Технико-технологические особенности применения структурированных газожидкостных смесей при разведочном бурении

Мураев, Юрий Дмитриевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Технико-технологические особенности применения структурированных газожидкостных смесей при разведочном бурении
ВАК РФ 25.00.14, Технология и техника геологоразведочных работ

Автореферат диссертации по теме "Технико-технологические особенности применения структурированных газожидкостных смесей при разведочном бурении"

Контрольный I шег«р )

На правахрукописи

МУРАЕВ Юрий Дмитриевич

ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

СТРУКТУРИРОВАННЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ ПРИ РАЗВЕДОЧНОМ БУРЕНИИ

Специальность 25.00.14 - Технология и техника

геолого-разведочныхработ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

П.С.Чубик

доктор технических наук, профессор

Н.В.Соловьев

доктор технических наук

Ю.А.Нифонтов

Ведущее предприятие - Федеральное государственное унитарное научно-производственное предприятие «Геологоразведка», Санкт-Петербург.

Защита диссертации состоится 24 июня 2004 г. в 15 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.02 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия,дом 2, ауд. № 1303.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 21 мая 2004 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета

профессор Н.И.НИКОЛАЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Новые экономические условия, сложившиеся в стране к настоящему времени, требуют активного расширения минерально-сырьевого комплекса России для удовлетворения потребностей страны и расширения ее экспортных возможностей. В связи с этим поиски, разведка и освоение месторождений полезных ископаемых, связанные с буровыми работами, являются важной составной частью развития экономики государства.

Промывка скважины, то есть комплекс технических и технологических средств, обеспечивающих работу породо-разрушающего инструмента, в значительной мере определяет успешность и эффективность бурения. Поэтому изучение и внедрение таких промывочных агентов как структурированные газожидкостные смеси, обеспечивающие значительный рост технико-экономических показателей, остается актуальной задачей, несмотря на появление целого ряда научных работ в этой области.

Применение газожидкостных смесей обеспечивает снижение аварийности и увеличение механической скорости бурения, обеспечивает работу в зонах водопоглощения и в условиях многолетнемерзлых пород, обеспечивает очистку скважины от шлама и повышает работоспособность колонны бурильных труб

Различные аспекты проблемы использования газожидкостных смесей при бурении скважин рассматривались отечественными и зарубежными учеными. Прежде всего здесь нужно отметить работы А.В.Амияна, В.А.Амияна, М.А.Геймана, Л.К.Горшкова, В.И.Исаева, В.И.Коваленко,

A.И.Кирсанова, А.Е.Козловского, П.М.Круглякова, Б.Б.Куд-ряшова, Е.Г.Леонова, Ю.С.Лопатина, Ю.С.Лопатина, Ю.С. Лопатина, В.А.Мамаева, А.О.Межлумова, И.М.Мурадяна,

B.И.Мусинова, Г.Э.Одишария, Ю.М.Парийского, В.А.Петрова, Н.И.Слюсарева, Н.В.Соловьева, С.Г.Телетова, Б.С.Фи-

латова, В.В.Шеберстова, А. М.Яковлева, А.А.Яковлева, А.Хоука, Дж.Р.Грея, Г.С.Г.Дарли, Ю.О.Круга, Б.С.Митчелла и других исследователей.

Тем не менее, остается большое количество нерешенных вопросов, связанных с влиянием физических и химиче-сих особенностей пузырьковых структур на динамику потока, на флотационные и демпфирующие свойства структурированных газожидкостных смесей (СГЖС).

Изучение технико-технологических особенностей применения СГЖС при разведочном бурении позволяет определить способы управления реологическими и физико-химическими свойствами используемого промывочного агента и остается весьма актуальной задачей, имеющей большое значение в геолого-разведочной отрасли.

Актуальность темы исследований подтверждается ее соответствием планам НИОКР СПГГИ (ТУ) - гос. peг. № 01850046385 и координационному плану б. Мингео СССР по проблеме XII.E111.1/002.119-8: «Создать и внедрить новые композиции промывочных жидкостей, материалов для тампонажа и беструбного закрепления скважин, технические средства и технологии их применения для различных геолого-технических условий»

Цель исследований - повышение эффективности разведочного бурения за счет разработки технических средств и технологических приемов оперативного управления процессом проходки скважины с использованием структурированных газожидкостных смесей.

Идея работы - состояние и особенности циркуляции потока структурированной газожидкостной смеси, ее трибо-технические свойства и выносная способность непосредственно зависят от состава ПАВ и от дисперсности пузырьков газа, обладающих упругостью и прочностью.

Основные задачи исследований

• Оценка влияния состава газожидкостного потока его структуру и градиент давления; создание на этой основе математических моделей, позволяющих получить инженерные расчетные зависимости для прогнозирования состояния потока в скважине, и активного управления им в процессе бурения.

• Изучение демпфирующих свойств газожидкостных смесей и их функциональной зависимости от дисперсности газовой фазы с целью снижения трения и вибрации бурового снаряда в процессе бурения разведочных скважин без дополнительной смазки колонны бурильных труб

• Определение приоритетных направлений проектирования специальных технических и технологических средств и формирование поликомпонентных составов газожидкостных смесей для реализации эффективной и экологически безопасной технологии бурения разведочных скважин в сложных горно-геологических условиях.

Методика исследований включает анализ и обобщение результатов исследований гидродинамики и реологии, особенностей поведения и вязко-упругих свойств СГЖС по данным отечественной и зарубежной литературы; изучение фактического материала, полученного при проведении экспериментальных исследований пенных структур и их вязкоупругих свойств в производственных условиях; стендовые и лабораторные исследования особенностей циркуляции потока и выноса бурового шлама; обработка результатов исследований методами математической статистики.

Математический анализ результатов проводился на ПК с использованием программ на Turbo Basik и С** в системе Mathcad-8 и Surfer 7. Результаты сопоставлялись с данными лабораторных и промышленных исследований. Полученные результаты использовались при проектировании и

создании образцов оборудования, которое проходило испытания и экспериментальную проверку в соответствии с разработанной технологией бурения.

Научная новизна работы заключается в том, что дисперсность газовой фазы и демпфирующие свойства пены, зависящие от поверхностного натяжения, прочности и состава пленочных структур, рассматриваются как основные факторы снижения трения и вибрации бурового снаряда, при этом эффективным способом управления режимом бурения может служить изменение соотношения жидкой и газовой фаз на стадии генерации структурированной смеси.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базируется на достаточном объеме экспериментальных и производственных исследований и хорошей сходимости опытных и расчетных данных. Достоверность полученных результатов подтверждается положительными результатами внедрения разработанных технических средств и технологии в производственных организациях Северо-Запада и Северо-Востока России.

Практическая значимость работы заключается в установлении зависимостей, позволяющих направленно регулировать свойства газожидкостных смесей в соответствии с задачами проводимых работ при алмазном и бескерновом бурении, и снижать вибрации вращающейся в скважине колонны бурильных труб; в разработке принципов и способов подбора наиболее эффективных пенореагентов на основе анализа их флотоактивности для конкретных геологических условий бурения; во внедрении в практику технических устройств, схем обвязки и передвижных комплексов, позволяющих обеспечить необходимые технологические режимы бурения с использованием газожидкостных смесей.

Внедрение результатов работы

Разработанные технические средства прошли испытания в полевых условиях и внедрены на объектах плановых буровых работ в ПГО «Севзапгеология», «Севвост-геология», «Якутгеология» при бескерновом и алмазном бурении.

С учетом предложенных технических решений разработаны компрессорно-дожимные устройства. УПП-ЛГИ, УКД-Н3, УКД-Н4, УКД-Н5 на основе существующего ряда серийно выпускаемых буровых промывочных насосов.

Разработана и передана в Мурманскую ГРЭ ПГО «Севзапгеология» техническая документация на передвижной блок для бурения с пеной, вспомогательное оборудование и схемы поверхностной обвязки.

В процессе проведения опытных работ по внедрению технических средств и технологии бурения с промывкой газожидкостными очистными агентами в регионах Северо-Запада и Северо-Востока было пробурено более 60 тыс. п.м. скважин. Экономический эффект составил в ценах 1987г. 105.8 тыс. руб. по Мурманской ГРЭ ПГО «Севзапгеология» и 56.9 тыс. руб. в Норильской КГРЭ. Освоение технологии бурения с промывкой пеной в НКГРЭ позволило довести годовой объем бурения с пеной до 22 тыс.п.м. При этом повсеместно отмечено возрастание механической скорости бурения на 15...50% и работоспособности породоразрушающе-го инструмента до 60%, а также значительное снижение расхода промывочной жидкости, что является одним из важнейших факторов, определяющих экологическую безопасность технологии производства.

Результаты исследований используются в учебном процессе студентами специальности 080700 «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на совещаниях в Мурманской ГРЭ ПГО «Сев-запгеология», на совещании «О задачах технических служб геолого-разведочных организаций в ускорении научно-технического прогресса при разведке твердых полезных ископаемых» в Ленинграде при ПГО «Севзапгеология» в 1989 г., на II, III и IV международных симпозиумах по бурению скважин в осложненных условиях (Санкт-Петербург, 1992, 1995, 1998), на международной конференции по программе Международной Академии наук экологии безопасности человека и природы: «Обеспечение геоэкологической безопасности при бурении скважин на твердые полезные ископаемые, воду и строительстве промышленно-жилищных объектов» (2000).

Личный вклад автора:

• Постановка целей и задач исследований на основе анализа и обобщения имеющегося материала по использованию структурированных газожидкостных смесей при бурении скважин.

• Построение, анализ и реализация математической модели, создание и отладка компьютерных программ и проведение расчетов на ПК.

• Разработка методики и проведение экспериментальных исследований.

• Совершенствование и создание новых технических средств и технологических приемов на основе результатов выполнения теоретических и экспериментальных исследований.

• Внедрение результатов исследований в практику-геолого-разведочного бурения.

• Обоснование перспектив дальнейшего совершенствования техники и технологии бурения с газожидкостными смесями.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 35 работ, в том числе две монографии, 9 авторских свидетельств, 2 патента на изобретения.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 234 стр. машинописного текста, содержит 42 рис., 36 табл. и состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций и списка литературы из 168 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность заслуженному деятелю науки и техники РФ, профессору Б.Б.Кудряшову , заслуженному деятелю науки РФ, профессору Л.К.Горшкову, профессорам Н.Е.Бобину, Н.И.Николаеву, Ю. А. Нифонтову, В.П.Онищину, Н.И.Слюсареву, В.К.Чистякову, И.Г.Шелковникову и всем сотрудникам кафедры ТТБС СПГГИ за консультации и поддержку при подготовке диссертации. Автор выражает глубокую признательность профессору Ю.М.Парийскому, д.т.н. А.И.Осецко-му, д.т.н. Г.С.Бродову, к.т.н. И.С.Афанасьеву, А.И.Кукесу и Н.С.Вулисанову (ВИТР), а также к.х.и.Т.П.Герман (КФАН) и сотрудникам производственных организаций за методическую и практическую помощь при проведении исследований и внедрении результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассматривается состояние изученности проблемы использования в бурении структурированных газожидкостных смесей, и в частности, пен, их основные технологические функции и структурные свойства; анализируются имеющиеся работы по гидравлике газожидкостных смесей; дается анализ имеющихся технических средств

для бурения с пеной; формулируется цель и задачи исследований.

Во второй главе приводятся теоретические основы расчета циркуляционных процессов при движении пены, рассматриваются результаты лабораторных и производственных исследований, в частности, влияния газосодержания на потери давления в скважине, а также особенности течения пены в трубах и ее структурно-механические свойства.

В третьей главе даются результаты исследований технико-технологических особенностей использования структурированных газожидкостных смесей (СГЖС), являющиеся основой для разработки практических рекомендаций по технологии бурения; приводятся результаты изучения триботехнических, демпфирующих свойств растворов ПАВ и особенностей пузырьковых структур; определяются перспективные направления создания новых технических средств с учетом особенностей реологических и физико-механических свойств СГЖС.

Четвертая глава посвящена исследованию и обоснованию методики выбора эффективной рецептуры пенореа-гентов на основе использования физико-химических особенностей взаимодействия шламовых частиц с пленочными структурами с учетом химизма вмещающих пород. Даются рекомендации по составлению композиций ПАВ в соответствии с вещественным составом месторождений, генетически связанных с различными типами полезных ископаемых

В пятой главе приводится описание экспериментальных работ в производственных условиях, уточняются технические условия и технологические режимы бурения с пеной для различных схем обвязки с учетом демпфирующих свойств пены, рассматриваются вопросы совершенствования конструкций специального технологического и вспомогательного оборудования, приводится оценка экономической

эффективности разработанных технических средств и технологии бурения с использованием СГЖС при разведке на твердые полезные ископаемые.

