Разработка технических решений по предотвращению образования шламового режима на забое скважины

Безаварийный процесс бурения скважин во многом зависит от эффективной очистки ствола скважины. Образование шламового режима на забое скважины приводит к процессу повторного измельчения буровой мелочи, это в свою очередь приводит к снижению механической скорости бурения, увеличению энергозатрат породоразрушающего инструмента на повторное измельчение, а также повышает риск возникновения сальников. Кроме того, образование шламового режима на забое скважины увеличивает интенсивность абразивного износа бурового снаряда. Приведено теоретическое описание движения частицы пробуренной породы, доказывающее необходимость воздействия внешней силы, направляющей частицу на поверхность. Описана усовершенствованная конструкция трехшарошечного долота, позволяющая создать вихревое течение шламового раствора при вращении долота в забое, максимально направляя частицы из-под породоразрушающего инструмента к стенкам скважины. Также приведена конструкция разработанного завихрителя, ускоряющего поднятие промывочного раствора на верхнюю часть бурового снаряда, что предотвращает оседание шлама и сальникообразование в бурильной колонне.Дано описание экспериментальных исследований предложенных технических решений, в результате которых определены рациональные углы сгиба лапы долота, количество и углы сгиба винтов завихрителя. Аналитический анализ экспериментальных исследований показывает, что применение разработанного бурового снаряда, повышающего качество промывки забоя скважины, позволит повысить эффективность процесса бурения скважин за счет предупреждения образования шламового режима на забое скважины, повышения механической скорости бурения, а также уменьшения расхода электроэнергии на работу двигателя бурового вращателя и насоса.

Джураев Р. У., Меркулов М. В., Хатамова Д. Н., Асанов А. Т. Разработка технических решений по предотвращению образования шламового режима на забое скважины // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 7. – С. 102–114. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_7_0_102.

Джураев Рустам Умарханович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: r.u.djuraev@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-2712-3003,
Меркулов Михаил Васильевич — д-р техн. наук, профессор, Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе (МГРИ), e-mail: mvm.07@mail.ru, Хатамова Дилшода Нармуратовна¹ — д-р техн. наук, доцент, e-mail: dilyon_hat@bk.ru, ORCID ID: 0009-0002-8336-9884,
Асанов Анвар Тошмурод угли¹ — ассистент,
¹ Навоийский государственный горно-технологический университет, Навои, Узбекистан.

Хатамова Д.Н., e-mail: dilyon_hat@bk.ru.

1. Барвинок В. А., Бикбулатов И. К., Блинков О. Г., Ищук А. Г., Торгашов А. В. Современные шарошечные долота, проблемы их совершенствования и повышения надежности. — Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2000. — 190 с.

2. Miska S. Z., Mitchell R. F., Ozbayoglu E. M. Drilling mechanics. Advanced applications and technology. McGraw-Hill Book Company, 2022, 963 р.

3. Гусман А. М. Управление процессом очистки забоя бурящейся скважины. Автореф. дис. ... докт. техн. наук. — М., 2000. — 50 с.

4. Ramsey M. Practical wellbore hydraulics and ole cleaning: Unlock faster, more efficient, and trouble-free drilling operations. Texas, Gulf Professional Publishing, 2019, 329 р.

5. Богомолов Р. М., Сериков Д. Ю. Пути совершенствования систем очистки забоя при бурении долотами с продувкой // Территория «НЕФТЕГАЗ». — 2019. — № 4. — С. 14—19.

6. Виноградов Ю. И., Хохлов С. В., Зигангиров Р. Р., Мифтахов А. А., Суворов Ю. И. Оптимизация удельных энергозатрат на дробление горных пород взрывом на месторождениях со сложным геологическим строением // Записки Горного института. — 2024. — Т. 266. — C. 231—245.

7. Guan Z., Chen T., Liao H. Theory and technology of drilling engineering. China University of Petroleum Press and Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2021, 557 p.

8. Barskii I. L., Gusman A. M., Povalikhin A. S. Development of a method for drilling of straight section of various type wellbores / Proceeding ETCE/OMAE 2000 Joint Conference, New Orleans, Louisiana, USA, 2000.

9. Рябченко В. И. Управление свойствами буровых растворов. — М.: Недра, 1990. — 230 с.

10. Каменских С. В. Прихваты бурильного инструмента. — Вологда: Инфра-Инженерия, 2023. — 120 с.

11. Закиров Н. Н. Влияние технологических параметров процесса бурения на износ узлов долота // Известия вузов. Нефть и газ. — 2004. — № 9. — С. 69—74.

12. Давиденко А. Н., Игнатов А. А., Полищук П. П. Транспортировка продуктов разрушения при бурении скважин. — Днепропетровск: НГУ, 2016. — 116 с.

13. Aseel A., Aslam Abdullah M., Rithul R., Sidharth P. V., Karthik K. O., Jerry J. Analysis of pipe sticking due to wellbore uncleanliness using machine learning // Heliyon. 2023, vol. 9, no. 4. DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e22366.

14. Кадочников В. Г. Разработка технологии гидромеханической очистки наклонно направленных скважин от шлама при роторном бурении. Автореф. дисс. докт. техн. наук. — СПб.: СПГУ, 2022. — 22 с.

15. Тошов Ж. Б. Пути и средства борьбы с процессом сальникообразования при бурении скважин // Горный вестник Узбекистана. — 2016. — № 1. — С. 42—48.

16. Mitchell J. Trouble—free drilling. Houston: Dilbert Engineering Inc., 2001, 334 p.

17. Бабин И. М. Методика прогнозирования дифференциального прихвата бурильной колонны / Сборник трудов 76-й Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ — 2022». — М., 2022. — С. 33—47.

18. Хатамова Д. Н. Научные основы эффективной эксплуатации буровых установок на основе разработки ресурсосберегающих технологий. Автореф. дис. докт. техн. наук. — Навои: ГГТУ, 2024. — 58 с.

19. Crumpton H. Well control for completions and interventions. Texas: Gulf Professional Publishing, 2018, 815 р.

20. Хатамова Д. Н. Повышение эффективности гидравлической очистки забоя скважины на основе совершенствования конструкции бурового снаряда // Journal of Advances in Engineering Technology. 2024, vol. 3 (15), pp. 91—99. DOI: 10.24412/2181-1431-2024-3-91-99.