Сменные гидроимпульсаторные насадки конфузорного типа для долот, армированных резцами РDС
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 336, № 12.— 2025.— С. 49-56 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Other Authors: | , |
| Summary: | Актуальность работы обусловлена тем, что разведка георесурсов в настоящее время вообще невозможна без выполнения буровых работ. Более 90 % объема на нефть и газ выполняется долотами, армированными резцами PDC, с применением сменных гидромониторных насадок различных конструкций. Вопрос усовершенствования конструкции гидромониторных насадок является очень актуальным в последнее время. В настоящее время промышленностью выпускается большое количество насадок различных конструкций. Авторами разработаны конструкции сменных гидроимпульсаторных насадок конфузорного типа для долот, армированных резцами PDC. Их применение позволит добиться максимальной вертикальности ствола скважины и производительности буровых работ за счет улучшения очистки забоя скважины от шлама. Известно, что основным процессом при строительстве нефтегазовых скважин является эффективная технология бурения и очистки забоя скважины, особенно при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Внедрение этих разработок в практику буровых работ позволит улучшить качество очистки забоя скважин и повысить механическую скорость бурения. Цель. Разработать сменные гидроимпульсаторные насадки конфузорного типа для долот, армированных резцами PDC, с высокой завихренностью и диссипацией энергии турбулентности потока бурового раствора на выходе для улучшения очистки забоя. Объекты. Насадки для долот, буровой раствор. Методы. Метод конечных элементов, вычислительная гидродинамика. Результаты. Разработан профиль насадки, позволяющий увеличить параметры завихрённости и диссипации энергии турбулентности потока бурового раствора на выходе, что, в свою очередь, позволяет улучшить очистку забоя скважины. По результатам моделирования завихренность на выходе из предлагаемой насадки составляет порядка 50000 с–1, что больше завихренности конической насадки в три раза. Благодаря этому значительно улучшается очистка забоя буровым раствором Relevance. Exploration of georesources is currently impossible without drilling operations. More than 90% of the volume of oil and gas is performed by bits reinforced with PDC cutters, using replaceable hydromonitor nozzles of various designs. The issue of improving the design of hydromonitor nozzles is relevant. Currently, the industry produces a large number of nozzles of various designs. The authors developed designs of replaceable hydroimpulse confuser-type nozzles for bits reinforced with PDC cutters. Their use will achieve maximum verticality of the wellbore and drilling productivity due to improved cleaning of the well bottom from sludge. It is known that the main process in the construction of oil and gas wells is an effective technology for drilling and cleaning the well bottom, especially when drilling directional and horizontal wells. The introduction of these developments into the practice of drilling operations will improve the quality of cleaning the well bottom and increase the mechanical drilling speed. Aim. To develop replaceable hydraulic impulse confuser-type nozzles for bits reinforced with PDC cutters, with high vorticity and dissipation of the turbulence energy of the drilling mud flow at the outlet to improve bottomhole cleaning. Objects. Bit attachments, drilling mud. Methods. Finite element method, computational fluid dynamics. Results. The authors developed a nozzle profile that allows increasing the parameters of vorticity and dissipation of turbulence energy of the drilling mud flow at the outlet. This in its turn allows improving the cleaning of the well bottom. According to the simulation results, the vorticity at the outlet of the proposed nozzle is about 50000 s-1, which is three times greater than the vorticity of the conical nozzle. Due to this, the cleaning of the well bottom with drilling mud is significantly improved Текстовый файл |
| Published: |
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | bulletin_tpu-2025-v336-i12-05.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2025/12/5222 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=684232 |
| Summary: | Актуальность работы обусловлена тем, что разведка георесурсов в настоящее время вообще невозможна без выполнения буровых работ. Более 90 % объема на нефть и газ выполняется долотами, армированными резцами PDC, с применением сменных гидромониторных насадок различных конструкций. Вопрос усовершенствования конструкции гидромониторных насадок является очень актуальным в последнее время. В настоящее время промышленностью выпускается большое количество насадок различных конструкций. Авторами разработаны конструкции сменных гидроимпульсаторных насадок конфузорного типа для долот, армированных резцами PDC. Их применение позволит добиться максимальной вертикальности ствола скважины и производительности буровых работ за счет улучшения очистки забоя скважины от шлама. Известно, что основным процессом при строительстве нефтегазовых скважин является эффективная технология бурения и очистки забоя скважины, особенно при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Внедрение этих разработок в практику буровых работ позволит улучшить качество очистки забоя скважин и повысить механическую скорость бурения. Цель. Разработать сменные гидроимпульсаторные насадки конфузорного типа для долот, армированных резцами PDC, с высокой завихренностью и диссипацией энергии турбулентности потока бурового раствора на выходе для улучшения очистки забоя. Объекты. Насадки для долот, буровой раствор. Методы. Метод конечных элементов, вычислительная гидродинамика. Результаты. Разработан профиль насадки, позволяющий увеличить параметры завихрённости и диссипации энергии турбулентности потока бурового раствора на выходе, что, в свою очередь, позволяет улучшить очистку забоя скважины. По результатам моделирования завихренность на выходе из предлагаемой насадки составляет порядка 50000 с–1, что больше завихренности конической насадки в три раза. Благодаря этому значительно улучшается очистка забоя буровым раствором Relevance. Exploration of georesources is currently impossible without drilling operations. More than 90% of the volume of oil and gas is performed by bits reinforced with PDC cutters, using replaceable hydromonitor nozzles of various designs. The issue of improving the design of hydromonitor nozzles is relevant. Currently, the industry produces a large number of nozzles of various designs. The authors developed designs of replaceable hydroimpulse confuser-type nozzles for bits reinforced with PDC cutters. Their use will achieve maximum verticality of the wellbore and drilling productivity due to improved cleaning of the well bottom from sludge. It is known that the main process in the construction of oil and gas wells is an effective technology for drilling and cleaning the well bottom, especially when drilling directional and horizontal wells. The introduction of these developments into the practice of drilling operations will improve the quality of cleaning the well bottom and increase the mechanical drilling speed. Aim. To develop replaceable hydraulic impulse confuser-type nozzles for bits reinforced with PDC cutters, with high vorticity and dissipation of the turbulence energy of the drilling mud flow at the outlet to improve bottomhole cleaning. Objects. Bit attachments, drilling mud. Methods. Finite element method, computational fluid dynamics. Results. The authors developed a nozzle profile that allows increasing the parameters of vorticity and dissipation of turbulence energy of the drilling mud flow at the outlet. This in its turn allows improving the cleaning of the well bottom. According to the simulation results, the vorticity at the outlet of the proposed nozzle is about 50000 s-1, which is three times greater than the vorticity of the conical nozzle. Due to this, the cleaning of the well bottom with drilling mud is significantly improved Текстовый файл |
|---|---|
| DOI: | 10.18799/24131830/2025/12/5222 |