В заключении сформулированы основные выводы и рекомендации.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Расчетные значения безразмерного комплекса £ , характеризующего динамическое состояние газожидкостной смеси, позволяют оценивать структуру потока и могут быть использованы при регулировании расходных характеристик с целью предотвращения поршневого режима течения, вызывающего пульсации давления и опасность за-шламования скважины.

Структурированные газожидкостные смеси (СГЖС) принципиально отличаются тем, что содержат в своем составе поверхностно-активные вещества (ПАВ) и формируют пены, отличающиеся стабильностью, упругостью и наиболее близкие по своим реологическим свойствам к неньютоновским жидкостям. Наличие ПАВ в растворе практически устраняет проскальзывание пузырьков газа относительно жидкости, и такая смесь может считаться квазигомогенной системой, изменения реологических и физических свойств которой связаны со скоростными характеристиками потока и с составом ПАВ. В связи с этим в теоретических исследованиях (Л.К.Горшков, В.Я.Климов, А.Е.Козловский, Б.Б.Кудряшов, Н.Маковей, И.М.Мурадян, А.Н.Саламатин, Н.И.Слюсарев, Ю.М.Парийский, А.А.Яковлев, А.М.Яковлев, R.Q.Morris, A.F.Negrao и др.) обычно рассматривается гомогенный поток пены без учета изменения его структуры.

Отсутствие проскальзывания пузырьков воздуха приводит к тому, что в нисходящем потоке (в канале КБТ) структура потока остается практически неизменной, зато в

затрубном пространстве в связи с изменением давления пузырьки увеличиваются в объеме в 10-20 раз.

На современных буровых установках при диаметре скважин от 46 до 76 мм и частотах вращения до 2500 мин"1 окружные скорости алмазной коронки доходят до 6 м/с, что вполне сопоставимо с предельными частотами вращения импеллеров пневмомеханических флотационных машин, используемых для создания пенного слоя на обогатительных фабриках. В таких условиях весьма велики ударные нагрузки, и пузырьки диаметром более 1... 1,5 мм в результате образуют так называемую слабую (нестойкую) пену, склонную к слиянию пузырьков, и не способную транспортировать шламовые частицы.

За пределами колонковой трубы площадь кольцевого канала резко увеличивается, а скорость потока падает до (0,3...0,5) м/с, что вызывает скачкообразное изменение давления и интенсивное разрушение оболочек крупных пузырьков с возникновением воздушных пробок (поршневой режим), что сопровождается пульсациями давления и увеличением крутящего момента при вращении бурильных труб.

При проведении исследований в производственных условиях на скважинах 0 0,076 м подобные явления наблюдались при газосодержании ß = 0,999 (степень аэрации а > 700, где а = QJQm. ) по условиям всасывания, т.е. при расходе газа Qr = 0,0775 м3/с (4,65 м3/мин) и расходе жидкости Qm = 1-Ю"4 м3/с (6 л/мин), а кроме того, при концентрации раствора ПАВ менее 0,1% в сочетании с расходом жидкости менее МО^м/с.

Для определения влияния кинематических факторов на структуру потока обычно используют критерии подобия, в частности, критерий Фруда, определяющий отношение сил инерции системы к силе тяжести. Выбор этого критерия оправдывается тем, что пена представляет собой сжимаемую среду, и в зависимости от газосодержания и давления в

скважине ее плотность в различных точках циркуляционного тракта существенно меняется, достигая 400 кг/м3 в приза-бойной зоне скважин глубиной 1500 м.

Структурное выражение для силы инерции согласно теории размерности имеет вид: Ри = р , где р - плотность; U — скорость; L — линейный размер, а поскольку речь идет о газожидкостной смеси, необходимо учитывать различную плотность и расход как газовой, так и жидкой фаз:

(1)

(здесь и далее индекс «г» относится к газовой фазе, индекс «ж» - к жидкой фазе; - сечение канала; ()г - расход газа; Qж - расход жидкости). В качестве массовых сил обычно рассматривают силы тяжести, для которых можно записать:

Рт = т% = & (2)

С учетом свойств вязкоупругости структурированных газожидкостных смесей, на основе (1) и (2) был получен безразмерный комплекс , позволяющий характеризовать состояние потока в зависимости от скорости течения и от расходных характеристик газа и жидкости:

где % = , G - массовый расход, d- средний диаметр

пузырьков, £)э- эквивалентный диаметр.

Диаграмма, построенная в координатах £ - (рис.1), дает представление об изменении характеристик потока при бурении скважины глубиной 1500 м (скважина 0 0,076 м, бурильные трубы 0 0,050 м) .

Анализ приведенных данных показывает, что абсолютная величина комплекса £ в значительной степени зависит от количества жидкости в пене, при этом для каждого

фиксированного расхода жидкости зависимость f(Qr) описывается полиномами второй степени типа

у = -9,5714х2+ 45,029х +100,2 (для Q«= 1,0 -10"4 м3/с), у = -6,5714х2 + 43,629х +26,8 (для 1,7 -10"4 м3/с)

и т.д. с явно выраженными точками экстремумов. Наблюдения при бурении скважин показали, что газожидкостные

180 т---------

140 120 100 80 60

40 20 0

Рис. 1. Зависимость расчетных значений £ от расхода воздуха для условий скважины глубиной 1500 м:

((}„, 10'4 м3/с): 1,0; ■ — 1,7; А -2,3; о-3,0; Д-3,7; • -4,3. Выделенная зона - критические значения £ .

соотношения, отвечающие наибольшим значениям £ , соответствуют поршневому режиму циркуляции; при этом обычно наблюдаются выбросы пены и пульсации давления. Окрестности точек максимумов на каждой из кривых в совокупности образуют область критических значений, которая разграничивает зоны структурного, поршневого и расслоенного течений для условий различных расходов жидкости и газа.

По мере увеличения расхода жидкости (0Ж) точки максимальных значений £ смещаются в сторону более высоких расходов воздуха , то есть при повышении расхода жидкости допустимо увеличивать подачу воздуха до критических значений , не опасаясь появления поршневого режима и повышения давления нагнетания.

Поскольку реализовать увеличение расхода воздуха не всегда возможно, регулирование газосодержания допустимо осуществлять с помощью изменения расхода жидкости. При низких расходах жидкости (£?ж=0,0001 м3/с, т.е. 6 л/мин) и сравнительно высоких газосодержаниях, когда используется полная производительность компрессора, например, типа ЗИФ-51 ( <3г =0,07 м3/с), возникают поршневой режим и значительные колебания давления в гидравлическом контуре. Повышение количества жидкости в пене ((Уж = (1,0... 1,7) • 10"4 м3/с) при той же производительности компрессора обеспечивает уже нормальную ячеистую структуру потока. В то же время увеличение расхода воздуха до ()г = (0,10...0,13) м3/с приводит к возникновению смешанного (поршневого и расслоенного) течения и соответствующему увеличению давления нагнетания, что также нежелательно в связи с повышением гидромониторного воздействия потока на стенки скважины и возрастанием крутящего момента.

Расчеты показывают, что близкие по глубине и конструкции скважины имеют сходные по абсолютной величине критические значения , и это позволяет использовать

предложенные аналитические выражения для построения диаграмм с целью оптимизации расходных характеристик газа и жидкости, а также направленного регулирования структуры потока в конкретных геолого-технических условиях.

2.Снижение сил трения при взаимодействии колонны бурильных труб со стенками скважины в процессе бурения без дополнительной смазки колонны бурильных труб может быть обеспечено за счет антифрикционных свойств газожидкостной системы при условии совместного действия пузырьковых структур, обладающих демпфирующими свойствами, и жидкой фазы, представленной раствором поверхностно-активных веществ.

Одним из наиболее энергоемких процессов при разведочном бурении является вращение колонны бурильных труб (КБТ). Оптимизация процесса бурения невозможна без учета сил трения КБТ о стенки скважины.

Эти вопросы достаточно давно и всесторонне изучались и отечественными и зарубежными учеными (А.Г.Архипов, Ю.В.Бакланов, П.В.Балицкий, Л.К.Горшков, А.И.Кукес, В.Е.Копылов, П.М.Кругляков, Э.М.Мухин, М.А.Мыслюк, О.В.Ошкордин, Н.И.Слюсарев, Н.В.Соловьев, И.Г.Шелковников, А.Н.Ягодин, В.Г.Ясов, R. Grey George, Н.С.Н. Darley, W.R.Garret и др.).

При бурении с пеной для пары КБТ - стенка скважины не выполняется ни одно из требований, предъявляемых в машиностроении к узлам трения: между колонной бурильных труб и стенкой скважины зазор составляет не менее 1 мм; высота неровностей породы при бескерновом бурении достигает 2-3 мм; траектория взаимного перемещения контактирующих поверхностей чрезвычайно сложна, а контакты КБТ со стенками характеризуются знакопеременными и зачастую ударными нагрузками. Общепризнанным считает-

ся необходимость введения в состав промывочного агента тех или иных смазывающих добавок, создающих либо вязкую пленку на стенках скважины и бурильных трубах, либо использующих хемосорбционный и плакирующий эффекты.

Производственные исследования позволили установить, что применение пены при нормальном режиме циркуляции обеспечивает снижение крутящего момента при вращении КБТ в среднем на 10% по сравнению с режимом обычного бурения с промывкой водой даже при условии нанесения на колонну смазочного материала (КАВС) - рис.2 (кривые 3 и 4). В то же время определенные в стендовых условиях коэффициенты трения растворов ПАВ могут обеспечить в лучшем случае граничный режим смазки, а весьма незначительная, не более 0,1 мм, толщина пленки раствора ПАВ не может создать достаточного смазочного слоя,

N. кВт ДЫ, кВт

Рис.2. Уровни вибраций (Д1^) и мощности (^ на вращение колонны бурильных труб при использовании промывки водой и пеной: Л - вибрации при использовании пены; О - вибрации при использовании воды; А - мощность при бурении (пена); ♦- мощность при бурении (вода)

поэтому главной причинои столь заметного снижения трения колонны в скважине следует считать вязко-упругие и демпфирующие свойства пристенного слоя пены, насыщенного мелкими пузырьками.

Уровни мощности при бурении с пеной во всех случаях оказались значительно ниже, чем при бурении с промывкой водой, даже при условии нанесения в последнем случае на колонну смазки КАВС. При этом уровень вибраций при промывке пеной (кривая 1) с увеличением частоты вращения изменяется в значительно меньшей степени, чем при работе с водой (кривая 2), что свидетельствует о высокой эффективности пены как демпфера колебаний. Очевидно, что насыщенный мелкими пузырьками пристенный слой предотвращает непосредственный контакт бурильных труб со стенками скважины и является прослойкой, существенно снижающей силу трения вращающегося снаряда.

Рассмотрим взаимодействие вибрирующей колонны со стенкой скважины при наличии слоя газо-жидкостной смеси. В первом приближении будем рассматривать пену как вязкую жидкость.

Контакт поверхности бурильной трубы со стенкой скважины осуществляется по линии, но, учитывая незначительную разницу в диаметрах, а также деформацию материала трубы и горной породы, линию контакта условно можно принять в виде двух плоских поверхностей с весьма малой шириной.

В соответствии с законами гидродинамики дифференциальное уравнение движения бесконечно малого элемента между сближающимися поверхностями можно представить, как

где £ и L - ширина и длина поверхностей; b- расстояние между поверхностями; р - давление; Q - расход жидкости; 1] -динамическая вязкость потока.

Учитывая, что расход жидкости зависит от скорости сближения поверхностей, после интегрирования и соответствующих преобразований получаем выражение, связывающее величину усилия Р и скорости сближения V как функцию вязкости и геометрических параметров контактной пары:

где - центральный угол, описывающий контактную зону; R - радиус скважины.

Поскольку центробежная сила в данном случае принимается постоянной, то есть P=const, для сохранения тождественности выражения (4) по мере уменьшения зазора

при условии, что: = const, скорость

сближения контактных поверхностей V также должна снижаться, в чем и проявляется эффект демпфирования.

При поперечных колебаниях КБТ, при ее скольжении и перекатывании по стенкам скважины происходит выдавливание пузырьков из зазора и их деформирование, связанное с изменением краевых углов и преодолением гистере-зисных сопротивлений. Это сопротивление тем больше, чем больше начальное ускорение смещения, и для пузырьков диаметром 0,5 - 1,5 мм при изменении равновесного краевого угла натекания от 10° до 70° сила прилипания возрастает примерно в 40 раз (В.И.Классен).

