24. Башкатов А.Д. Оборудование скважин. -М.: Недра, 2003.
25. Башкатов А.Д, Предупреждение пескования скважин. М.: Недра, 1991.
26. Башкатов А.Д. Прогрессивные технологии сооружениия скважин. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. -С. 554.
27. Башкатов А.Д. Современное состояние и тенденции развития методов и технических средств сооружения гидрогеологических скважин. -М.: ВИЭМС, 1998.
28. Башкатов А.Д. Сооружение высокодебитных скважин. М.: Недра, 1992.
29. Башкатов А.Д. Экологические проблемы подземных вод и питьевого водоснабжения. М.: Изд-во РАЕН, 2000.
30. Башкатов А.Д., Фазлулин М.И., Дрягалин Е.Н. Сооружение гравийных фильтров за рубежом. М.: ВИЭМС, 1985.
31. Башкатов Д.Н. Временная инструкция по оборудованию скважин на воду гравийными фильтрами. -М.: ВСЕГИНГЕО, 1989.
32. Башкатов Д.Н. Планирование эксперимента в разведочном бурении. -М.: Недра, 1985.
33. Башкатов Д.Н. Вскрытие и освоение водоносных пластов при бурении гидрогеологических и водозаборных скважин. М.: ВИЭМС, 1976.
34. Башкатов Д.Н. Оптимизация процессов разведочного бурения. -М.: 1997.
35. Башкатов Д.Н. Специальные работы при бурении и оборудовании скважин на воду. Справочник. -М.: Недра, 1988.
36. Башкатов Д.Н. Справочник по бурению скважин на воду. -М.: Недра, 1979
37. Башкатов Д.Н., Панков A.B., Коломиец A.M. Прогрессивная технология бурения гидрогеологических скважин. М.: Недра, 1998.
38. Башкатов Д.Н., Панков A.B., Коломиец A.M. Перспективы развития технического прогресса при сооружении скважин на воду. // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. — 1984. -С. 116-119.
39. Беликов В.Г. и др. Промывка при бурении, креплении и цементировании скважин.-М.: 1974.
40. Башлык С.М., Зогибайло Г.Т. Бурение скважин. -М.: Недра, 1990. -С. 478.
41. Биндеман H.H., Язвин JI.C. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод. -М.: Недра. 1970.
42. Биркгоф Г., Сарантелло Э. Струи, следы, каверны. М.: Мир, 1964. -С. 466.
43. Блинов Г.А. Охрана окружающей природной среды при бурении скважин на твердые полезные ископаемые и воду (Экология геологоразведочных работ) // Учеб. пособие. -СПб,ВИТР, 2000.
44. Болога М.К., Шалобасов И.А., Пауков Ю.Н. Работает пустота. Кишинев: Штиинца, 1985.-С. 64.
45. Бондаренко С.С. и др: Об оптимальном размещении скважин на эксплуатируемом участке подземных вод. //Экономика и математические методы. 1968. - Т. IV. - Вып. 1.
46. Борисович В.Т. Организация и планирование геолого-разведочных работ // Управление геологоразведочным предприятием: Учебник для вузов. -М.: Недра, 1987.
47. Бочевер Ф. М., Лапшин Н. Н. К вопросу о гидрогеологических расчетах водозаборных скважин в слоистых толщах // Тр. ВНИИВОДГЕО, 1969. -№ 22.
48. Бочевер Ф. М., Орадовская А. Е. Гидрогеологическое обоснование защиты подземных вод и водозаборов от загрязнения. -М.: Недра, 1972.
49. Бочевер Ф.М., Гармонов И.В., Лебедев A.B. Основы гидрогеологических расчетов. -М.: Недра, 1965.
50. Брюховецкий О.С. Гидромеханизация при подземной разработке рудных месторождений. Учебное пособие. -М.: 1983 г. -С. 122.
51. Брюховецкий О.С. Основы гидравлики. М.: Недра, 1991. -С 156.
52. Букреев П.И. Пути повышения эффективности геологоразведочного бурения. -М.: Недра, 1989.
53. Булатов А.И. Справочник инженера по бурению: В 4 кн. 1,2,3,4 — М.: Недра, 1993.
54. Валеев Ш.И., Минигазимов Н.С. Влияние качества закачиваемой воды на работу нагнетательных скважин // Охрани окружающей среды при нефтедобыче и использовании водных ресурсов. -Уфа: БашНИПИнефть, 1984. -С. 58-62.
