В статье рассмотрены результаты исследования процесса бурения, при котором возникает давление в скважине под воздействием высокого напора струи, вытекающей из насадок долота. Напор струи в скважине по своей природе является пульсирующим. В породе, где действует горное давление, возникает напряжение, в результате чего происходит усталость породы. Опыты показали, что релаксационный период, когда жидкость сохраняет свойства твердого тела, измеряется миллионными долями секунды, а период растекания длится в сотни раз дольше. Причем период релаксации весьма трудно обнаружить в опытах. При неизменной осевой нагрузке и скорости вращения механическая скорость проходки с увеличе-нием расхода жидкости возрастает. В статье указано, что при заданных значениях физических параметров промывочной жидкости и породы скорость струи, необходимая для гидромеханического разрушения забоя скважины, может быть определена на основании применения эмпирической формулы. Таким образом, в статье показано, что из-за резкого изменения давления в породах на забое жидкость сжимается, происходит гидравлический удар, в результате чего стенки пор, расши-ряясь, подвергаются хрупкому разрушению. Этот процесс происходит при достижении критического значения растягивающего напряжения. При расчетах в результате взаимодействия высоконапорной струи промывочной жидкости в забое скважины с породами происходит гидромеханическое разрушение забоя. В условиях забоя скважины следует учесть объемную упругость пористой среды, заполненной жидкостью. В целом, анализ накопленного опыта моделирования процессов взаимодействия породоразрушающего инструмента с породой показал недостаточность проработки вопросов изучения механизма воздействия инструмента на породу. В статье показана необходимость учета упругих характеристик горных пород при расчете скорости струи при гидромеханическом разрушении.

Ключевые слова: проходка, скважина, гидромониторные долота, горное давление, плотность жидкости, промывочная жидкость

ЛИТЕРАТУРА

Brown DF, Cuddy SJ, Garmendia Doval AB et al (2000) The prediction of permeability in oil-bearing strata using genetic algorithms. Paper presented at the Third IASTED International Conference Artificial Intelligence and Soft Computing, Banff, Alberta, Canada, 24–26 July 2000

Efendiyev G, Isayev R, Piriverdiyev I (2021) Decision-making while drilling wells based on the results of modeling the characteristics of rocks using probabilistic-statistical methods and fuzzy logic. Journal of Physics: Conference Series, 1828(1):012016. https://doi.org/1088/1742-6596/1828/1/012016

Efendiyev GM, Karazhanova MK, Piriverdiyev IA et al (2024) Assessment of the characteristics of the geological section of wells based on probabilistic-fuzzy analysis of complex geophysical and geological-technological information. SOCAR Proceedings, 3:3–8. https://doi.org/10.5510/OGP2024030098

Efendiyev GM, Mammadov PZ, Piriverdiyev IA (2019) Modeling and evaluation of rock properties based on integrated logging while drilling with the use of statistical methods and fuzzy logic. Paper presented at the 10th International Conference on Theory and Applications of Soft Computing, Computing with Words and Perceptions, ICSCCW, Prague, 27-28 August 2019, Advances in Intelligent Systems and Computing (AISC), 1095:503–511

Efendiyev GM, Mammadov PZ, Piriverdiyev IA et al (2017) Selection of the best combination of bit types and technological parameters during drilling, taking into account uncertainty. Paper presented at the 9th International Conference on Theory and Application of Soft Computing, Computing with Words and Perception, ICSCCW, Budapest, 22-23 August 2017, Procedia Computer Science, 120:67–74. http://dx.doi.org/10.1016/j.procs.2017.11.211

Fedorenko PI (2008) Geometric forecasting of qualitative characteristics of ferruginous quartzites of Kryvbas. Collection of scientific works of the AGN of Ukraine, Ukrrudprom, Mekhanobrchermet. Krivoy Rog, Ukraine, p 75–79 (in Russian)

Gavrilenko YuN, Ermakova VN (2004) Man-made consequences of coal mine closure in Ukraine. Monograph. Nord-press, Donetsk, p 631 (in Russian)

Ibrahimov RS, Bahshaliyeva Sh, Ibrahimov Z (2022) Analysis of the hydraulic characteristics of flushing fluid when gas enters wells drilled from semi-submersible. Nafta-Gaz, 06/2022 (in Polish)

Kozyrev SP, Shalnev KK (1970) Relaxation hypothesis of the mechanism of collision of a liquid and a solid body. Doc. Academy of Sciences of the USSR, 192(3):552–554 (in Russian)

Kyazimov EA, Islamov HM (2023) Development of effective compositions of drilling fluids for improving the quality of well drilling in the Caspian Basin of Kazakhstan. SOCAR Proceedings, 1:19–25. http://dx.doi.org/10.5510/OGP20230100800

Loitsyansky LG (2003) Mechanics of liquid and gas. Textbook for universities, 7th edn. Drofa, Moscow, p 840 (in Russian)

Maxwell DC (2012) Works on Kinetic Theory. Collection of Scientific Papers [Electronic resource]: electronic edition, Binom. Lab. of Knowledge, Moscow, p 406 (in Russian)

Milne-Thomson LM (1964) Theoretical hydrodynamics. Mir, Moscow, p 656 (in Russian)

Rabotnov YuN (1979) Mechanics of a deformable solid body. Science, Moscow, p 743

Sadovenko IA (1991) Synthesis of numerical models in solving problems of control of the geofiltration state of a rock mass. Gorny Zhurnal 12:19–22 (in Russian)

Sadovenko IA, Inkin AV (2015) Modeling of hydrogeothermal fields during underground combustion of coal seams. Geotechnical mechanics 120:161-171 (in Russian)

Sedov LI (1980) Continuum Mechanics. vol 2, Science, Moscow, p 568.

Simonov VV, Vyskrebtsov VG (1990) Operation of a roller bit and their improvement. Nedra, Moscow, p 224 (in Russian)

Spivak AI, Popov AN (1986) Destruction of rocks during well drilling. Nedra, Moscow, p 208 (in Russian)

Stepanova GYu (1983) Introduction to fluid dynamics. Mir, Moscow, p 760 (in Russian)

Sudakov AK (2020) Hydroaeromechanics in Drilling: Textbook. Dnipro Polytechnic National Technical University, Dnipro, Ukraine, p 204 (in Russian)