С целью выяснения механизма диссипации энергии при деформации вспененного раствора ПАВ были проведены исследования поведения тонких слоев пены при ударных импульсах. При этом использовался микроскоп Axioplan 2

фирмы Carl Zeiss Jena GmbH с разрешающей способностью до х1600.

Было установлено, что при несимметричном нагру-жении слоя пены мелкие пузырьки раздвигают и обтекают более крупные, не сливаясь с ними. При наличии ударных нагрузок, направленных нормально к поверхности, ограничивающей слой пузырьков, имеет место разрыв пленок и немедленная активная коалесценция близких по размеру наиболее крупных, в пределах 2,5...0,5 мм, пузырьков. Более мелкие газовые ячейки, соизмеримые с толщиной пленок, при этом сохраняют свою форму, внедряясь между соседними пузырьками.

Поскольку любое изменение формы шарообразного пузырька под влиянием сосредоточенной внешней силы ведет к увеличению его поверхности, затраты энергии связаны с преодолением сил межмолекулярного взаимодействия. Под влиянием поверхностного натяжения на поверхности раздела газ - жидкость в соответствии с формулой Лапласа давление изменяется на величину

Рк=АР=2а/г, (5)

где а - поверхностное натяжение на границе раздела газ-жидкость; - средний радиус пузырька.

Сжатие пузырька и уменьшение его радиуса R вызывает увеличение капиллярного давления (5), но быстрее растет его внутреннее давление, которое определяется зависимостью •1/R3 , представляющей собой гиперболу третьего порядка. Градиент значений этой функции в пределах 0 < R < 0,5 существенно больше градиента значений равносторонней гиперболы (5), поэтому время на восстановление термодинамического равновесия в первую очередь определяется диаметрами пузырьков, а не их поверхностным натяжением. Отсюда следует, что наиболее эффективное сопротивление сжатию оказывают пены, насыщенные пузырьками с радиусом до 0,5 мм.

Таким образом, демпфирующие свойства пены в значительной мере зависят от дисперсности пузырьков газа в растворе поверхностно--активных веществ, обеспечивающих упругость и прочность пленок.

3.Полученное аналитическое решение задачи о распределении структур восходящего потока пены в кольцевом зазоре скважины позволяет направленно регулировать демпфирующие и выносные свойства системы за счет формирования высокодисперсных пен с изменяющейся по глубине скважины упругостью и подбора состава ПАВ с учетом химических и минералогических особенностей горных пород, что обеспечивает основы проектирования ресурсосберегающей технологии и технических средств для бурения в осложненныхусловиях.

Способность пены обеспечивать качественную очистку скважины от шлама является одной из важнейших ее характеристик. Объемный расход пены с учетом сжатия воздуха в призабойной зоне составляет 1.4М0"3... 3.88-10"3 м/с. Для условий бескернового бурения при средней механической скорости 2.5 м/ч в скважине диаметром 0.076 м на 1 см3 шлама обычно приходится не менее 500 см3 сжатой пены, что приблизительно на порядок больше, чем при пенной флотации, и при соблюдении требований к химическому составу ПАВ гарантирует 100% вынос шлама.

Из теории флотации известно, что гидродинамическое взаимодействие движущихся пузырьков и частиц породы зависит от соотношения их размеров. Вероятность закрепления частицы на пузырьке максимальна при d/D ~ 0,75, где d- диаметр частицы, D - диаметр пузырька; отсюда следует, что, поскольку 96% шлама при алмазном бурении составляют частицы размером 0,2 - 0,3 мм, для гарантированной очистки ствола скважины без учета динамического на-

пора необходимо, чтобы пена была насыщена пузырьками диаметром до 0,5 мм. /

Любое изменение соотношения компонентов пены отражается на структурных характеристиках потока и на давлении нагнетания, то есть на энергетических затратах. К настоящему времени предложено большое количество методик расчета давлений при циркуляции пены в скважине. Численное решение дифференциального уравнения движе-н и я ]

ф/ск = gpn ± 4стт/£)э, (6)

где р - давление; х - среднее по периметру касательное напряжение на стенках скважины и бурильной колонны; -эквивалентный диаметр; - коэффициент пропорциональности; р„ - плотность газожидкостной смеси; д: - текущая координата по глубине скважины, - разрабатывалось Н.Маковеем, Ю.М.Парийским, А.Н.Саламатиным, К.Икоку и Ж.Окпобири и др. Но сложность полученных выражений, многочисленные допущения и поправочные коэффициенты, использованные при этом, ограничивают область их применения.

Весьма перспективным оказалось направление, основанное на положениях теории пневмотранспорта и получившее дальнейшее развитие в работах Б.Б.Кудряшова, А.И.Кирсанова, В.Я.Климова, А.Е.Козловского,

Н.И.Слюсарева Но в связи с обилием факторов, влияющих на термогидродинамические условия в скважине, а также с учетом того, что каждая скважина по сути дела уникальна, любые аналитические выражения, характеризующие процесс циркуляции СГЖС, будут оставаться приближенными. В связи с этим использование упрощенной методики определения давления, тоже основанной на теории пневмотранспорта и позволяющей с достаточной точностью определять давление в системе, можно принять за основу при проведении анализа состояния циркулирующей среды.

Применительно к условиям восходящего потока смеси по кольцевому каналу вертикальной скважины давление в скважине можно приближенно выразить как сумму динамических потерь давления и гидростатического давления. Принимая за основу дифференциальное уравнение Бернулли, для восходящего потока получаем:

где первое слагаемое представляет собой работу трения ( -коэффициент сопротивления), а второе характеризует гидростатическое давление столба смеси в скважине. После преобразований, совместно с проф. Б.Б.Кудряшовым были получены следующие выражения для распределения давления в вертикальных восходящем и нисходящем потоках:

где - давление на устье скважины; - плотность пены;

п = Хпп

экви-

- текущая глубина скважины; ; -

валентный диаметр канала в восходящем потоке; ¥ - площадь сечения кольцевого канала; - соответственно массовые расходы жидкости и газа; Я - универсальная газовая постоянная; g - ускорение свободного падения; Т- температура.

Полученное выражение содержит основные определяющие факторы и отвечает граничным условиям: при й = О, Р= Ру ;при й -* оо,Р-+ оч

Приближенная формула для распределения давления в нисходящем потоке имеет вид:

где L - глубина скважины; Р3- величина давления на забое;

_ , G(G + G0)

т - сокращающее обозначение: т = 2d F2 '' d - эквивалентный диаметр канала в нисходящем потоке; Fmp - площадь сечения канала в нисходящем потоке.

В ходе экспериментальных работ исследовались пены в широком диапазоне газосодержаний и степени насыщения пузырьками различного диаметра. При этом степень аэрации а ~ Qr/Q)K изменялась от 63 до 775 при расходах воздуха ( Qr) от 0,021 м3/с (1,25 м3/мин) до 0,08 м3/с (4,65 м3/мин) и расходе раствора ПАВ (Q*) от 8,33-10"5 м3/с (5 л/мин) до 33,3 •10"V/c (20 л/мин).

Сопоставление расчетных и измеренных значений давления показало их удовлетворительную сходимость, поэтому упрощенные выражения (7) и (8) были приняты за основу при проектировании режимов бурения в производственных условиях.

Экспериментальные данные по определению давления, полученные с помощью глубинного манометра МГИ-1М и дополненные наблюдениями на производственных скважинах, позволили построить в аксонометрических проекциях пространственную кривую, связывающую давление Р, глубину горизонта L и скорость восходящего потока пены V (рис.3).

Рассматривая проекции точек кривой на осях координат как функции некоторого общего параметра t, можно составить параметрические уравнения для пространственной кривой:

Р = Ф(0;Г = м/(0;£ = х(0. (9)

Примем параметр t в форме i = (ь - п)/а, где a, ь, п -сокращающие обозначения, приведенные в выражении (7).

Предполагая отсутствие проскальзывания газа в жидкости, используя зависимость (7) для определения давления в восходящем потоке пены и учитывая выражение (9), можно составить систему параметрических уравнений, описывающих данную пространственную кривую как линию пересечения некоторых криволинейных поверхностей:

(10)

где В = Q2 = PxQi IP2, N - показатель политропы (принимаем N = 1,2).; индексы 1 и 2 относятся к начальным и конечным условиям.

Построенная пространственная кривая отражает особенности движения восходящего потока пены, в частности, изменение скорости как функции глубины и давления.

С целью уточнения характеристик потока воспользуемся теорией размерностей. Площадь под проекцией кривой на плоскость POL (рис.3) можно представить как произведение двух аргументов: [Р • L] = 1/'МТ" • L = LMT2 • L*1; [Па • м] = [(Н/м2)-м] = [Н/м], то есть размерность полученного выражения соответствует размерности упругой линейной жесткости, иначе говоря, отражает проявление демпфирующих свойств пузырьковой структуры, изменяющихся по глубине в соответствии с изменением диаметра пузырьков.

С увеличением глубины скважины градиент измене -ния площади, ограниченной проекцией кривой на плоскость

POL, снижается, то есть относительное изменение диаметра пузырьков уменьшается, и демпфирующие свойства системы постепенно стабилизируются.

Расчетные значения диаметров пузырьков пены на различных глубинах свидетельствуют о том, что средний размер ячейки в пенной структуре, циркулирующей на глубинах 800... 1200 м, изменяется незначительно и составляет 0,68...0,73 мм. Это позволяет считать структуру потока неизменной и относительно стабильными упругие свойства пены в данном диапазоне глубин.

а)

Рис.3. Пространственная кривая состояния пены в кольцевом канале скважины: а) общий вид кривой с проекциями на плоскости LOV и LOP; б) проекция кривой на горизонтальную плоскость POV

С учетом формулы Лапласа, определяющей давление внутри пузырька, и принимая давление в жидкой фазе соответствующим внешнему давлению, модуль упругости при

сдвиге для пены можно выразить как G„ = (2/5)-(2 а - гРж)1г, где Ga - модуль упругости при сдвиге; а - поверхностное натяжение на границе газ-жидкость; г - средний радиус пузырька; Рж — давление в жидкой фазе без учета гидростатической составляющей.

Очевидно, что модуль G„ пены обратно пропорционален радиусу пузырька пены, и демпфирующие свойства системы тем выше, чем выше степень ее дисперсности.

Площадь под проекцией кривой на плоскость VOL: [V • L] =L Т • L= L Т" , то есть [(м/с)-м] = [м2/с], характеризует скорость изменения суммарной площади поверхности пузырьков при движении по скважине. По мере подъема потока, начиная с глубины 500-400 м, диаметр пузырьков быстро растет, что соответствует росту скорости потока, снижению его вязкости и, соответственно, упругих свойств. Этому способствуют возникающие явления коалесценции, то есть слияния пузырьков, при котором уменьшается поверхность раздела фаз и снижается общая поверхностная энергия системы, что потенциально ведет к зашламованию скважины, возникновению поршневого режима течения потока и к увеличению крутящего момента на вращение КБТ.

Наконец, проекция кривой на плоскость POV позво-

" 1 <у 4 Ч

ляет оценить произведение [Р • V]_= L' МТ • LT" = (LMT* • L"1) • Т"1, или в системе СИ: [(Н/м^-м/с] = [Н/(м-с)] = [(Н/м) •

с*1]. В данном случае видно, что площадь, ограниченная проекцией пространственной кривой, характеризует скорость изменения упругой линейной жесткости пузырьковой структуры во времени при движении ее по скважине на различных глубинах

Таким образом, полученные зависимости согласуются с общими положениями реологии газожидкостных смесей и уточняют характер изменения демпфирующих свойств пены в зависимости от дисперсности пузырьков воздуха.

Об изменении рассмотренных характеристик потока при движении в скважине можно судить по скорости перемещения точечной функции У(Р) по всей длине пространственной кривой. За аргумент в данном случае можно принять текущую глубину скважины, и тогда истинную скорость некоторой воображаемой точки, перемещающейся по пространственной кривой и выражаемую через первые производные ее проекций на оси координат, с учетом выражения (10) можно представить в виде следующих уравнений:

Скорость названной выше точки в криволинейном движении определяет скорость изменения значений функции, отражающей в данном случае физические особенности пузырьковой структуры. Поскольку при движении по стволу скважины прежде всего изменяются давление и объем газовой составляющей (в данном случае - диаметр пузырьков пены), физический смысл полученной величины скорости можно интерпретировать как скорость изменения диаметра пузырьков и его влияния на свойства газожидкостной смеси.