55. Валеулин Ю.З. Совершенствование технологии сооружения бесфильтровой скважины на основе исследования формы и параметров водоприемной воронки. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М.: 1987.
56. Васильев В.М. Кавитационное и неотрывное обтекание препятствий завихренным потоком. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. — М.: 1985.
57. Вассерман Е.С. Эволюция ударных волн и эффекты их усиления в паро-жидкостных средах. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. физико-математ. наук. Новоссибирск, 1993.
58. Веригин Н. Н., Михайлова А. В. К методике технико-экономического расчета прямолинейных рядов водозаборных скважин. Изв. вузов. «Геология и разведка». 1970. - № 8.
59. Веригин H.H. О методе расчета водопонижения с помощью несовершенных скважин // Тр. совещ. по вопросам водопонижения. -М.: Гос-стройиздат, 1959.
60. Владиславлев B.C. Разрушение пород при бурении скважин. -М.: Гос-топтехиздат, 1958.-С.241.
61. Власюк В.И., Буданов Д.Е., Горшков JI.K. и др. Новые технологии в создании и использовании алмазного породоразрушающего инструмента. -М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2005.
62. Вовк A.A., Смирнов А.Г., Кравец В.Г. Динамика водонасыщенных грунтов. Киев: Наукова думка, 1975.
63. Воздвиженский Б.И., Волков С.А., Волков A.C. Колонковое бурение. -МггНедра; 1982;
64. Гавич И.К., Жемерикина Л.В., Крысенко A.M., Чумаков Д.М., Практикум по гидрогеологии. М.: Недра, 1995.
65. Гаврилко В. М., Алексеев В. С., Бессонов Н. Д., Гуркин А. Я., Ткаченко В.П. Сооружение высокодебитных водозаборных и дренажных скважин. М.: Колос, 1974/
66. Гаврилко В.М., Алексеев B.C. Фильтры буровых скважин. 3-е изд. пе-рерар. И доп. - М.: Недра, 1985.
67. Ганджумян P.A. Математическая статистика в разведочном бурении: Справочное пособие. М.: Недра, 1990.
68. Ганджумян P.A. Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин. М.:Недра, 2000.
69. Ганин И.П. Выбор рационального режима подачи бурового снаряда на забой с целью увеличения проходки на коронку. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — М.: 1989.
70. Ганин И.П., Сердюк Н.И. Кавитация и возможности ее применения в горном деле и геолого-разведке // Геология и разведка. М.: МГГА. -1996. -№3.
71. Гельфгат Я.А., Романов А.З. Потери давления в кольцевом пространстве. // Бурение. 1966. - № 1. -С. 43-45.
72. Голубничий П.И. Экспериментальное изучение кавитационных явлений и сопутствующих- эффектов, при мощном-импульсном-энерговыделении-в конденсированной среде. Автореф. дисс. на соискание ученой степени доктора физико-математ. наук — Владивосток, 1987.
73. Гольдберг В. М. Гидрогеологические прогнозы движения загрязненных подземных вод. -М.: Недра, 1973.
74. Гольдберг В.М, Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. -М.: Недра, 1984.
75. Городецкий И.М. О гидравлических сопротивлениях в кольцевом канале "корпус коронки стенки скважины". //Сб. Техника и технология разведочных работ в Казахстане. - Алма-Ата, 1984. -С. 31-40.
76. Грикевич Э.А. Гидравлика водозаборных скважин. -М.: Недра, 1986. — 231с.
77. Гребенников В.Т. Повышение производительности водозаборных скважин Тюменской области // Нефт. хоз-во. 1992. - № 12.
78. Гребенников В.Т., Вербенко В.Г., Нуриев Ф.М. и др. Восстановление производительности водозаборных скважин Уренгойского ГКМ // Газовая промышленность. 1995. - № 5.
79. Гукасов H.A. Гидравлика в разведочном бурении // Справочное пособие. -М.: Недра, 1991.
80. Гукасов H.A. Практическая гидравлика в бурении // Справочник. М.: Недра, 1984.
81. Гукасов H.A. Справочное пособие по гидравлике и гидродинамике в бурении. -М.: Недра, 1982.
82. Гукасов H.A. Механика жидкости и газа. Недра, 1996.
83. Гукасов H.A., Брюховецкий О.С., Чихоткин В.Ф. Гидродинамика в разведочном бурении. М.: Недра, 1999.
84. Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости. Физматгиз, 1961, 496 с.
85. Дробаденко В.П. Гидромеханизация производственных процессов разработки россыпных месторождений Северо-Востока. Магадан, 1981.
86. Дрягалин E.H., Романов В.Г., Селиховский В.И. Вскрытие, опробывание и освоение водоносных горизонтов гидрогеологическими скважинами. -М.: Недра. 1975.
87. Дубровский В.В., Керченский М.М. и др. Справочник по бурению и оборудованию скважин на воду. -М.: Недра, 1977.
88. Дыбленко В.П., Камалов Р.Н., Шариффулин Р.Я. и др. Повышение продуктивности и реанимация скважин с применением виброволнового воздействия. М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2000. - 381 с.
89. Евсеев Н. Ф. Влияние проектных решений водозаборных скважин на эффективность использования буровой техники // Тр. БСХА. 1974. - № 126.-С. 47-50.
90. Егоров И.Г., Садовников Ю.Н. и др. Искусственная кавитация. Л.: Судостроение, 1971. - 284 с.
91. Егоров Н.Г. Колонковые снаряды с кернозахватными устройствами. Обзор. -М.: Геоинформмарк, 1997.
92. Зайденс Н.И. Визуальное исследование затопленных струй // Сб. науч. тр. АН УССР-Киев: Наукова думка, 1981. -С. 136-139.
93. Закревский В. И. Анализ технико-экономических показателей роторного и ударно-канатного способов бурения // Труды БСХА. 1973, № ПО. -С. 67-69.
94. Зузик Д. Т. Экономика водного хозяйства. -М.: Колос, 1982.
95. Иванов ПЛ. Разжижение песчаных грунтов. -М.: Госэнергоиздат, 1962.
96. Иванников В.Н. Новые технологии и технические средства для глубокого бурения и освоения скважин. -М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 1996.
97. Ивченко В.М. Гидродинамика многофазных жидкостей. Кавитация // Учебное пособие. — Красноярск, 1980. -82 с.
98. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: JI. - 1980.
99. Кавитационные автоколебания и динамика гидравлических систем. // АН УССР, отделение математики, механики и кибернетики. Киев: Наукова думка, 1977.
100. Калинин А.Г. Основы бурения нефтяных и газовых скважин. -СПб, 1996
101. Калинин А.Г., Власюк В.И., Ошкордин О.В. и др. Технология бурения разведочных скважин. -М.: Изд. Техника, 2004. 527с.
102. Калинин А.Г., Лавицкий А.З. Технология бурения скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые. -М.:Недра, 1988. 373 с.
103. Кардыш В.Г., Мурзаков В.В., Окмянский A.C. Энергоемкость бурения геологоразведочных скважин. -М.: Недра, 1983. 204с.
104. Карус Е.В., Кузнецов О.Л., Файзулин И.С. Межскважинное прозвучива-ние. М.: Недра, 1986.
105. Ш.Квашнин Г. П. Технология вскрытия и освоения водоносных пластов. -М.: Недра, 1987. -247с.
106. Квашнин Г. П., Деревянных А. И. Водозаборные скважины с гравийными фильтрами. М.: Недра, 1981.
107. Кирсанов В.И. Об истечении жидкости через жиклеры при больших перепадах давления. М.: Оборонгиз, 1951,319с.
108. Киселев А.Т. Научные основы, техника и технология вращательно-ударного бурения геологоразведочных скважин алмазными и твердосплавными коронками с применением гидроударников. Дисс. на соискание ученой степени доктора технич. наук. М.: 1982. -270с.
109. Киселев А.Т., Крусир И.Н. Вращательно-ударное бурение геологоразведочных скважин. -М.: Недра, 1982. -103 с.
110. Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. М.: Мир, 1974, 687 с.
111. Кожевников A.A., Гошовский C.B., МартыненкоИ.И. Импульсные технологии бурения геолого-разведочных скважин. Киев: УкрДГР1, 2003. - 205с.
112. Козелков В.П., Ефимочкин А.Ф. Экспериментальное исследование кави-тационных автоколебаний в гидравлической системе. // В кн. Кавитаци-онные автоколебания в насосных системах. Киев, Наукова думка, 1976. -С. 71-80.
113. Козловский Е.А. и др. Автоматизация управления геологоразведочным бурением. -М.: Недра, 1991. 156 с.
