РОЗРОБЛЕННЯ МОДЕЛІ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ БУРОВОГО ДОЛОТА

Анотація

Розглядається важливість правильного підбору кількості гідромоніторних насадок бурового долота та їх геометричних параметрів для ефективного видалення шламу під час спорудження свердловин. Підкреслюється, що оптимальні конструктивні рішення мають базуватися на аналізі розподілу швидкості промивальної рідини в зоні вибою та кільцевому каналі, а не лише на інженерних припущеннях. Для цього доцільно застосовувати сучасні методи чисельного моделювання (CFD), що дозволяють досліджувати гідродинамічні процеси за різних режимів з урахуванням різноманітних параметрів, наприклад частоти обертання долота, шорсткості його поверхонь та поверхонь стовбура свердловини тощо. У роботі зазначається, що хоча існує багато досліджень, присвячених моделюванню гідравліки буріння, вплив кількості, розташування струмин та ступеня турбулізації рідини на якість очищення вибою досі вивчений недостатньо. Використання програмних комплексів у яких використовується метод скінченних елементів дозволяє отримувати детальні результати імітаційного моделювання, а саме розподіли тиску, швидкості, завихреності, температури тощо. Це дає змогу оптимізувати параметри промивальних вузлів без необхідності проведення дорогих експериментів, що значно прискорює процес удосконалення конструкції бурового долота та впровадження нових моделей на ринок. Розроблено та застосовано розрахункову модель для імітаційного моделювання витікання промивальної рідини з гідромоніторних насадок бурового шарошкового долота. Встановлені граничні умови моделювання враховують параметри бурового розчину, тиск, частоту обертання долота та шорсткість поверхонь. Модель дозволяє кількісно оцінити вплив різних параметрів, таких як густина розчину, об’ємна витрата та геометрія насадок на ефективність промивки свердловини. Отримані результати включають розподіли швидкості, тиску та турбулентності потоку в зоні вибою, що сприяє подальшому вдосконаленню конструкції промивальних систем шарошкових доліт.