Для модуля скорости точки в этом случае с учетом (11) получаем выражение:

Построенная на основе выражения (12) диаграмма (рис.4) отражает изменение состояния системы по глубине скважины. Участок кривой, соответствующий глубинам 1000 — 600 м, располагается в полосе диаграммы, обозначен ной ДУ1 , а участок от 600 до 200 м - в полосе ДУг. Анализ диаграммы позволяет сделать вывод, что при изменении глубины в диапазоне 1000-600 м скорость точечной функции У(Р) изменяется в 4 раза медленнее, чем в диапазоне 600200 м ( ДУг/ ДУ, «4). Это означает, что, начиная с глубины 500-600 м, физические свойства газо-жидкостной системы все в большей степени соответствуют газовым законам. При

Рис.4. Изменение скорости точечной функции

у(т

глубиной скважины при движении пенного потока по кольцевому зазору

этом скорость движения потока возрастает, и структура пены в основном определяется фракционным составом пузырьков: крупные пузырьки, как наименее прочные, разру-

шаются и создают воздушные пробки; пузырьки диаметром до 1 мм сохраняют свою форму и при достаточной концентрации пенообразователя стабилизируют структуру потока даже при низких давлениях.

С увеличением глубины скважины все большую роль начинает играть гидростатическое давление среды. Газожидкостная смесь в этих условиях представляет собой дисперсию мелких пузырьков газа в растворе ПАВ и по своим физическим свойствам (плотности, вязкости, упругости) ближе к жидкости, чем к газу. Прогнозный расчет давления показывает, что на глубинах порядка 2,5 тыс. м и более величины гидростатических давлений в жидкости и в газожидкостной смеси начинают сближаться. Полного совпадения давлений, очевидно, не произойдет, поскольку чрезвычайно мелкие пузырьки (диаметром в сотые и тысячные доли миллиметра) практически не разрушаются, и потому общая плотность потока СГЖС остается ниже плотности чистой воды (жидкой фазы).

Эффективное использование бурения с СГЖС невозможно без учета особенностей взаимодействия раствора ПАВ и буримых горных пород. Усилия исследователей до сих пор были направлены в основном в двух направлениях:

- поиски незамерзающего жидкого ПАВ, пригодного для использования в районах многолетнемерзлых пород (П.Н.Абрамов, А.М.Калачев, А.Е.Козловский, Ю.А.Нифонтов, А.Н.Холодок, А.А.Яковлев, А.М.Яковлев);

- проводка скважин в зонах размываемых и обру-шающихся пород (А.В.Амиян, А.И.Кирсанов, В.Я.Климов, И.М.Мурадян, M.A.Gudman, T.R.Bates, C.A.Macthin).

Анализ проведенных работ позволяет сформулировать общие рекомендации по составу композиций ПАВ:

1. Вспениватель + собиратель (неионогенное или анионактивное ПАВ).

2. Органический полимер для повышения стабильности пены.

3. Реагент для нейтрализации солей Са и Мё, для смягчения жесткости воды.

4. Высококачественная глина для улучшения структуры пены, повышения ее несущей способности и глинизации стенок.

До настоящего времени химизм взаимодействия раствора ПАВ и пород разреза практически не учитывался, и рецептура ПАВ определялась методом подбора из имеющихся в наличии реагентов. В то же время тип полезного ископаемого в значительной мере определяет геологические условия его залегания и особенности разреза вмещающих пород. Рекомендуемый состав композиции ПАВ для условий бурения при разведке некоторых видов полезных ископаемых приведен в таблице.

Таблица

Рекомендуемые составы пенореагентов для различных геологических условий

Основной компонент Геологические условия залегания (вмешаю-шие породы) Реагентный состав ПАВ

Марганец Основная масса в осадочных месторождениях. Может быть среди гранитов и других изверженных пород. Присутствует немного кварца, сульфиды. АНП-2; прево-целл; смачиватель ДБ

Алюминий и магний Бокситы (Л(2 03 + 8Юг ). Краевые зоны складчатых областей. Среди обломочных известняков. Встречается на платформах среди глин, песков, известняков Олеиновая кислота + сосновое масло; ДТМ + ОП-7

Медь Песчаники с карбонатным цементом АНП + цикло-гексан

Кислые породы, метаморфические сланцы, песчаники и базальты АСЦЭ-12 + Т-80

Никель Основные изверженные породы (габбро, перидотиты) ИМ-68 + АНП

Известняки ДТМ + цикло-гексан (или ИМ-68)

Внедрение технологических режимов бурения с использованием структурированных газожидкостных смесей возможно лишь при наличии соответствующей технической базы. В связи с отсутствием мобильных компрессорных станций, обладающих необходимой производительностью и давлением, для нужд геолого-разведочной отрасли был разработан целый ряд дожимных устройств, рассчитанных на использование с промывочными насосами 11ГР, НБ-3 и НБ-4. Дожимное устройство, представляющее собой дополнительную ступень компрессора, отличается тем, что в качестве рабочего элемента используется жидкостный поршень. Выполнение корпусов камер сжатия в виде набора колец позволило определить оптимальный объем их рабочих полостей.

С учетом необходимости унификации изделий было создано универсальное устройство, способное работать с различными насосами геолого-разведочного стандарта и защищенное а.с. №848746.

Анализ индикаторной диаграммы данного устройства позволил выявить недостатки конструкции, связанные в основном с завоздушиванием рабочей жидкости и разрывом сплошности потока при изменении направления его движения. При доработке конструкции были разработаны камеры сжатия конического профиля с верхним размещением газоввода (а.с. №1121489, 1984). Предложенные разработки послужили основой для создания ряда компрессорно-дожимных устройств на базе насосов НБ-3 и НБ-4 (Кирсанов А.И., Слюсарев Н.И., Вулисанов Н.С.).

Высокая прочность, упругость и демпфирующие свойства структурированных газожидкостных смесей позволяют создавать устройства для гашения вибраций с достаточно мягкой характеристикой, рабочим элементом в которых является пристенный слой СГЖС, размещенный между колеблющимися в противофазе поверхностями (патент №

2147670, 2000). А значительные гистерезисные сопротивления, возникающие при вынужденном перемещении пены в узких щелевых каналах, дают новой направление в разработке герметизирующих устройств, обладающих минимальным трением. На этом принципе разработан герметизатор устья скважины, рассчитанный для работы в условиях бурения с пенами (а.с. № 1731936,1992 ).

Значительный экономический эффект может принести использование СГЖС при колонковом бурении по дробленым милонитизированным породам. В этих случаях для получения керна принято использовать двойные колонковые трубы типа «О» с призабойной обратной циркуляцией. Совместно с ВИТР (Блинов ГА) была разработана конструкция труб типа «О», где на основе вязко-упругих свойств структурированных газожидкостных смесей обеспечивалось получение и сохранение керна, в обычных условиях размывавшегося струей промывочной жидкости.

В связи с этим представляют интерес разработки по насыщению раствора ПАВ сверхвысокодисперсными пузырьками. Обладая уникальными демпфирующими и реологическими свойствами, такая система могла бы существенно повысить качество и производительность буровых работ.

В результате выполненных исследований решена важная проблема геолого-разведочной отрасли, заключающаяся в необходимости разработки теоретически обоснованной и практически подтвержденной экологически чистой ресурсосберегающей технологии бурения геологоразведочных скважин на основе использования структурированных газожидкостных смесей, а также в разработке приоритетных направлений в проектировании и создании

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

комплекса технических средств, позволяющих оперативно управлять режимом бурения.

Основные выводы и рекомендации

1. С учетом изменения состояния газожидкостной смеси в скважине разработанная технология поинтервального восстановления циркуляции при спуске снаряда, позволяет экономить на этих операциях до 50% рабочего времени, что является весьма существенным при бурении глубоких, до 1000-1500 м, скважин, где непроизводительные затраты времени при работе с СГЖС достигают 1-1,5 ч/рейс.

2. Установленная величина допустимого разбавления газожидкостной смеси позволяет определять расходные характеристики структурированных газожидкостных смесей, обеспечивающие полный вынос шлама для заданных режимов бурения.

3. Дисперсность газовой фазы и демпфирующие свойства структурированных газожидкостных смесей, зависящие от поверхностного натяжения, прочности и состава раствора ПАВ, являются основными факторами, определяющими снижение трения и вибраций бурового снаряда.

4. Математический анализ состояния циркулирующего потока газожидкостной смеси в скважине показывает, что при глубине бурения в пределах 1000 - 1500 м состояние и характеристики промывочного агента в призабойной зоне в большей мере соответствуют характеристикам жидкости, а в приповерхностной - характеристикам газа; при этом повышенное содержание пузырьков диаметром свыше 2 мм приводит к резкому возрастанию скорости потока, возникновению поршневого режима и нарушению установившегося режима циркуляции.

5. Полученное на основе модифицированного критерия Фруда аналитическое выражение безразмерного комплекса £ обеспечивает основу для корректировки структуры потока в кольцевом зазоре скважины за счет изменения соотношения и абсолютных расходов газа и жидкости, формирующих структурированные газожидкостные смеси.

6. Предложенная методика выбора рецептуры пенореа-гентов, учитывающая минералогические и химические особенности горных пород буримого разреза, обеспечивает необходимые условия выноса шлама на основе законов пенной флотации минеральных комплексов.

7. В зависимости от условий бурения рекомендуются две схемы обвязки оборудования: упрощенная, включающая компрессор и дозатор, и пригодная для бурения скважин до глубины 80 м диаметром 76 мм и до глубины 200 м диаметром 93 мм, и обвязка с дожимным устройством, обеспечивающая бурение до глубины не менее 1500 м. Специальное оборудование для бурения с пеной целесообразно монтировать в виде передвижной установки, объединяющей емкости с раствором ПАВ и насосно-компрессорный блок в единую систему.

8. Проведенные исследования могут служить теоретическим обоснованием для создания целого ряда амортизаторов и герметизирующих устройств (а. с. 1731936; патент 2147670), обеспечивающих снижение трения между перемещающимися друг относительно друга элементами конструкции.

9. Разработанные принципы проектирования дожимных устройств (а.с. 791919, 848746, 1121489) могут стать основой для создания новейших конструкций специализированных комплексов, обеспечивающих использование структурированных газожидкостных смесей при работе в скважинах геолого-разведочного и нефтяного стандарта.

10. Первоочередными задачами дальнейших исследований должны стать вопросы виброреологии в среде СГЖС, создание биоразлагаемых ПАВ, что необходимо в связи с перспективностью использования аэрированных субмолекулярными пузырьками промывочных растворов, и создание методов и устройств для определения реологических свойств газожидкостных смесей в условиях отсутствия сте-кания жидкости, то есть при отсутствии гравитации.

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Применение пенных агентов при алмазном бурении /Записки ЛГИ, Л.: 1982, Т.93, с. 28-34 (соавторы Л.К. Горшков, В.И. Васильев).

2. Универсальная приставка к поршневым насосам для нагнетания газожидкостной смеси при алмазном бурении / Разработка и совершенствование технологии алмазного бурения в сложных горно-геологических условиях. М., МГ СССР, ВПО «Союзгеотехника», 1983, с.87-93. (соавторы А.И. Кирсанов, Н.С. Вулисанов, Н.И. Слюсарев).

3. Устьевой тарельчатый пеноразрушитель. Научные доклады Ш Международного симпозиума по бурению скважин в осложненных условиях (5-10.06.95). СПб: СПГГИ (ТУ), 1997, с.29-31 (соавтор В.Я. Климов).

4. К методике расчета давления пены в скважине / Методика и техника разведки. Л.: ВИТР, 1979, №129, с.23-31 (соавтор Б.Б. Кудряшов).

5. Основы теории и расчет давления при движении пены в скважине / Записки ЛГИ, Л.: 1982, Т.93, с.2-12 (соавторы Б.Б. Кудряшов, В.Я. Климов).

6. Автономная установка для бурения скважин с пеной // Деп. в Цветметинформации, 1980, № 602.

7. Выбор пенореагентов как средства повышения эффективности бурения с пеной // Деп. в Цветметинформации, 1980, №651.

8. Обеспечение экологической безопасности геологоразведочных работ при использовании структурированных газожидкостных смесей. Сб. научных докладов 5-ой Всероссийской научно-практической конференции «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» (1416.06.2000), СПб: МАНЭБ, 2000, с. 314-316.