114. Козловский Е.А. и др. Кибернетические системы в разведочном бурении. М.: Недра, 1985. - 285 с.
115. Козловский Е.А. Минерально-сырьевые проблемы национальной безопасности России. -М.: Изд-во Мое. гос. горн, ун-та, 1997.
116. Козловский Е.А. Оптимизация процесса бурения (структура и элементы управления): -М:: 2000:
117. Козловский Е.А. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин. В 2 томах. Т. 2. -М.:Недра, 1984.
118. Козырев С.П. Кавитация в гидроабразивном потоке и кавитационное абразивное изнашивание. -М.: Известия АН СССР, ОТН, Механика и машиностроение, 1962.-С. 65-74.
119. Коммунар Г.М., Боголюбов К.С. Некоторые особенности расчета ин-фильтрационных бассейнов в условиях кольматажа и заиления // Труды ВНИИВОДГЕО. Научные исследования в области инженерной гидрогеологии. М.: 1977. -Вып. 63.
120. Коул Р. Подводные взрывы. -М.: Иностранная литература, 1950.
121. Кочина П.Я. Гидромеханика подземных вод и вопросы орошения. -М, 1994.
122. Кравченко А.Е. Определение рациональной области применения поверхностных центробежных насосов с внешними погружными эжекторами. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. -М.: МГГРУ, 2003г.
123. Крупнов Н.К., Байков У.М., Каган Я.М. Нагнетание нефильтрованной воды в процессе поддержания пластоваго давления //Нефт. хоз-во. -1963. -№4. -С.31-36.
124. Кудряшов Б.Б., Кирсанов А.И. Бурение разведочных скважин с применением воздуха. М.: Недра, 1990.
125. Кузнецов B.C. Зависимость приемистости нагнетательных скважин от качества воды, закачиваемой в нефтяные пласты // НТЖ. Нефтепромысловое дело. 1978. - №6. - С. 13-17.
126. Куликов В.В. Закономерности распределения давлений и расходов жидкости в системе буровой снаряд скважина при алмазном бурении. Дисс/.на соискание-ученой степени канд. техн. наук;-1994.
127. Ли А.Д., Полюбай П.И. Опыт очистки сточных вод для закачки в пласты нефтяных месторождений Татарии. (ТНТО ВНИИОЭНГ) -М.: 1972. -74с.
128. Ловля С.А. Взрывные работы в водозаборных скважинах. -М.: Недра, 1971.
129. Логинов В.М., Шуссер Л.М. Справочник по сельскохозяйственному водоснабжению. -М.: Колос, 1974.
130. Ляхов Г.М. Основы динамики взрывных волн в грунтах и горных породах. М.: Недра, 1974.
131. Мазур И.И. Курс инженерной экологии. -М.:Высшая школа, 2001.
132. Маковей И. Гидравлика в бурении. Пер. с рум. М.: Недра, 1986.
133. Малых Н.В. Экспериментальное исследование динамических эффектов и структуры сильных импульсов в жидкости с пузырями. Авторефератдиссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Новосибирск, 1988.
134. Манукян Д.А., Шестаков В.М. Методика прогноза производительности водозаборных скважин с периодически меняющимся водоотбором. «Разведка и охрана недр», 1970. № 6.
135. Манько И.К. Визуальное исследование кавитационных автоколебаний в гидравлической системе с прозрачной трубкой Вентури. // В кн.: "Кави-тационные автоколебания в насосных системах.Ч.2". Киев, Наукова думка, 1976, 113-118 с.
136. Маскет М. Течение- однородных- жидкостей- в- пористой- среде, Гостоп-техиздат, 1949.
137. Меламед Ю.А. Гидроимпульсная технология: возможности и широкий спектр применения // Разведка и охрана недр. -1993. -№6.
138. Меламед Ю.А., Киселев А.Т. Раскольматация продуктивных пластов и фильтров гидрогеологических скважин с применением гидродинамических кавитационных генераторов. Обзор. М.: Геоинформцентр. - 2003. -22с.
139. Менаметов Р.Ш. Опыт эксплуатации электропогружного насоса агрегатов при подземном выщелачивании // Горный журнал. 2003. -№8. - С.81-83.
140. Назаров А.П. Разведочное бурение. Учебное пособие. -М.: МГГА, 2000. -С. 40.
141. Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение. -М.: Стройиздат, 1995.
142. Николаев Н.И. Разведочное бурение. -М.: 1957.
