|
требуется создавать нагрузку на долото. В-четвертых, снаряд для РГПЖ имеет очень простую конструкцию и малые габариты по длине и диаметру, позволяющие бурить скважины диаметром, гораздо меньшим, чем при механическом бурении. В-пятых, оно органично вписывается в ныне применяемый процесс механического бурения скважин и без больших капитальных вложений может быть практически реализовано на существующих буровых установках, поскольку они все уже имеют мощные насосы и канал подвода жидкости на забой. Именно этими обстоятельствами объясняется тот широкий интерес, который проявили специалисты в области бурения скважин к РГПЖ в 60-х годах как в нашей стране, так и за рубежом. На сегодня выполнен большой объем экспериментальных исследований РГПЖ как лабораторных, так и промысловых, включая бурение глубоких скважин. Основные закономерности струйного движения и действия струи ни преграду. Струей называется масса движущейся сплошной среды, ограниченная замкнутой поверхностью, на которой значение скорости движения и других физических параметров изменяются скачкообразно. Если струя распространяется в неограниченном пространстве, она называется свободной. Если пространство ограниченно стенками, струя называется охраниченной. Струя называется затопленной, если она распространяется в среде, имеющей плотность равную или больше плотности вещества самой струи. Если плотность среды меньше, струя называется незатопленной. Струйное движение жидкостей и газов достаточно хорошо изучено в гидродинамике. В работах [80,81] приведены закономерности распространения свободных и ограниченных, затопленных и незатопленных струй, а также воздействия их на преграду. Движение ограниченных затопленных струй жидкости, их действие на преграду применительно к бурению скважин рассмотрено в работах [82,83]. В общем случае, схема движения струи, истекающей из круглой цилиндрической насадки и ее взаимодействие с преградой представлена на рисунке 6.1. После истечения из насадки струя монотонно расширяется вследствие увлечения за счет вязкого трения массы вещества из окружающей среды. Диаметр струи по ее длине увеличивается по следующему закону: (1 = йо +а I, (6.1) где а темп расширения струи, равный Величина а зависит от условий распространения струи и ее начальных свойств. Одновременно происходит торможение струи, ее осевая скорость сохраняется на определенном протяжении /# постоянной. Этот отрезок называется начальным участком струи. За начальным участком следует основной участок, на котором происходит снижение и осевой скорости струи. Таким образом, по мере движения струя постепенно размывается, но момент количества движения ее сохраняется постоянным, т.е. ту = т0у0 = соп$1, (6.2) где т масса вещества струи за определенный отрезок времени. Опыт показывает, что условие (6.2.) справедливо не только для свободных струй, но и для 153 |
4. использование волнового поля при кольматации позволяет управлять устойчивостью дисперсных систем, каковыми являются промывочные жидкости. Воздействие волнового поля направлено па изменение свойств поверхностных пленок дисперсионной средь* на частицах-дисперсной фазыт • 3.4 Технология формирования фильтровой части забоя скважины с учетом эффективной эксплуатации • Метод изготовления щелей в скважине с открытым забоем * Изготовление щелевых каналов производится с помощью гидропескоструйных перфораторов и называется методом щелевой разгрузки открытого забоя или сокращенно ■ • • • "метод щелевой разгрузки". Для выбора режимно-технологических параметров разрушения горных пород струей жидкости были рассмотрены основные закономерности действия струи на преграду и механизм разрушения горных пород струей жидкости (далее РГПЖ) [59].. . • 3.4.1. Основные закономерности разрушения горных пород струей жидкости Разрушение горных пород струей жидкости (РГПЖ) стало применятся в нашей стране в промышленных масштабах в 1950-х годах в горнорудной и угольной промыш, , ленностях [60-62]. В бурении скважин РГПЖ в той или иной мере применяется постоянно после внедрения промывки скважин, но в сочетании с механическим разрушением породы долотом. РГПЖ в чистом виде в промышленных масштабах применяется при бурении под шурф и иногда под направление в очень неустойчивых породах в поймах рек, на болотах, в песках и тщ. В этих условиях оно является единственно возможным, ибо позволяет вести бурение с одновременным креплением, поскольку бурение с последующим креплением невозможно из-за немедленного “заллывания” скважины. С другой стороны, при РГПЖ вращение бурильного инструмента необязательно, что существенно ускоряет и упрощает бурение под шурф. РГПЖ применительно к бурению глубоких скважин имеет ряд положительных качеств. Во-первых, снимается вопрос износа долота, поскольку непосредственным породоразрушающим элементом является струя жидкости. Во-вторых, для разрушения породы на забое скважины не требуется вращения инструмента. В-трстьих, нс требуется создавать нагрузку на долото. В-четвертых, снаряд для РГПЖ имеет очень простую конструкцию и малые габариты по длине и диаметру, позволяющие бурить скважины диаметром, гораздо меньшим, чем при механическом бурении. В-пятых, оно органично вписывается в ныне применяемый процесс механического бурения скважин и без больших капитальных вложений может быть практически реализовано на существующих буровых установках, поскольку они все уже имеют мощные насосы и канал подвода жидкости на 71 * * забой. Именно этими обстоятельствами объясняется тот широкий интерес, который проявили специалисты в области бурения скважин к РГПЖ в 60-х годах как в нашей стране, так и за рубежом. 11а сегодня выполнен большой объем экспериментальных исследований РГПЖ как лабораторных, так и промысловых, включая бурение глубоких скважин. I Основные закономерности струйного движении и действия струи на преграду Струей называется масса движущейся сплошной среды, ограниченная замкнутой поверхностью, на которой значение скорости движения и других физических параметров I • изменяются скачкообразно. Если струя распространяется в неограниченном пространстве, , * . * она называется свободной.’ Если пространство) ограниченно стенками, струя называется ограниченной. Струя называется затопленной, если она распространяется в среде, имеюI шей плотность равную или больше плотности вещества самой струи. Если плотность среды меньше, струя называется незатопленной. Струйное движение жидкостей и газов достаточно хорошо изучено в гидродинамике. В работах [62.63] при веден к закономерности распространения свободных и ограниченных, затопленных и незатопленных струй,, а также воздействия их на преграду. Движение ограниченных затопленных струй жидкости, их действие на преграду применительно к бурению скважин рассмотрено в работах [64.65]. В общем случае, схема движения струи, истекающей из круглой цилиндрической насадки и ее взаимодействие с преградой представлена на рис. 3.2. После истечения из насадки струя монотонно расширяется вследствие увлечения за счет вязкого трения массы вещества из окружающей среды. Диаметр струи по ее длине увеличивается по следующему закону: * А (3.9) где а темп расширения струи, равный 2(^р. Величина а зависит от условий распространения струи и ее начальных свойств. Одновременно происходит торможение струи, ее осевая скорость сохраняется на определенном протяжении 10 постоянной. Этот отрезок называется начальным участком струи. За начальным участком следует основной участок, на котором происходит снижение и осевой скорости струи. Таким образом, по мере движения струя постепенно размывается, но момент количества движения ее сохраняется постоянным, т.е. ту = то*о = сопх1, (3.10) где т масса вещества струи за определенный отрезок времени. Опыт показывает, что условие (3.9) справедливо не только для свободных струй, но и для ограниченных на достаточно больших Л При встрече с преградой осесимметричная струя трансформируется в веерную струю, распространяющуюся строго вдоль преграды. В литературе [64] распространено 72 |