9. Герметизатор для бурения с пеной / Методика и техника разведки. СПб, ВИТР, 1999, №9-10, (147-148), с.197-201.

Ю.Использование промывки пеной как средства борьбы с вибрациями бурильной колонны. В кн.: Новые направления в технике и технологии геолого-разведочных работ ПГО «Севзапгеология». М.: МГ РСФСР, Геолфонд РСФСР, 1983,с.115-П9.

И.Применение газожидкостных систем как средства снижения вибраций бурильной колонны. Тезисы научных докладов IV Международного симпозиума по бурению скважин в осложненных условиях (8-12.06.98), / СПб: СПГГИ(ТУ), 1998, с.31.

12.Газожидкостные системы в буровых работах. СПб, СПГГИ (ТУ), 2004,123 с.

13.0 структурах газожидкостных потоков в трубах / Изв. ТПУ, Томск, 2001, Т.304, вып.1, с.139-146 (соавтор Г.А.Блинов).

14.Герметизатор устья скважины для бурения с пеной. Научные доклады Ш Международного симпозиума по бурению скважин в осложненных условиях (5-10.06.95). СПб: СПГГИ (ТУ), 1995, с.51-53 (соавторы В.Я. Климов, А.В. Козлов).

15. В.Я. Климов, А.В. Козлов (соавторы). Некоторые вопросы развития бурения с пенами // Деп. в Цветметинфор-мация,М., 1979, №546.

16. Теоретические основы технологии выбуривания заготовок из камня с использованием пены. Тезисы научных

докладов IV Международного симпозиума по бурению скважин в осложненных условиях (8-12.06.98). СПб: СПГГИ (ТУ), 2000, с.29-32 (соавтор В.П. Онищин).

17. К методике выбора пенореагентов для бурения с пеной. Тезисы научных докладов Ш Международного симпозиума по бурению скважин в осложненных условиях (510.06.95). СПб: СПГГИ (ТУ), 1996, с.53-59 (соавтор Ю.Н. Лоскутов).

18. Исследование влияния газожидкостных смесей на затраты мощности и интенсивность вибраций при алмазном бурении / Вестник ТГУ, Томск, 2000, №271,с.Л 08-114 (соавтор А.В. Козлов).

19. Некоторые особенности выбуривания крупногабаритных заготовок из гранитного целика. Тезисы научных докладов V Международного симпозиума по бурению скважин в осложненных условиях (11-15.06.2001). СПб: СПГГИ (ТУ), 2001, с. 85 (соавторы В.П. Онищин, Н.Б.Глотко).

20. Пенистые промывочные жидкости для очистки скважин // Разведка и охрана недр. М.: Недра, 1978, №6, с.29-32 (соавторы A.M. Яковлев, И.С. Афанасьев, СП. Олейник).

21.Методические рекомендации по бурению скважин с пеной на твердые полезные ископаемые. М.: МГ РСФСР, 1985 (соавторы A.M. Яковлев, В.И. Коваленко, В.Г. Варты-кян и др.).

22. Технико-технологический комплекс для разведочного бурения, Л.: ЛГИ, 1978, с.4 (соавторы A.M. Яковлев, Л.К. Горшков, В.И. Коваленко и др.).

23. А.с. №791919 СССР, МКИ3 Е 21 В 21/14. Способ нагнетания аэрированной жидкости в скважину /соавторы: И.М. Мурадян, И.В. Белей, В.Г. Вартыкян и др. (СССР). № 2542250/22-03; заявлено 02.11.77; опубл. 30.12.80, Бюл. № 48 // Открытия. Изобретения. 1980. №48, с. 130.

24. А.с. №1121489 СССР, МКИ3 F 04 В 23 /10. Нагнетательная установка / соавторы: В.Я. Климов, Л.К. Горшков (СССР). № 3630719/25-06; заявлено 03.08.83; опубл. 30.10.84. Бюл. № 40 // Открытия. Изобретения. 1984. №40, с. 107.

25. А.с. №848746 СССР, МКИ3 F 04 В 23 /10. Установка для приготовления и нагнетания газожидкостной смеси.Асо-авторы: A.M. Яковлев, В.И. Коваленко, В.Г. Вартыкян и др. (СССР). № 2764360/25-06; заявлено 20.04.79; опубл. 23.07.81. Бюл. № 27 // Открытия. Изобретения. 1981. №27,

с.117.

26. А.с. №827749 СССР, МКИ3 Е 21 В 21/00. Колонковый снаряд/ соавторы: Б.Б. Кудряшов, В.А. Чечуров (СССР). № 2779487/22-03; заявлено 13.06.79; опубл. 07.05.81. Бюл. № 17 // Открытия. Изобретения. 1981. №17, с.133.

27Лат. 2147670 СССР, МКИ3 Е 21 В 17/07. Скважин-ный демпфер /соавторы: B.C. Литвиненко, Б.Б. Кудряшов, Н.И. Слюсарев и др. (Россия). № 98115205/03; заявлено 05.08.98; опубл. 20.04.2000; Приоритет 30.06.94, № 2015294 С1; 13.10.71 № 312038 А (Россия) // Открытия. Изобретения. 2000. №11, с.205.

28. А.с. №1731936 СССР, МКИ3 Е 21 В 33/03. Герметизатор устья скважины./ соавторы: В.Я. Климов, М.В. Егорьева (СССР). № 4726006/03; заявлено 12.06.89; опубл. 07.05.92. Бюл. № 17 // Открытия. Изобретения. 1992. №17, с. 128.

РИЦ СПГГИ. 13.05.2004. 3.230. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

PI092S

/О

Содержание диссертации, доктора технических наук, Мураев, Юрий Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЕН

В БУРЕНИИ.

1.1. Основные технологические функции пены.

1.2. Структурные особенности пены и ее реологические характеристики.

1.3. Особенности триботехнических и демпфирующих свойств ГЖС.

1.4. Особенности циркуляционных процессов при бурении с ГЖС.

1.5. Анализ существующих методик расчета давлений в скважине при движении пены.

1.6. Технические средства для бурения с пеной.:.

1.6.1. Генерация пены.

1.6.2. Разрушение пены.

1.6.3. Технологическое оборудование.

1.6.3.1. Источники сжатого воздуха.

1.6.3.2. Специальное оборудование.

Выводы по гл. 1.

Глава 2. ОСНОВЫ РАСЧЕТА ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ДВИЖЕНИИ

ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ В СКВАЖИНЕ.

2.1. Теоретические основы расчета циркуляционных процессов.

2.2. Исследование влияния газосодержания на потери давления в скважине.

2.2.1. Стендовые исследования потерь давления при циркуляции пены в скважине.

2.3. Структурные характеристики потока пены в скважине.

Выводы по гл.2.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ.

3.1. Исследования структурно-механических свойств пены.

3.1.1. Исследование микропузырьковых структур.

3.1.2. Исследование триботехнических свойств структурированных газожидкостных смесей.

3.2. Особенности взаимодействия с динамически подвижной колонной бурильных труб.

3.3. Разработка перспективных направлений создания новой техники с учетом свойств структурированных газожидкостных смесей.

Выводы по гл.З.

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ, ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ

РЕЦЕПТУРЫ ПЕНОРЕАГЕНТОВ.

4.1. Особенности условий применения пенореагентов при бурении.

4.2. Физико-химические особенности прикрепления частиц шлама к поверхности пузырька.

4.3. Анализ существующих материалов по использованию ПАВ при бурении скважин.

4.4. Методика и рекомендации по определению реагентного состава для бурения с газожидкостными смесями.

4.5. Экспериментальные исследования по определению оптимального состава пенореагентов для условий конкретного месторождения.

Выводы по гл.4.

Глава 5. ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1. Описание районов работ.

5.2. Исследование технологии бурения с применением различных схем обвязки поверхностного оборудования.

5.3. Исследования эксплуатационных особенностей специализированных технических средств.

5.4. Вопросы экологической безопасности работ при бурении с пеной.

5.5. Разработка технологических приемов при восстановлении циркуляции.

5.5. Экономическая эффективность применения пен при разведочном бурении.

Выводы по гл.5.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ.

ЗАДАЧИ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Технико-технологические особенности применения структурированных газожидкостных смесей при разведочном бурении"

Новые экономические условия, сложившиеся в стране к настоящему времени и связанные с потерей огромных разведанных площадей с месторождениями полезных ископаемых, заставляют изменить подход к изучению и использованию сохранившихся минерально-сырьевых ресурсов. Наиболее потребляемым и насущным видом сырья сейчас становятся нерудные полезные ископаемые, используемые в строительстве, сельском хозяйстве и в экологически чистых производствах. Месторождения нерудных полезных ископаемых (апатит, соли, песок, известняк и т.п.) наиболее распространены и масштабны. По данным Е.А.Козловского [44] валовая ценность запасов нерудных полезных ископаемых составляет 15% от валовой потенциальной ценности всех балансовых запасов России и их разведка и добыча активно развивается. Таким образом, можно с уверенностью говорить о том, что значительная часть финансируемых разведочных работ, связанных с бурением скважин, будет проводиться в зонах осадочных комплексов, для которых характерно присутствие зон закарстованных слабо сцементированных и склонных к обрушению пород, поэтому изучение и внедрение промывочных агентов, существенно повышающих производительность работ, остается актуальной задачей и в настоящее время.

Острая необходимость в повышении производительности труда и снижении стоимости метра бурения привели к появлению и внедрению в практику буровых работ большого количества новых рецептур очистных агентов. Важное место в этом ряду занимают газожидкостные системы, и в том числе пены, получившие широкое распространение, особенно при бурении в сложных геологических условиях.

Использование газо-жидкостных систем в бурении повышает эффективность работ в зонах пониженного давления и водопоглощения в связи с низкой плотностью смеси и ее способностью создавать области малой водопроницаемости в трещиноватых породах. Весьма малая теплоемкость пен делает рациональным их применение с целью предупреждения растепления многолетне-мерзлых пород. Это становится тем более важным, если учесть, что более 49% территории страны занимают многолетнемерзлые породы [113], бурение в которых всегда сопровождается многочисленными осложнениями. Высокая выносная способность пены обеспечивает хорошую очистку скважины от шлама; отмечается также увеличение механической скорости и снижение количества аварий, вызванных обрывами колонны бурильных труб.

Проведение скважин в современных условиях предъявляет к очистному агенту ряд специфических требований: так, при бескерновом бурении, объем которого составляет приблизительно 25% от общего объема вращательного бурения, выносная способность промывочного агента является одной из важнейших его характеристик, заслуживающих особого внимания. Высокопроизводительное алмазное бурение требует определенного теплового режима алмазной коронки, поэтому в ряде случаев одной из приоритетных задач при бурении является охлаждающая способность очистного агента. Наконец, во всех случаях при вращательном бурении на повестке дня стоит вопрос снижения вибрации колонны бурильных труб, что непосредственно связано со снижением аварийности из-за обрывов снаряда, с получением кондиционного керна и с повышением производительности при бурении в трещиноватых породах.

Рациональная, научно обоснованная технология использования газожидкостной смеси в сочетании со специально созданными техническими средствами позволяет в значительной мере приблизиться к решению поставленных вопросов.

Различные аспекты проблему использования газожидкостных смесей при бурении скважин рассматривались отечественными и зарубежными уче

•1 > ными. Прежде всего здесь нужно отметить работы А.В.Амияна, В.А.Амияна, М.А.Геймана, Л.К.Горшкова, В.И.Исаева, А.Е.Козловского, П.М.Круглякова, Б.Б.Кудряшова, Е.Г.Леонова, Ю.СЛопатина, В.А.Мамаева, А.О.Межлумова, И.М.Мурадяна, В.КМусинова, Г.Э.Одишария, Ю.М.Парийского, В.А.Петрова, Н.И.Слюсарева, Н.В.Соловьева, С.Г.Телетова, Б.С.Филатова, В.В.Шеберстова,

А.М.Яковлева, А.А.Яковлева, Дж.Р.Грея и Г.С.Г.Дарли, А.Хоука, Ю.О.Круга, Б.С.Митчелла, и других исследователей.

Тем не менее, значительная сложность изучения процессов совокупного влияния физических и химических особенностей пленочных структур на динамику потока, на флотационные и демпфирующие свойства пен - до сего времени оставляет много нерешенных вопросов. Исследование технико-технологических особенностей применения структурированных газожидкостных смесей при разведочном бурении позволяет направленно влиять на поведение и свойства промывочного агента и остается весьма актуальной задачей, имеющей большое значение в геолого-разведочной отрасли.