143. Никонов Г.П., Кузьмич H.A., Гольдин Ю.А. Разрушение горных пород струями воды высокого давления. -М.: Недра, 1986г. 143 с
144. Овнатанов Г.Т. Вскрытие и обработка пласта. -М.: Недра, 1970.
145. Оводов В. С. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. -М.: Сельхозгиз, 1960.
146. Осецкий А.И., Грушевский И.П., Гоов A.A. Способ извлечения алмазов и твердосплавных компонентов из отработанного алмазного инструмента. A.C. 1600256. -Б.И., №38. 1990.
147. Ошкордин О.В., Фролов С.Г. Технологический опыт как ресурс бурового производства. -Екатеринбург, 2003. 156с.
148. Панков A.B. Теория и разработка техники и технологии бурения гидрогеологических скважин, обеспечивающих охрану окружающей среды. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. -М.: МГРИ, 1991.
149. Пенкевич C.B., Тунгусов A.A. Проектирование и сооружение скважин на воду. Учебное пособие. -М.: МГГА, 2001. 44с.
150. Перник А.Д. Проблемы кавитации. -Л., Судостроение, 1966. 439 с.
151. Пилипенко В.В. Кавитационные автоколебания. Киев, Наукова думка, 1989.
152. Пилипенко В.В., Задонцев В.А., Манько И.К. и др. О высокочастотных колебаниях в гидравлической системе за кавитирующей трубкой Вентури. //В кн. Кавитационные автоколебания в насосных системах. Киев, Наукова думка, 1976. -Ч. 2. -С. 104-113.
153. Пилипенко В.В., Задонцев В.А., Натанзон М.С. Кавитационные колебания и динамика гидросистем. М.: Машиностроение, 1977. - 352 с.
154. Плотников Н.А., Алексеев B.C. Проектирование и эксплуатация водозаборов подземных вод. М.: Стройиздат, 1990.
155. Плотников Н.И. Эксплуатационная разведка подземных вод. М.: Недра, 1973.
156. Полубаринова-Кочина П. Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Высшая школа, 1977.
157. Попков В. А., Беляков В. М. Типовые технологические карты на сооружение скважин на воду агрегатами типа 1Б А-15В и УРБ-ЗАМ. М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1973.
158. Поляков Г.А., Полякова Т.В. Модели и прогнозные оценки перспектив добычи нефти. -М.: РОССПЭН, 2004. 151с.
159. Проектирование водозаборов подземных вод. Под редакцией доктора техн. наук Ф. МГБочевера. М.: Стройиздат, 1976.
160. Рабинович Н.Р. Инженерные задачи механики сплошной среды в бурении.-М.: Недра, 1989.
161. РД 39-01-041-814. Методика прогнозного определения норм качества сточных вод для внутриконтурного заводнения новых нефтяных месторождений платформенного типа. Куйбышев, 1981. - 26с.
162. Ребрик Б.М., Колиничев В.Н. Количественная оценка качества разведочного бурения // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. 1997. - №2.
163. Ребрик Б.М. Бурение инженерно-геологических скважин. Справочник, 2-е издание перераб. и дополн. -М.: Недра, 1980.
164. Родионов В.Н. Методика измерения и аппаратура для исследования действия взрва. -М.: 1982.
165. Редькин И.И., Усачев Б.П. Подготовка и нормирование качества воды для заводнения нефтяных месторождений с различными типами коллек281торов. Обзор, инф. Сер. Нефтепромысловое дело. -М.: ОАО "ВНИИО-ЭНГ". 1981. -Вып. 9.
166. Рождественский В.В. Кавитация / Учебное пособие. Л.: Судостроение, 1977.
167. Романенко В.А. Подготовка водозаборных скважин к эксплуатации. -Л.: Недра, 1990.
168. Романенко В.А. Электрофизические способы восстановления производительности водозаборных скважин. -М: Недра, 1980.
169. Романенко В.А., Вольницкая Э.М. Восстановление производительности водозаборных скважин. М.: Недра, 1986.
170. Ромм Е.С. Структурные модели порового пространства. Л.: Недра, 1985.
171. Руководство по проектированию сооружений для забора подземных вод. -М.: Стройиздат, 1978.
172. Рябчинский A.C. Использование термических эффектов кавитации для нагрева технологических жидкостей при проведении геологоразведочных работ. Дисс. на соискан. ученой степени канд. техн. наук. -М.: МГТРУ, 2001 г.
