In article influencing of cyclic affectings of flush fluid on a stressed state of rocks of a bottom-hole zone is esteemed at boring oil and gas wells. By numerical experiments it is demonstrated that picking up rational arguments of hydrocyclic affecting of flush fluid

J., Akilov

М., Jabbarov

Russian

Uzbekistan Research Online

Problems of Architecture and Construction 
Volume 2 
Issue 4 Problems of Architecture and 
Construction 2019_4 
Article 2 
1-21-2020 
HYDROCYCLIC AFFECTING OF FLUSH FLUID ON A STOPE BACK 
OF DRILLING FLUID 
Akilov J. 
Samarkand State Architecture and Civil Enineering Institute, Uzbekistan. 
Jabbarov М. 
Samarkand State Architecture and Civil Enineering Institute, Uzbekistan. 
Follow this and additional works at: https://uzjournals.edu.uz/samgai 
 Part of the Engineering Commons 
Recommended Citation 
J., Akilov and М., Jabbarov (2020) "HYDROCYCLIC AFFECTING OF FLUSH FLUID ON A STOPE BACK OF 
DRILLING FLUID," Problems of Architecture and Construction: Vol. 2 : Iss. 4 , Article 2. 
Available at: https://uzjournals.edu.uz/samgai/vol2/iss4/2 
This Article is brought to you for free and open access by 2030 Uzbekistan Research Online. It has been accepted 
for inclusion in Problems of Architecture and Construction by an authorized editor of 2030 Uzbekistan Research 
Online. For more information, please contact brownman91@mail.ru. 
HYDROCYCLIC AFFECTING OF FLUSH FLUID ON A STOPE BACK OF DRILLING 
FLUID 
Cover Page Footnote 
The journal is published under the sponsorship of Samarkand State Architecture and Civil engineering 
Institute 
This article is available in Problems of Architecture and Construction: https://uzjournals.edu.uz/samgai/vol2/iss4/2 
 Проблемы архитектуры и строительства 2019, №4 
 
 
 
 
ПРОБЛЕМЫ АРХИТЕКТУРЫ ИСТРОИТЕЛЬСТВА 
PROBLEMS OF ARCHITECTURE AND CONSTRUCTION 
 
(Ilmiy-texnik jurnal) 2019, No.4 
(Научно-технический журнал) 
(Scientific and technical Journal) 
 
 
Журнал ОАК Ҳайъатининг қарорига биноан техника (қурилиш, механика ва 
машинасозлик соҳалари) фанлари ҳамда меъморчилик бўйича илмий мақолалар 
чоп этилиши лозим бўлган илмий журналлар рўйхатига киритилган 
(гувоҳнома № 00757.2000.31.01) 
 
Журнал 2007 йил 18 январда Самарқанд вилоят матбуот ва ахборот бошқармасида 
қайта рўйхатга олиниб 09-34 рақамли гувоҳнома берилган 
 
Бош муҳаррир (editor-in-chief)-т.ф.н.доц.С.И.Аҳмедов 
Масъул котиб (executive secretary)–т.ф.н.доц.Т.Қ.Қосимов 
 
Таҳририя тҳайъати (Editorialcouncil): м.ф.д.,проф.М.Қ.Аҳмедов; т.ф.д.,проф. 
С.М.Бобоев; т.ф.д.,проф. академик А.Дасибеков (Қозоғистон); т.ф.д.,проф. А.М.Зулпиев 
(Қирғизистон); и.ф.д.,проф. А.Н.Жабриев; т.ф.н.,к.и.х. Э.Х.Исаков (бош муҳарри 
рўринбосари); т.ф.д. К.Исмоилов; т.ф.н.,доц. В.А.Кондратьев; т.ф.н.,доц. А.Т.Кулдашев 
(ЎзР Қурилиш вазирлиги);  м.ф.д.проф. Р.С.Муқимов(Тожикистон); т.ф.д.проф. 
С.Р.Раззоқов; УзР.ФА академиги, т.ф.д.,проф. Т.Р.Рашидов; т.ф.д.,проф. Х.Ш.Тўраев; 
м.ф.д.,проф. А.С.Уралов; т.ф.н.доц. В.Ф.Усмонов; т.ф.д.,проф. Р.И.Холмуродов; 
т.ф.д.,проф. И.С.Шукуров (Россия, МГСУ); т.ф.д.,проф. А.А.Лапидус (Россия, МГСУ); 
т.ф.д., проф. В.И.Римшин (Россия); т.ф.д., проф. Ж.Н.Низомов (Тожикистон ФА мухбир 
аъзоси); т.ф.д., проф. И.Каландаров (Тожикистон ФА мухбир аъзоси). 
 