Данная диссертационная работа явилась результатом исследований, начатых автором в 1979 г., и проводившихся в Санкт-Петербургском горном институте, а также в производственных организациях Северо-Запада и Северо-Востока страны в соответствии с планом НИОКР СПГГИ(ТУ) - гос. Per. № 01850046385 и с координационным планом б. Мингео СССР по проблеме ХП.Е111.1/002.119-8: «Создать и внедрить новые композиции промывочных жидкостей, материалов для тампонажа и беструбного закрепления скважин, технические средства и технологии их применения для различных геолого-технических условий».

Идея работы - состояние и особенности циркуляции потока структурированной газожидкостной смеси, ее триботехнические свойства и выносная способность непосредственно зависят от состава ПАВ и от дисперсности пузырьков газа, обладающих упругостью и прочностью.

Основные задачи исследований

Оценка влияния состава газожидкостного потока на его структуру и градиент давления; создание на этой основе математических моделей, позволяющих получить инженерные расчетные зависимости для прогнозирования состояния потока в скважине, и активного управления им в процессе бурения.

Изучение демпфирующих свойств газожидкостных смесей и их функциональной зависимости от дисперсности газовой фазы с целью снижения трения и вибрации бурового снаряда в процессе бурения разведочных скважин без дополнительной смазки колонны бурильных труб.

Определение приоритетных направлений проектирования специальных технических и технологических средств и формирование поликомпонентных составов газожидкостных смесей для реализации эффективной и экологически безопасной технологии бурения разведочных скважин в сложных горногеологических условиях.

Методика исследований включала научный анализ и обобщение результатов исследований гидродинамики и реологии двухфазных сред, особенностей поведения пленочных структур и их вязко-упругих свойств по данным отечественной и зарубежной литературы. Детально изучался фактический материал по использованию газожидкостных смесей при бурении скважин, полученный при проведении производственных испытаний при участии автора. Отдельные вопросы, связанные с особенностями циркуляции газожидкостной смеси и процессом выноса шлама при использовании различных реагентов, изучались в стендовых условиях в лаборатории СПГГИ, а также в ЦЗЛ Центрального рудника ПО АПАТИТ с учетом методов планирования эксперимента и математической статистики. Результаты математического анализа, проведенного на ПЭВМ с привлечением системы Mathcad-8, сопоставлялись с данными лабораторных и промышленных исследований. Полученные таким образом рекомендации использовались при проектировании и создании промышленных образцов оборудования, которое монтировалось на объектах проведения работ и использовалось в соответствии с разработанной технологией бурения.

Защищаемые научные положения

1.Расчетные значения безразмерного комплекса £ характеризующего динамическое состояние газожидкостной смеси, позволяют оценивать структуру потока и могут быть использованы при регулировании расходных характеристик с целью предотвращения поршневого режима течения, вызывающего пульсации давления и опасность зашламования скважины.

Научная новизна заключается в том, что дисперсность газовой фазы и демпфирующие свойства газожидкостной смеси, зависящие от поверхностного натяжения, прочности и состава пленочных структур, рассматриваются как основные факторы снижения трения и вибрации бурового снаряда, при этом эффективным способом управления режимом бурения может служить изменение соотношения жидкой и газовой фаз на стадии генерации смеси.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базируется на достаточном объеме экспериментальных и теоретических исследований, а также производственных испытаний и хорошей сходимости опытных и расчетных данных. Достоверность полученных результатов подтверждается положительными результатами внедрения разработанной на основе исследований техники и технологии в производственных организациях Северо-Запада и Северо-Востока страны.

Практическая значимость работы

- установлены зависимости, позволяющие оптимизировать условия проведения работ за счет обеспечения необходимых реологических и структурных характеристик очистного агента для создания оптимальных условий циркуляции, выноса шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента; позволяющие направленно регулировать свойства газожидкостных смесей в соответствии с задачами проводимых работ при алмазном и бескерновом бурении, снижать вибрацию вращающейся в скважине колонны бурильных труб;

- разработаны принципы и способы подбора наиболее эффективных пенореагентов на основе анализа их флотоактивности для конкретных геологических условий бурения;

- в процессе проведения лабораторных и производственных испытаний были созданы специализированные клапана, устройства для отвода и разрушения пены, устройства для нагнетания пены в скважину и их отдельные элементы, защищенные авторскими свидетельствами;

- внедрены в практику технические устройства, схемы обвязки и передвижные комплексы, позволяющие обеспечить необходимые технологические режимы бурения с использованием газожидкостных смесей;

- конструкции герметизатора устья скважины, устьевого пеноразруши-теля и скважинного демпфера защищены авторскими свидетельствами и патентом.

Внедрение результатов работы

Разработанные технические средства успешно прошли испытания в полевых условиях и внедрены на объектах плановых буровых работ в ПГО «Севзапгеология», «Севвостгеология», «Якутгеология» при бескерновом и алмазном бурении.

С учетом предложенных автором технических решений в ЛГИ и в институте ВИТР были разработаны компрессорно-дожимные устройства УКД-НЗ, УКД-Н4, УКД-Н5 на основе существующего ряда серийно выпускаемых буровых промывочных насосов.

Разработана и передана в Мурманскую ГРЭ ПГО «Севзапгеология» техническая документация на передвижной блок для бурения с пеной, технические разработки и схемы поверхностной обвязки и скважинных устройств.

В процессе поведения опытных работ по внедрению технических средств и технологии бурения с промывкой газожидкостными очистными агентами в регионах Северо-Запада и Северо-Востока страны было пробурено около 20 тыс.п.м. скважин. Экономический эффект составил в ценах 1987г. 105.8 тыс.руб. по Мурманской ГРЭ ПГО «Севзапгеология» и 56.9 тыс.руб. в Норильской КГРЭ. Освоение технологии бурения с промывкой пеной в НКГРЭ позволило довести объем бурения до 22 тыс. п.м. При этом повсеместно отмечено возрастание механической скорости бурения на 15.50% и работоспособности породоразрушающего инструмента до 60%, а также значительная экономия расхода промывочной жидкости, являющаяся одним из важнейших факторов, определяющих экологическую безопасность технологии производства.

Результаты исследований используются в учебном процессе студентами специальности 080700 -«Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых» при изучении разделов, касающихся особенностей промывки скважин, а также в курсе «Бурение скважин в осложненных условиях».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы, такие как определение математических зависимостей поведения потока газо-жидкостной смеси в скважине, разработка технических средств и технологических приемов при бурении геологоразведочных скважин с промывкой пеной и другие - докладывались на совещаниях в Мурманской ГРЭ ПГО «Севзапгеология», на совещании «О задачах технических служб геолого-разведочных организаций в ускорении научно-технического прогресса при разведке твердых полезных ископаемых» в Ленинграде при ПГО «Севзапгеология» в 1989 г., на II, III и IV международных симпозиумах по бурению скважин в осложненных условиях (г.Санкт-Петербург, 1992, 1995, 1998 г.г.), на региональном совещании 2000г. по программе Международной Академии наук экологии безопасности человека и природы: «Обеспечение геоэкологической безопасности при бурении скважин на твердые полезные ископаемые, воду и строительстве промышлен-но-жилищных объектов».

Личный вклад автора

Постановка целей и задач исследований на основе анализа и обобщения имеющегося материала по использованию гжс при бурении скважин.

Построение, анализ и реализация математической модели, создание и отладка компьютерных программ и проведение расчетов на ГЖ.

Разработка методики и проведение экспериментальных исследований.

Совершенствование и создание новых технических средств и технологических приемов на основе результатов выполнения теоретических и экспериментальных исследований.

Внедрение результатов исследований в практику геологоразведочного бурения.

Обоснование перспектив дальнейшего совершенствования техники и технологии бурения с газожидкостными смесями.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 35 работ, в том числе две монографии, 9 авторских свидетельств, 2 патента на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 228 страницах машинописного текста, содержит 42 рис., 36 табл. и состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций и списка литературы из 168 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Технология и техника геологоразведочных работ", Мураев, Юрий Дмитриевич

Выводы по главе 5

1. Разработанные принципы проектирования дожимных устройств (а.с. 791919, 848746, 1121489) могут стать основой для создания новейших конструкций специализированных комплексов, обеспечивающих использование структурированных газожидкостных смесей при работе в скважинах геолого-разведочного и нефтяного стандарта.

2. С учетом определенной конструктивной доработки существующих двойных колонковых снарядов использование промывки структурированными газожидкостными смесями может обеспечить близкий к 100% выход керна при бурении в зонах интенсивно разрушенных дробленых пород перемежающейся твердости, приуроченных к продуктивным горизонтам месторождений редкометальных полезных ископаемых.

3. В зависимости от условий бурения рекомендуются две схемы обвязки оборудования: упрощенная, включающая компрессор и дозатор, и пригодная для бурения скважин до глубины 80 м диаметром 76 мм и до глубины 200 м диаметром 93 мм, и обвязка с дожимным устройством, обеспечивающая бурение до глубины не менее 1500 м. Специальное оборудование для бурения с пеной целесообразно монтировать в виде передвижной установки, объединяющей емкости с раствором ПАВ и насосно-компрессорный блок в единую систему.

4. С учетом изменения состояния газожидкостной смеси в скважине разработанная технология поинтервального восстановления циркуляции при спуске снаряда, позволяет экономить на этих операциях до 50% рабочего времени, что является весьма существенным при бурении глубоких, до 10001500 м, скважин, где непроизводительные затраты времени при работе с пенами достигают 1-1,5 ч/рейс.

Основные научные и практические выводы

6. Предложенная методика выбора рецептуры пенореагентов, учитывающая минералогические и химические особенности горных пород буримого разреза, обеспечивает необходимые условия выноса шлама на основе законов пенной флотации минеральных комплексов.

9. Разработанные принципы проектирования дожимных устройств (а.с. 791919, 848746, 1121489) могут стать основой для создания новейших конструкций специализированных комплексов, обеспечивающих использование структурированных газожидкостных смесей при работе в скважинах геологоразведочного и нефтяного стандарта.

Задачи дальнейших исследований

1. Первоочередными задачами дальнейших исследований должны стать вопросы виброреологии в среде структурированных газожидкостных смесей.

2. Создание биоразлагаемых ПАВ, что необходимо в связи с перспективностью использования аэрированных микропузырьками промывочных растворов.

3. Разработка методов и устройств для определения реологических свойств газожидкостных смесей в условиях отсутствия стекания жидкости, то есть при отсутствии гравитации.

4. Разработка демпфирующих и герметизирующих устройств на основе СГЖС.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Мураев, Юрий Дмитриевич, Санкт-Петербург

1. Абрамзон А.А., Зайченко Л.П., Файнгольд С.И. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, свойства, применение. // Л.: Химия, 1988,200 с.

2. Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. М.:Недра, 1993, 412 с.

3. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.:Недра, 1982, 224 с.

4. Амиян А.В. Исследование свойств пен для совершенствования техоло-гических процессов газодобычи. Автореф. канд. тех. наук, М., 1972,23 с.

5. Амиян А.В. Некоторые вопросы гидравлики пенных систем.//Газовая промышленность. М.: Гостоптехиздат, 1976, №4, с.24-26

6. Амиян А.В. Экспериментальные исследования по освоению скважин пенами. М., ВНИИОЭНГ // Нефтепромысловое дело, 1976, №8, с.32-34

7. Амиян В.А., Амиян А.В., Васильева Н.П. Вскрытие и освоение нефтегазовых пластов. М., Недра, 1980, 384 с.

8. Амиян В.А., Васильева Н.П., Мурадян И.М. Энергия упругой системы (пен) в условиях скважины. М., ВНИИОЭНГ, Нефтепромысловое дело, 1966, №6, с.25-27.

9. Амиян В.А., Васильева Н.П., Солдатов A.M. и др. Экспериментальные исследования процесса движения водо-воздушных смесей и пен в стволе скважины. М., ВНИИОЭНГ // Нефтепромысловое дело, 1970, №2, с.20-23.

10. Амиян В.А., Мурадян И.М. Некоторые свойства пен и водо-воздушных смесей. М., ВНИИОЭНГ // Нефтепромысловое дело, 1966, №3, с. 12-14.

11. П.Архипов А.Г. Механизм разрушения при алмазном бурении и его аку-стико-спектральная характеристика. СПб, ВИТР, 2000 г., 107 с.

12. Бабак В.Г., Вихорева Г.А., Лукина И.Г. и др. Механизм стерической стабилизации пен и пенных пленок адсорбционными слоями ПАВ полиэлектролитных комплексов.// Коллоидный журнал, 1997, т.59, №2, с. 149153

13. Балицкий П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. М., Недра, 1975, 294 с.