173. Сердюк Н.И. Исследование разрушающего действия кавитации с целью разработки специальной технологии освоения и восстановления гидрогеологических скважин. Дис. на соискан. степенит канд. техн. наук. -М.: МГТА, 1995г.
174. Сердюк Н.И., Кравченко А.Е., Куликов В.В. Технологии проектирования водозаборных скважин // Учебно-методическое пособие. -М.: МГГРУ, 2003. 40с.
175. Силин-Бекчурин А.И. Динамика подземных вод. -М.: 1965.
176. Смолдырев А.Е., Лобанов Д.П. Гидромеханизация геологоразведочных работ // Учебное пособие. Изд. 2-е. -М.: 1982.
177. Соловьев H.B. Научные основы ресурсосберегающей технологии алмазного бурения в сложных геологических условиях с применением газожидкостных смесей. Дисс. на соискание ученой степени доктора техн. наук. -М.: МГГА, 1995. 361с.
178. Соловьев Н.В., Рам Куанг Хису. Причины снижения дебита водозаборных скважин на фабриках по добыче воды // Материалы научно-практической конференции "Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых"-М.: МГТРУ, 2004. С. 51.
179. Специальные работы при бурении и оборудовании скважин на воду. // Д.Н. Башкатов, C.JT. Драхлис, В.В. Сафонов, Г.П. Квашнин. М.: Недра, 1988.
180. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин/ Е.А. Козловский. Т. 1,2. М.: Недра, 1984. 300-311 с.
181. Справочник по бурению скважин на воду / Д. Н. Башкатов, С. С. Сулакшин; С. JI; Драхлис, Г. П: Квашнин: -М:гНедра, 1979:
182. Стетюха E.H. Гидродинамические расчеты в бурении // Справочник. Киев: Техника, 1981.
183. Сутягин В.В., Антипов В.И., Касаткин В.И и др. Охрана подземных вод при сооружении скважин. -М.; Недра, 1986. -168с.
184. Тесля А.Г., Башкатов Д.Н. Гидрогеологические наблюдения при бурении и опробовании скважин на воду. -М.: 1970.
185. Тищенко Р.И., Есьман В.И. Практическая гидравлика в бурении. М.: Недра, 1966.
186. Тронов A.B., Хохлов Д.Б., Андреев В.В. О целесообразности очистки пластовых сточных вод перед закачкой // НТЖ. Нефтепромысловое дело. -1995. № 6. -С. 48-55.
187. Фонберштейн Е.Г., Экомасов С.П. Импульсные газодинамические машины для горных и геолого-разведочных работ. -М.: Недра, 1994. -224с.
188. Хейн A.JI. Теоретические основы и методика определения параметров пластов по данным испытания несовершенных скважин // Тр. ВНИИ нефти и газа. -М.: Гостоптехиздат, 1953.
189. Чихоткин В.Ф.Разработка основных положений процесса алмазного бурения с целью создания высокоэффективного породоразрушающего инструмента. -М.: МГГА, 1998, 136с.
190. Чекалин Л.М. Геолого-технологические исследования скважин. -М.: Недра, 1993.
191. Шварцев С.Л. Общая гидрология. -М.: Недра, 1996. 423с.
192. Шестаков В.М. Вопросы фильтрационного расчета совершенных и несовершенных скважин // Тр. лабор. инж гидрогеологии ВНИИ ВОДГЕО, сб.З. -М.: Госстройиздат, 1960.
193. Щеголоев Е.Ю. Газовый кольматаж при обезжелезивании подземных вод в пласте. -М.: ВНИИВодгео, 1991.
194. Щелкачев В.Н. Разработка нефтеводоносных пластов при упругом режиме. Гостоптехиздат, 1959.
195. Экомасов С.П. Закономерности процессов рабочих циклов и научные основы конструирования импульсных газодинамических машин для геологоразведочных работ. -М.: МГРИ, 1983. 348 с.
196. Эпштейн Л.А. Возникновение и развитие кавитации. //Тр. ЦАГИ., 1948. № 655. - 78 с.
197. Эфрос Д.А. Гидродинамическая теория плоскопараллельного кавитаци-онного течения. // Докл. АН СССР. -1946. Вып. 4. - С. 85-97.
198. Яковлев Ю.С. Гидродинамика взрыва. -Судпромиздат, 1961.
