Рассмотрены вопросы развития теории расчета рабочего цикла (РЦ) пульсационного насоса (ПН), особенности перемещения твердой фазы восходящим пульсирующим взвесенесущим потоком. Даны общие сведения о внутрискважинной пульсирующей промывке и технических средствах для ее реализации. Описан РЦ ПН, определены факторы, влияющие на активную часть РЦ ПН и его подачу. Проанализировано влияние параметров РЦ ПН на перемещение шлама в пульсирующем восходящем потоке.

Рассмотрена проблема применения импульсной технологии промывки в контексте повышения интенсификации процесса разрушения горной породы и очистки забоя и ствола скважины, а также технологических процессов, не связанных с её углублением. Приведена классификация промывок при сооружении и эксплуатации скважин, а также способов импульсной промывки (ИП) скважин применительно к симметричным импульсам подачи жидкости. Проведена дифференциация частот ИП на базе соизмеримости времени двух процессов: вращения породоразрушающего инструмента и промывки скважины. Определены параметры способов ИП скважин и взаимосвязи между ними. Освещены вопросы ИП скважин пульсирующим потоком жидкости с выходом очистного агента (ОА) на дневную поверхность (ДП). Проанализировано влияние пульсаций жидкости на разрушение горной породы, вынос шлама из призабойной зоны, а также по стволу вертикальной и наклонно-направленной скважины и мест её локальных искривлений. Обоснованы рациональные частоты пульсаций потока, обеспечивающие эффективное удаление шлама. Описаны способы реализации ИП скважин без выхода ОА на ДП - безопасное бурение, пульсирующая промывка с применением пульсационного насоса с гидроприводом, промывка с применением погружных пневматических насосов вытеснения, создающих прерывистую и пульсирующую промывку.

Приведен принцип работы внутренней гидроциклонной шламовой трубы. Оценена возможность создания разряжения в ее полости, для подсасывания загрязненной шламом жидкости. Прогнозируется скорость движения частиц шлама в канале гидроциклона шламовой трубы.

Впервые приведена классификация погружных пневматических насосов, которые могут применяться при бурении скважин в условиях поглощения промывочных жидкостей. Структурная схема, построенная на основе предложенной классификации, позволяет системно провести обзор данных устройств, выявить преимущества и недостатки, а также наметить пути совершенствования.

Обобщены теоретические основы, опыт разработки и применения погружных пневматических насосов (ППН) вытеснения для откачки жидкости при проведении горных выработок и промывки скважин в условиях поглощения очистного агента. Приведены результаты научных исследований, посвященные разработке, повышению надежности и теории расчета рабочего цикла и подачи ППН, применяемых для внутрискважинной промывки. Показано влияние характерных особенностей рабочего цикла ППН на процесс очистки скважины от шлама и охлаждение породоразрушающего инструмента. Рассмотрены перспективные направления применения ППН при реализации связанных и не связанных с углубкой скважины технологических процессов.

Цель работы - обоснование реализации важнейшей гидродинамической функции промывочной жидкости - очистки забоя скважины от шлама и вынос его восходящим потоком при прерывистой внутрискважинной промывке с помощью погружного пневматического насоса (ППН) вытеснения. Такая возможность научно обоснована только применительно к стационарному потоку жидкости. Влияние прерывистого потока на процессы перемещения твердой фазы и ее локализацию в гидравлическом контуре скважины пока изучено мало. Методика базируется на фундаментальных положениях теории переноса твердой фазы вертикальным потоком жидкости. При этом предусмотрено выявление связи процессов перемещения шлама восходящим прерывистым потоком жидкости с параметрами рабочего цикла ППН. Установлены критерии, позволяющие разделить твердую фазу, находящуюся в прерывистом взвесенесущем потоке, на седиментирующую и выносимую части как по фракциям, так и по длине потока. Доказано, что весь шлам, образовавшийся в конце активной части первого рабочего цикла ППН, будет вынесен за пределы забоя скважины на следующих активных частях рабочего цикла ППН. Таким образом, не будет зашламования забоя скважины при ее промывке с помощи ППН.