14. Боченков С.Е., Перцов А.В. Диффузионный перенос газа в высокократных пенах // Коллоидный журнал, 1997, т.59, №2, с. 165-168

15. Буркин Л.Г. Результаты исследований закономерностей расхода мощности при бурении геолого-разведочных скважин. Л., ВИТР, 1980, №132,с. 34-44

16. Быков В.Г. Сейсмические волны в пористых насыщенныхпородах. Владивосток, Дальнаука, 1999, 108 с.

17. Вартыкян В.Г., Кирсанов А.И., Слюсарев Н.И. и др. Методические рекомендации по бурению скважин бескерновым способом с очисткой забоя пенами (на примере Норильского рудного района). Л.: ВИТР, 1986, 40 с.

18. Вартыкян В.Г., Козловский А.Е. , Слюсарев Н.И. Устройство для нагнетания газо-жидкостной смеси. А.с. №1160100, Б.И., 1985, №21

19. Васильев В.К., Быкова Т.И., Маркин А.А. устойчивость пены под давлением., ВНИИОЭНГ // Нефтепромысловое дело, 1976, №5, с.27-28.

20. Вейраух А.Н., Вулисанов Н.С., Кирсанов А.И„ Слюсарев Н.И. Установка для получения и нагнетания газо-жидкостной смеси. А.с. №1097361, Б.И., 1984, №22

21. Вулисанов Н.С., Слюсарев Н.И., Сенюков В.Д. Устройство для нагнетания газо-жидкостной смеси. А.с. № 1339297, Б.И., 1987, №35

22. Вулисанов Н.С., Слюсарев Н.И., Устюшенкова О.Ю. Установка для нагнетания газо-жидкостной смеси. А.с. №1307085. Б.И., 1987, №16

23. Гаврилов Л.Р. Содержание свободного газа в жидкости и акустические методы его измерения //Акустический журнал,1969, т.15, №3, с.321-334

24. Гельфанд Ф.М., Журавлев В.П., Поелуев А.П. и др. Новые способы борьбы с пылью в угольных шахтах. М., Недра, 1975, 228 с.

25. Горшков Л.К. Методы решения контактных задач в алмазом бурении /Методика и техн. Разведки. СПб, ВИТР, 1993, №2, с.62-71

26. Горшков Л.К. Основы теории механических колебаний в разведочном бурении. СПб, СПГГИ, 1998, 109 с.

27. Горшков Л.К., Климов В.Я., Яковлев А.А. Оценка особенностей процесса алмазного бурения с промывкой пеной (в стендовых условиях).//Изв. ВУЗов. Геология и разведка, 1986, №3, с.32-43

28. Горшков Л.Л., Мураев Ю.Д., Васильев В.И. Применение пенных агентов при алмазном бурении / Зап. ЛГИ, Л.: 1982, Т.93, с.28-34

29. Готовцев В.М., Капранова А.Б., Суркова Л.В .Использование принципа виртуральных перемещений для описания многофазных термодинамических систем. Ярославль, Ярославский гос. технический университет, 1999, 40 с.

30. Грей Дж., Дарли Г. Состав и свойства буровых агентов. М., Недра, 1985, 510 с.

31. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.// Энергия, 1968, 423 с.

32. Дерягин Б.В. Упругие свойства пен // Журнал физической химии, М.-Л., АН СССР, 1931, T.II, вып.6, с.745-753

33. Дерягин Б.В. Упругие свойства пен //Журнал физической химии, М.-Л., АН СССР, 1931, т.11, вып.6, с.745-749

34. Духин С.С., Рулев Н.Н., Дмитриев Д.С. Коагуляция и динамика тонких пленок. Киев, Наукова думка, 1986, 232 с.

35. Зб.Зажигаев Л.С., Кишьян А.А., Романников Ю.И. Методы планирования и обработки физического эксперимента. М., Автоиздат, 1978, 230 с.

36. Ильясов Е.П., Хусид Л.Б., Лузин С.Н. и др. Использование компрессоров буровых установок при освоении скважин с применением пен / Нефтегазовая геология, геофизика, бурение. М.: ВНИИОЭНГ, НТИС, 1984, вып. 10, с.37-38

37. Кирсанов А.И., Крылов Г.А., Нефедов В.П. Пены и их использование в бурении. М,: ВИЭМС, 1980, 60 с.

38. Климов В.Я., Мураев Ю.Д. Устьевой тарельчатый пеноразрушитель. СПб: Ш Междун. симпозиум по бурению скважин в осложненных условиях (5-10 июня 1995 г.), доклады, с.51-53

39. Климов В.Я., Си Хуйвен, Особенности образования и течения пены в скважине. /Записки СПГГИ(ТУ). СПб, 1993, Т.136, с.92-98.

40. Козлов А.В., Слюсарев Н.И., Яковлев А.А. Расчет термодинамических параметров пены в циркуляционной системе скважины. В кн.: Промывка и крепление скважин. Л., ВИТР, 1990, с. 8 -17

41. Козловский Е.А. Ресурсы России вчера и сегодня. М., Деловой мир, 1994,.№9

42. Конесев Г.В., Мавлютов М.Р., Спивак А.И. и др. Смазочное действие сред в буровой технологии. М., Недра, 1993, 272 с

43. Котов А.А., Петров И.И., Реутт В.Ч. Применение высокократной пены при тушении пожаров. М., Изд. лит. по строительству, 1972,113 с.

44. Кротов В.В. //Коллоидный журнал, 1980, т.42, №6, с. 1092-1101.

45. Кругляков П.М. Пены. Физико-химические свойства и применение. Пенза, Приволжск. ДНТП, 1985, 65 с.

46. Кругляков П.М., Ексерова Д.Р. Пена и пенные пленки. М., Химия, 1990, 425 с.

47. Кудряшов Б.Б., Кирсанов А.И. Бурение разведочных скважин с применением воздуха. М., Недра, 1990, 263 с.

48. Кудряшов Б.Б., Козловский А.Е. Теория и расчет давления пены в циркуляционной системе скважины. В кн. «Разработка и применение технических средств при геолого-разведочном бурениии». М.: ВПО «Союзге-отехника», 1984, с.73-81

49. Кудряшов Б.Б., Мураев Ю.Д. К методике расчета давления пены в скважине. Д., ВИТР, Сб. «Методика и техника разведки», 1979, с.23-31

50. Кудряшов Б.Б., Мураев Ю.Д., Климов В.Я. Основы теории и расчет давления при движении пены в скважине. Д., Зап. ЛГИ, т.ХСШ, 1982, с.2-12

51. Кудряшов Б.Б., Слюсарев Н.И., Денисов Н.Л. и др. Алмазная коронка буровая. А.с. №1657596, БИ 1991, №23

52. Кудряшов Б.Б., Слюсарев Н.И., Козловский А.Е. Расчет давления нагнетания при бурении скважин с очисткой забоя пеной // Разведка и охрана недр. М. 1987, №2, с. 36-39

53. Кудряшов Б.Б., Яковлев А.А. Анализ и расчет температурного поля в теле алмазной коронки. /Зап. ЛГИ, Л., 1985, Т.105, с.10-16

54. Леонов Е.Г., Исаев В.И. Гидроаэромеханика в бурении. М.: Недра, 1987, 304 с.

55. Леонов Е.Г., Финатьев Ю.П., Филатов Б.С. К методике определения расхода фаз аэрированной жидкости при бурении скважин.//Нефть и газ. М., 1965, №9, с.10-12

56. Лиманов Е.Л., Медведев М.Ф. Методика расчета давления аэрированной жидкости в скважине. В кн.: Нефтегазоносность недр Казахстана, бурение и разработка месторождений. Алма-Ата, 1983, с.37-51.

57. Лопатин Ю.С. и др. Бурение многолетнемерзлых пород с применением поверхностно-активных веществ. М., ЭИ ВИЭМС, 1976, №13, с.3-6

58. Лоскутов Ю.Н., Сердюков С.Г. Исследование технологических свойств пенообразователей и их композиций. СПб: Ш международный симпозиум по бурению скважин в осложненных условиях, доклады. 1997, с.46-50

59. Лузин С.Н. Технология освоения скважин пенами с использованием компрессоров буровой установки // Нефтяная и газовая промышленность, М., 1998, №10, с.30-31

60. Макаров JI.H. и др. Применение ПАВ при алмазном бурении. М., ВИ-ЭМС, 1971,63 с.

61. Маковей Н. Гидравлика бурения. М., Недра, 1986, 563 с.

62. Мамаев В.А. и др. Движение газо-жидкостных смесей в трубах. М., Недра, 1978, 270 с. .

63. Марамзин А.В., Блинов Г.А., Галиопа А.А. Технические средства для алмазного бурения. Д., Недра, 1982, 72 с.

64. Матвеевский P.M., Лашхи В.Л., Буяновский И.А. и др. Смазочные материалы. М.: Машиностроение, 1989, 217 с.

65. Межлумов А.О. Использование аэрированных жидкостей при промывке скважин. М., Недра, 1976, 232 с.

66. Межлумов А.О., Мазур В.П. и др. Закупоривающий эффект аэрированной жидкости при проводке скважин.//Бурение газовых и газоконден-сатных скважин. ВНИИЭгазпром, 1979, вып.2, с. 14-23

67. Методические рекомендации по бурению скважин с пеной на твердые полезные ископаемые. М., МГ РСФСР, Геолфонд РСФСР, 1985, 80 с.

68. Методические рекомендации по бурению скважин с пеной на твердые полезные ископаемые. М., МГ РСФСР, Геолфонд РСФСР, 1985, 80 с.

69. Мирзаджанзаде А.Х., Ентов В.М. Гидродинамика в бурении. М.: Недра, 1985, 186 с.

70. Михеев В Л. Технологические свойства буровых растворов. М.:Недра, 1979, с.239

71. Мурадян И.М. Выбор рационального типа аэратора. // Нефтепромысловое дело. М.: ВНИИОЭНГ, 1966, №6, с. 14-16

72. Мурадян И.М., Левкин В.Т., Козлов А.А. Совершенствование технологии бурения скважин с очисткой забоя пеной. // Бурение. М.: ВНИИОЭНГ, 1975, №12, с.23-25

73. Мураев Ю.Д. Автономная установка для бурения скважин с пеной. М.: «Цветметинформация», 1980, №602 деп., 6с.

74. Мураев Ю.Д. Использование промывки пеной как средства борьбы с вибрациями бурильной колонны. М., МГ РСФСР, Геолфонд РСФСР,труды. Новые направления в технике и технологии геолого-разведочных работ ПГО «Севзапгеология», 1983, с. 115-119

75. Мураев Ю.Д. Исследование и разработка технологии бескернового бурения с применением пен. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Л., ЛГИ, 1981, 202 с.

76. Мураев Ю.Д. Применение газожидкостных систем как средства снижения вибраций бурильной колонны. СПб, СПГГИ, 4 Международный симпозиум по бурению скважин в осложненных условиях, 1998, с.31

77. Мураев Ю.Д., Выбор пенореагентов как средства повышения эффективности бурения с пеной. //Цветметинформация. М. № 651 деп.,1980, 5 с.

78. Мураев Ю.Д., Коваленко В.И., Васильев В.И. Некоторые вопросы развития бурения с пенами. М., «Цветметинформация», №546 деп., 1979, 8 с.

79. Павлов С.П., Хлебников А.В. Математическая статистика в маркшейдерском деле. Л., ЛГИ, 1983, 101 с.

80. Парийский Ю.М., Пискачева Т.Ю. Термогидравлические процессы при бурении скважин и методика их математического моделирования / Зап. ЛГИ, Л., 1988, №116, с. 21-30

81. Паркин Б.Р., Гилмор Ф.Р., Броуд Г.Л. Ударные волны в воде с пузырьками воздуха. М, изд. Мир, сб. Подводные и подземные взрывы, 1974, 414 с.

82. Патент США № 3662828. Способ промывки скважин пенным составом.

83. Патент Франции № 1584375. Способ перемешивания и диспергирования газа и жидкости.

84. Патент ФРГ № 1809488. Способ пенной промывки и устройство для осуществления способа.

85. Разумов К.А. Флотационный метод обогащения. Л., РТП ЛГИ, 1975, 272 с.

86. Роменский Л.П. Пена как средство борьбы с пылью. Киев, «Наукова думка», 1976, 158 с.

87. Румшиский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М. Наука, 1981, 192 с.

88. Савурбаев А.С. Движение двухфазных сред в трубах. Ташкент, изд. ФАН УзССР, 1988,91 с.