199. Campbell М. D., Zehr J. Н. Water well technology. Mo LRAW-hill hook compani. New Jork, 1973.
200. Clementz D.M., Patterson D.E., Aseltine R.S., Young R.E. Stimulation of water injectiuon wells in the Los Angeles basin by using sodium Hupochlorite and mineral acids // J. Petrol. Technol. 1982.- Vol. 34, N9. - P. 2087-2096.
201. Davis R.J.M., De Wiest. Hydrogeology. John Wiely and Sons Inc., N.Y. London Sydney, 1966.
202. Ground water and wells. Published by Fohnson Division Universal Oil Products. Co Saint Paul. Minnesota, 1972.
203. A.c. 1157279 (СССР). МКИ F 04 В 29/66. Способ снижения кавитацион-ного разрушения рабочих органов лопастного насоса. JI.A. Василенко, В.К. Ободяк. Опубл. 23.05.85. Бюл. изобр. № 19.
204. А.с. 1797659 (СССР). Е 21/45. Способ скважинной гидродобычи. И.И. Толокнов, А.В. Панков, Т.А. Вострова, А.Ю. Миленин. Опубл. 23.02.93. Бюл. изобр. № 7.
205. А.с. 1802070 (СССР). МКИ Е 21 В 21/00. Способ обработки и очистки скважины и прискважинной зоны пласта. Э.М." Вольницкая, М.С. Беликов, B.C. Богданов, В.Н. Лысов, В.П. Прилепский, В.И. Сафонов. -Опубл. 15.03.93. Бюл. изобр. № 10.
206. А.с. 2003804 (СССР). МКИ Е 21 С 45/00. Клапан рабочей насадки гидродобычного снаряда. И.И. Толокнов, В.Н. Порошин, Т.А. Вострова. -Опубл. 30.11.93. Бюл. изобр. № 43-44.
207. А.с. 2004806 (СССР). МКИ Е 21 С 45/00. Скважинный комплекс для гидродобычи. И.И. Толокнов, А.В. Панков, А.В. Петров, Т.А. Вострова, В.И. Прокшиц. Опубл. 15.12.93. Бюл. изобр. № 45-46.
208. А.с. 505444 (СССР). МКИ В 06 В 1/18. Генератор колебаний давления воды / В.В. Пилипенко, В.А. Задонцев, И.К. Манько, Н.И. Довготько, В.А. Дрозд. Опубл. 05.02.76. Бюл. изобр. № 9.
209. A.c. 591695 (СССР). МКИ F 03 В 11/04. Способ определения интенсивности кавитации. Ю.В. Козулин, В.Г. Пивоваров. Опубл. 15.10.79. Бюл. изобр. № 38.
210. A.c. 615189 (СССР). МКИ Е 21 В5/00. Отражатель гидравлических волн / Меламед Ю.А., Алеутский Е.В., Монеткин В.А., Белов A.M. (СССР). № 2399822/22-036; Заявл. 13.08.76; Опубл. 1978. Бюл. изобр. № 26.
211. A.c. 910999 (СССР). МКИЕ 21 В4/06. Забойный отражатель гидравлических волн/Эпштейн Е.Ф., Дьяченко Ю.Г., Давиденко А.Н., Черненок В.В., Меламед Ю.А., Монеткин В.А., Кожевников A.A. (СССР). № 2172520/22-03; Заявл. 06.07.79; Опубл. 1982. Бюл. изобр. № 9.
212. A.c. 1048107 (СССР). МКИ Е 21 В4/14. Отражатель волновой энергии для гидроуларников/ Давиденко А.Н., Кожевников A.A. (СССР). № 3403617/22-03; Заявл. 02.03.82; Опубл. 1983. Бюл. изобр. № 33.
213. Davis R.J.M., De Wiest. Hydrogeology. John Wiely and Sons Inc., N.Y. -London Sydney, 1966.
-
Сердюк, Николай Иванович
-
доктора технических наук
-
Москва, 2005
-
ВАК 25.00.14
- Интенсификация разрушения горных пород при использовании кавитационных колебаний жидкости в буровых долотах
- Разработка эффективной технологии сооружения эксплуатационных скважин для условий водозаборов в г. Ханое (Вьетнам)
- Повышение качества опробования нефтяных пластов разведочными скважинами
- Совершенствование процесса восстановления гидрогеологических скважин с помощью центробежных виброгенераторов
- Совершенствование гидравлического способа восстановления производительности водозаборных скважин с применением каркаса фильтра