 
 
 
Таҳририят манзили:140147, Самарқанд шаҳри, Лолазор кўчаси, 70. 
Телефон: (366)237-18-47,237-14-77, факс (366)237-19-53.ilmiy-jurnal@mail.ru 
 
Муассис (Thefounder): Самарқанд давлат архитектура-қурилиш институти 
 
Обуна индекси 5549 
 
©СамДАҚИ, 2019 
 
 
MEMORCHILIK va QURILISH 
MUAMMOLARI 
 
2000 yildan har 3 oyda  
bir marta chop etilmoqda 
1
J. and ?.: HYDROCYCLIC AFFECTING OF FLUSH FLUID ON A STOPE BACK OF DRILLING
Published by 2030 Uzbekistan Research Online, 2019
 Проблемы архитектуры и строительства 2019, №4 
 
UDC 622.244:532.542 
 
HYDROCYCLIC AFFECTING OF FLUSH FLUID ON A STOPE BACK OF DRILLING 
FLUID 
 
Akilov J., Professor; 
Samarkand State Architecture and Civil Enineering Institute, Uzbekistan. 
Jabbarov М., Associate professor. 
Samarkand State Architecture and Civil Enineering Institute, Uzbekistan. 
 
In article influencing of cyclic affectings of flush fluid on a stressed state of rocks of a bottom-hole zone is 
esteemed at boring oil and gas wells. By numerical experiments it is demonstrated that picking up rational 
arguments of hydrocyclic affecting of flush fluid. 
 
Бурғилаш суюқлиги гидроциклик таъсирининг бурғилаш қудуғи тубига таъсири 
Мақолада қудуқларни бурғилашда бурғилаш суюқлиги циклик таъсирининг қудуқ тубининг 
кучланганлик ҳолатига таъсири ўрганилган. Сонли тажрибалар ёрдамида гидроциклик таъсир 
параметрларини рационал танлаб тоғ жинсларининг емирилишини тезлаштириш, бу билан нефть ва газ 
конларини бурғилаш тезлигини ошириш мумкин эканлиги кўрсатилган. 
 
Гидроциклическое воздействие промывочнойжидкости на забой буровой жидкости 
В статье рассматриваеся влияние циклических воздействий промывочной жидкости на напряженное 
состояние горных пород призабойной зоны при бурении нефтяных и газовых скважин. Численными 
экспериментами показано, что подбирая рациональные параметры гидроциклического воздействия 
промывочной жидкости. 
 
Лабораторными исследованиями и 
промысловыми экспериментами установлено, 
что на эффективность разрушения горных 
пород в бурении скважин гидромеханическим 
способом, определяющее влияние оказывает 
проницаемость пород [1].Гидравлические 
импульсы давления промывочной жидкостив 
бурении глубоких скважин порождают в 
горных породах массива напряжения, 
распространяющиеся в виде упругих волн и 
образующие системы разветвленных трещин, 
которые способствуют лучшему 
проникновению в пласт жидкости. 
Эффективность способа воздействия зависит от 
степени близости егопараметров к 
рациональным. Поэтому исследование влияния 
циклических воздействий буровой жидкости на 
напряженное состояние призабойной зоны 
скважины имеет важное теоретическое и 
практическое значение. Используем 
следующую модель гидроциклического 
воздействия на пласт через скважину: 
бесконечный массив, содержащий 
цилиндрическую полость, подвержен действию 
нагрузки gP (t) , приложенной к стенкам 
полости, где  
 
0 0 0 0 0
g 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0
2P t / t , 2nt t 2nt 0.5t ,
P (t) 2P 1 t / t , 2nt 0.5t t t 2nt ,
0, 2nt 1.5t t 2t 2nt , n 0,1,2,...
   
      
     
 (1) 
На рис. 1a показан график gP (t)  для
00 t T, T 10c, t 2c.     
Задача описывается уравнениями 
2
r
r c2
1 u
( ) , (r r ).
r r r
 
       
 
 (2) 
r *
u u
( 2 ) P,
r r

      

 
*
u u
( 2 ) P,
r r

        

 
z *
u u
P.
r r
        
 (3) 
Здесь r z, ,    компоненты напряжения; 
u  перемещение (смещение) частиц породы;
  плотность породы; ,    коэффициенты 
Ляме, которые через модуль сдвига G  и 
коэффициента Пуассона   выражаются по 
формулам 2 G / (1 2 )     ; 
2 2G(1 ) / (1 2 );       * параметр 
сцементированности породы *(0 0.5)  ; P 
давление промывочной жидкости.  
Давление жидкости впорах горных пород 
призабойной зоны пласта считаем зависящим 
только от времени и радиальной координаты. 
Оно определяется из следующего уравнения 
пьезопроводности:  
c
P 1 P
r , (r r ),
t r r r
           
  (4) 
2
Problems of Architecture and Construction, Vol. 2 [2019], Iss. 4, Art. 2
https://uzjournals.edu.uz/samgai/vol2/iss4/2
 Проблемы архитектуры и строительства 2019, №4 
где 
ж ж c
k
(m )
  
  
коэффициент 
пьезопроводности (для рассматриваемого типа 
задач (0,1 5   ); k   проницаемость; m   
пористость; ж c,  коэффициенты 
сжимаемости жидкости и пласта, 
соответственно; ж вязкость жидкости. 
Из (2) и (3) для определения перемещения 
u(r, t )  получим следующее уравнение: 
2
*2 2 2
c
1 u u p 1 u
r ,
r r r r r c t
(r r ).
             
  
 (5) 
где 2 2cc ( 2 ) / ( r ); p P / ( 2 ).        
Таким образом, в соответствии выбранной 
схемой расчета, для определения давления 
жидкости и перемещения частиц пород 
получим следующие две задачи. 
Задача А. Найти решение уравнения 
пьезопроводности (8), удовлетворяющее 
краевым условиям 
пл cP(r,0) P , (r r );  
gP(0, t) P (t), (t 0);  плP( ,t) P .   (6) 
Задача Б. Найти решение уравнения (5), 
удовлетворяющее начальным и граничным 
условиям 
'
t cu(r,0) u (r,0) 0, (r r );      (7) 
r c g(r , t) P (t)    
или
c
* g
r r
u u
p p (t)
r r 
        
,(t>0) (8) 
'
ru ( , t) 0, (t 0).      (9) 
Здесь g gp (t) P (t) / ( 2 );    / ( 2 );   
плP   ипластовое давление. 
Прежде чем приступить к решению 
приведенных задач, бесконечную 
цилиндрическую полость cr r  заменим с 
конечной цилиндрической полостью 
c cr r R, (R r )   , где R   достаточно 
большое относительно cr  число. Тогда третье 
равенство в (6) и граничное условие (9) 
принимают следующий вид: 
плP(R,t) P ,
'
ru (R, t) 0, (t 0).   (10) 
Для решения сформулированных задач 
применим численный метод – метод конечных 
разностей [2]. Исходя из характера изменения 
искомых величин вблизи скважины, 
целесообразно использовать метод конечных 
разностей на неравномерных сетках. С этой 
целью введем следующую неравномерную 
разностную сетку 
2 2
i j i c r r c
j t t
(r , t ), r r h i , h (R r ) / N ,
i 0, N; t jh , h T / M
        
    
, 
где r th , h , T  наименьший шаг по координате, 
шаг по времени и конечное время счета, 
соответственно. 
Методика численного решения задачи А. 
Заменяя производные, входящие в уравнение 
(4) и первого из граничных условий (10) с 
конечными разностями, имеем  
i i 1 i i i i 1 iA P C P B P F , (i 1,N 1),      
  
 (11) 
где
j 1 j
i i i j 1 i i i j
i i i 1 i 1 1
i i
2 2
P P P(r , t ), P P P(r , t ),
h r r , r r ,



 
   
   

  
i t 1 i i
i
2
A h r / (r h ),

  i t 1 i i 1
i
2
B h r / (r h ),

 
i i i i i i iC A B , F P   

  . 
Численная аппроксимация начального 
условия и граничных условий:  
0
i плP P , (i 0, N), 
j 1
0 gP P , ( j 0,M 1),
  

 
N N 1 N 23P 4P P 0.   
  
 (12) 
Система разностных уравнений (11) - (12) 
решалась методом прогонки.  
Методика численного решения задачи Б. 
Для численного решения уравнения (5) 
используем трехcлойную разностную схему с 
весом0,5 [3]: 
  t t2
1
u u / 2 u ,
c
  
   
где  r * r2r
1 u
u ru p ,
r r
      (16) 
 
j 1 j
i i i j 1 i i i j
j 1 2
i i i j 1 i i i tt t
u u u(r , t ),u u u(r , t ),
u u u(r , t ),u u 2u u / h




   
    

   . 
После замены производных с 
соответствующими конечными разностями 
имеем  
i i 1 i i i i 1 ia u c u b u f , (i 1, N 1),      
  
  (17) 
где  
i 1 i i 1 i i i 1
i i
2 2
2 2 2
i i i i i t i i i
a r / r , b r h / (r h ),
c a b 2h / (с h ) h / r ,

 
 
    
 
2 2 2
i i i i i t i i i i
i i 1 i i i 1 i * i i i 1
i 1 i 1 i 1 i 1 i 1
f 2h (2u u ) / (с h ) h u / r
b (u u ) a (u u ) h (p
p p p ) / (r r ).
  
    
   
     
   
  
    
  
 
Система (17) также решалась методом 
прогонки.  
На основе разработанной методики 
произведены численные расчеты при исходных 
3
J. and ?.: HYDROCYCLIC AFFECTING OF FLUSH FLUID ON A STOPE BACK OF DRILLING
Published by 2030 Uzbekistan Research Online, 2019
 Проблемы архитектуры и строительства 2019, №4 
данных: 
3
c
6
пл 0 пл
r 0.1 м; 2500кг / м ;
P 5 10 Па; P 1.2 P ;
  
   
 
80.2; G 3.86 10 Па;     
2
*1 м / с; 0.2; R 10.1м.     
Результаты представлены на рисунках 1б - 2. 
На рис. 1б показано изменении давления в 
порах породы в результате гидроциклического 
воздействия промывочной жидкости. Вблизи 
забоя значения давления резко 
уменьшается,имеет в моментах близких к2 с 
минимумы. С удалением от забоя графики 
стабилизуются и при относительно больших 
расстояниях от забоя (10 м) почти не от 
пластового давления.  
 
а) 
 
b. 
 
 
Рис. 1. 
 
Рис. 2а показывает, что перемещения частиц 
породы в результате циклических воздействий 
буровой жидкости в начале процесса резко 
умньшается стремится в нуль (t=1 c, t=1.5 c), но 
с течением времени приобретает слабо 
колебательный характер (t=2 c, t=8 c).  
Графики изменения во времени радиального 
напряжения представлен на рис. 2б. Как видно, 
он имеет резко выраженный колебательных 
характер с большими амплитудами вблизи 
забоя (r=0.2 м, r=0.3 м). С удалением от 
забоя(r=0.5 м) амплитуды уменьшаются. 
а. 
 
б. 
 
Рис. 2. 
 
По нашему мнению, такие резкие, 
скачкообразные изменения радиального 
компонента напряжения может привести 
кобразованию многочисленных трещин и 
соответственно к разрушению горных пород. 
Отсюда следует, что подбирая рациональные 
параметры гидроциклическоговоздействия 
промывочной жидкости можно ускорить 
процесс разрушения горных пород, тем самым 
увеличить скорость бурениянефтяных и 
газовых скважин. 
References: 
1. Sobolevskiy V.V., Shevchenko Yu.M., Mitelman 
B.I. Skillfully drilling with execution of the destructive 
effect of high-level jets of the drilling mortar.– Oil 
economy. – No.12,1976. – p.11-13  
2. Bakhvalov N.S.., Jidkov N.P., Kobelkov G.М. 
Numerical methods. –Мoscow. Nauka, 1987. – p.600. 
 
4
Problems of Architecture and Construction, Vol. 2 [2019], Iss. 4, Art. 2
https://uzjournals.edu.uz/samgai/vol2/iss4/2


HYDROCYCLIC AFFECTING OF FLUSH FLUID ON A STOPE BACK OF DRILLING FLUID

https://uzjournals.edu.uz/cgi/viewcontent.cgi?article=1072&amp;context=samgai

HYDROCYCLIC AFFECTING OF FLUSH FLUID ON A STOPE BACK OF DRILLING FLUID

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Uzbekistan Research Online