89. Саламатов М.А., Бажутин А.Н. и др. Совершенствование техники и технологии разведочного колонкового бурения. М., Недра, 1988, 219 с.

90. Саутин С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. Л.: Химия, 1978, 376 с.

91. Слюсарев Н.И. Автореферат диссертации, д.т.н., СПб, СПГГИ, 1996, 38 с.

92. Слюсарев Н.И., Козловский А.Е. Исследование устойчивости пенных промывочных систем. В кн.: Совершенствование технологических средств ССК и повышение эффективности их внедрения. Л.: ВИТР, 1987, с 157-162

93. Слюсарев Н.И., Козловский А.Е., Лоскутов Ю.Н. Технология и техника бурения геолого-разведочных скважин с промывкой пеной. СПб, Недра, 1996, 180 с.

94. Слюсарев Н.И., Меджитов О.В. Изоляция зон поглощения пеной // Тез. Докл. 1 Междунар. Симп. «Бурение скважин в осложненных условиях», Л., 1989, с.43

95. Соловьев Н.В. Ресурсосберегающая технология алмазного бурения в сложных геологических условиях с применением ГЖС. СПб, Ш международный симпозиум по бурению скважин в осложненных условиях, доклады. 1997, с.77-79

96. Соловьев Н.В., Чихоткин В.Ф., Богданов Р.К. и др. Ресурсосберегающая технология алмазного бурения в сложных геологических условиях. М., 1997, 332 с.

97. Стреленя Л.С., Гуляева Н.Л. К реологии пен //Коллоидный журнал, 1988, t.L, вып. 1, с. 169-172

98. Стреленя Л.С., Карманов И.А. Особенности тиксотропии глинистых дисперсий.// Коллоидный журнал, 1984, №5, с.967-970

99. Юб.Стреленя Л.С., Слюсарев Н.И. Упруго-вязкопластичные свойства пены //Коллоидный журнал, М., 1991, т.53, с.152-157

100. Технология проводки скважин с промывкой аэрированной жидкостью. Временное руководство по бурению. Уфа, БашНИПИНефть, ОН-ТИ, 1973,23с.

101. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М., «Химия», 1983, 264 с.

102. Френкель М.Н. Поршневые компрессоры. Л., Машиностроение, 1969, 740 с.

103. Цейтлин Я.И., Гильманов Р.А., Нилов В.Г. О локализации действия гидроударной волны взрыва пузырьковой завесой //Взрывное дело. М., Недра , 1980, №82/39, с.264-272

104. Челпанов П.И., Шаров В.Н. Некоторые результаты опытно-промышленного применения пен. // Нефте-промысловое дело, М., ВНИИОЭНГ 1970, №8, с. 18.

105. Чисхолм Д. Двухфазные течения в трубопроводах и теплообменниках М.: Недра, 1986, 204 с.

106. НЗ.Шамшев Ф.А., Тараканов С.Н., Кудряшов Б.Б. и др. Технология и техника разведочного бурения. М., Недра, 1973, 469с.

107. Шелковников И.Г. Прикладная буровая механика, ч.1, СПб, СПГГИ, 1997, 157 с.

108. Шищенко Р.Н., Есьман Б.Н. Гидравлика промывочной жидкости. М.: Недра, 1976, 294 с.

109. Шульман З.П. Конвективный тепло-массоперенос реологически сложных жидкостей. М., Энергия, 1975, 352 с.

110. Яковлев А.А. Научно-практические основы технологии бурения и крепления скважин с применением газожидкостных промывочных и тампонажных смесей. Автореф. дисс. на соискание ученой степени доктора тех. наук. СПб, СПГГИ (ТУ), 2001, 41 с.

111. Яковлев А.А. Бурение скважин в экстремальных условиях. Сб. науч. Докл.5-й Всероссийской научно-практической конференции «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности» (14-16.06.2000), с.333-335

112. Яковлев А.А. Газожидкостные промывочные и тампонажные смеси (комплексная технология бурения и крепления скважин). СПб, СПГГИ (ТУ), 2000, 143 с.

113. Яковлев А.А. Приближенный расчет теплопроводности матриц однослойных коронок. М.: ВИНИТИ, Деп. №175мг-85, 1985, 10 с.

114. Яковлев А.А. Проблема отбора проб при инженерных изысканиях в талых и мерзлых породах // народное хозяйство Республики Коми, Сыктывкар, 1998, т.7, с.78-91

115. Яковлев А.А., Климов В.Я., Заводчиков А.Н. и др. Экспериментальные исследования температурного режима алмазных коронок при бурении с промывкой пеной. /Зап. ЛГИ, Л., 1988, №166, с.49-53

116. Яковлев А.А., Козлов А.В. Температурный режим бурящейся скважины и окружающего массива мерзлых пород / Зап. СППГИ, СПб, 1993,136, с.46-53

117. Яковлев A.M., Коваленко В.И. Бурение скважин с пеной на твердые полезные ископаемые. Л., Недра, 1987, 128 с.

118. Яковлев A.M., Мураев Ю.Д., Афанасьев И.С. и др. Пенистые промывочные жидкости для очистки скважин. //Разведка и охрана недр, М., 1978, №6, с.29-31

119. Яковлев A.M., Саламатин А.Н. Методика расчета параметров циркуляции газо-жидкостных систем при бурении скважин. В кн.: Совершенствование техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые. Свердловск, 1981, с. 28-30

120. Anderson A.L., Hampton L.D. Acoustics of gas bearing sediments //J. Acoust. Soc. Am., 1980, V 67, No 6, p. 1865-1903

121. Bikerman J.J. Foams. NewYork, Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag, 1973

122. Friberg S., Saito H. // Foams / Ed. by R.J.Akers. London: Academic Press, 1976, p.33

123. Heller J.P., Kuntamukkula M.S. // Ind. Eng. Chem. Res. 1987, V.26, No 2, p. 318-325

124. Hetherington Charles R. High arctic chellenge and potential "Petrol. Eng.", 1976,48,No 2.

125. Hutchinson S.O., Anderson G.W. Performed stable foam aids workover drilling.//Oil and Gas ", 1972, Vol.70, No20, p.74-79

126. Krug J.A. Foam pressure loss vertikal tubing Colorado School of Mines. Oil and Gas J/, 1975, vol 73, p. 74-76.

127. Krug J.A., Dr. Mitchell B.J. Cyarts help find volume preccure needed for foam drilling. "The Oil and Gas Journal", Feb.7,1972, p.61 -64

128. Kupferberg A., Jamecon //Trans. Inst. Chem. Eng.,V/47, p.241

129. Mitchell B.J. Test data fill theory gap on using foam as a drilling fluid. "Oil and Gas J.", 1971, V 69, No 36, p.96-100

130. Okpobiri G.A., Ikoku C.U. Volumetric requirements bor foam and mist drilling operations. SPE Drilling Eng., 1986, V.l, N 1, p.71-88

131. Princen H.M. // J.Coll. Int. Sci. 1983, V.91, Nol, p.160-175

132. Princen H.M., Mason S.G. // J. Colloid Sci., 1965, V.20, N 4, p.353-367

133. Wentzel H.G., Brungeraber R.J., Stelson Т.Е. // J. Materials, 1970, V.5, No2, p. 396-412

134. A.c. №1121489, БИ №40 от 30.10.84. Нагнетательная установка. Авт.: Мураев Ю.Д., Климов В.Я., Горшков JI.K.

135. А.с. №1211451, 1986, БИ №6. Нагнетательная установка. Авт.: Hop В.В., Кирсанов А.И., Слюсарев Н.И. и др.

136. А.с. №791919, БИ №48 от 30.12.80. Способ нагнетания аэрированной жидкости в скважину. Авт.: Мурадян И.М., Белей И.В., Вартыкян В.Г., Мураев Ю.Д., Левкин В.Т., Лопатин Ю.С., Олейник С.П.

137. А.с. №848746, БИ №27 от 23.07.81. Установка для приготовления и нагнетания газо-жидкостной смеси. Авт.: Мураев Ю.Д., Яковлев A.M., Коваленко В.И. и др.

138. А.с.№714044, 1980, БИ №5. Авт. Белей Н.В., Лопатин Ю.С., Олейник С.П.

139. Air drilling may play role in growing deep Appalachian place. "The Oil and Gas Journal", 1974, Sept. 23, Vol 72, No38, p. 136-138

140. Lin T.J., Bankoff S.G. Structure of air-water bubbly flow in a vertical pipe // Int J. Heat Mass Transfer, 1993, Vol 36, No 4, p. 1049-1060

141. Патент №2147670 от 20.04.2000. БИ №11 от 20.04.2000. Скважинный демпфер. Авт.: Литвиненко B.C., Кудряшов Б.Б. Мураев Ю.Д., Слюсарев Н.И., Кукес А.И., Вулисанов Н.С.

142. Lahey R.T. Phase distribution phenomena in two-phase flow. Invited lecture //Int. seminar transient phenomena in multiphase flow/ Dubrownik, Yu-doslavia, May, 24-30, 1987.

143. Пены. Получение и применение. М., Материалы Всесоюзной научно-технической конференции. Часть III. Методы получения и область применения пен, 1974, с. 92

144. Седов JI.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1967, 428 с.

145. А.с. № 1731936 от 08.01.92, Б.И. №17 от 07.05.92. Герметизатор устья скважины. Авт.: Мураев Ю.Д., Климов В .Я., Егорьева М.В.

146. Лопатин Ю.С., Оксман А.Л. Преимущества газобустерной насосно-компрессорной установки УНГ-8 /15 в нефтегазовом производстве //Нефтяное хозяйство, 2003, №9, с.82-85.

147. Александров А.Т., Азам М. Оценка эффективности алмазного буре ния с продувкой туманом /Записки СПГГИ, СПб, 1993, т. 136, с. 79-85

148. А.с.1375788 (СССР). Двойной колонковый набор Авт.: Мураев Ю.Д., Коваленко В.И., Скворцов М.А., 19.08.86, 4110971/22-03, БИ, №7, 1988

149. Исаев М.И., Мураев Ю.Д., Оношко Ю.А. и др. Двойные колонковые трубы для алмазного бурения // Разв. и охр. недр, М., Недра, 1972, № 3.

150. В.А.Каулин, В.А.Каценельсон, Ю.И.Матвеев и др. О возможности применения гидротранспорта керна в установке для бурения с морского дна. В сб.ВИТР «Методика и техника разведки», СПб, 1993, №2(140), с.103-113.

151. Ж.А.Альфреду, Б.Б.Кудряшов, А.Е.Козловский. Транспортирование керна восходящим потоком пены./Форум, посвященный 100-летию проф. Б.И.Воздвиженского. М., МГГА, 1999, с.56-59.

152. А.с.827749 (СССР). Колонковый снаряд /Ленинградский горный институт. Авторы, изобр. Кудряшов Б.Б., Мураев Ю.Д., Чечуров В.А. Заявл.13.06.79 №2779487/22-03, Опубл. БИ, 1981, №17.

153. Л.Л.Васильев, П.А.Витязь. 5-я международная конференция по тепловым трубам Инженерно-физический журнал, 1986, Т.50, №1, с.165-168.

154. А.А.Яковлев, А.В.Козлов. Температурный режим ступенчатых алмазных коронок при бурении с пеной / Записки СПГГИ, СПб, 1993, Т.136,с.70-78.

155. Аркадов Ю.К. новые газовые эжекторы и эжекционные процессы. М., физматлит, 2001, 336 с.

156. Молчанов В.И., Селезнева О.Г., Жирнов Е.Н. Активизация минералов при измельчении. М., Недра, 1988

157. Усов Г.А., Калашников В.Н. Теория формирования энергонасыщенных дисперсных систем. Екатеринбург, УрГГГА, Межвуз. науч.-тематич. сб., вып.21, 1998, с. 156-169,.

158. Васильченко СВ., Мезенцев С.В. Решение проблем вскрытия истощен ных пластов: технология афронов // Бурение и нефть. 2003, №6,с. 36-37.

159. Сизоненко О.Н., Колмогорова Р.П., Искимжи А.И. и др. Влияние добавок ПАВ, обработанных электрическим разрядом, на реологические параметры нефти //Нефтяное хозяйство, 2003, №11, с. 79-81.

Информация о работе

Мураев, Юрий Дмитриевич
доктора технических наук
Санкт-Петербург, 2004
ВАК 25.00.14

Диссертация

Технико-технологические особенности применения структурированных газожидкостных смесей при разведочном бурении - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы