Существенным недостатком технологической схемы промывки скважины является отсутствие надежной регистрации момента падения уровня жидкости в ней в процессе бурения при подходе к проницаемой зоне (например, зоне влияния горной выработки). Такая ситуация, если ее во время не зафиксировать и оперативно не принять соответствующие меры (извлечь буровой снаряд), как правило, заканчивается аварией. Очень высокая вероятность не контролированного падения уровня жидкости в скважине наблюдается при бурении в зонах влияния горных выработок. Согласно одним рекомендациям эта зона в три-шесть раз больше вынимаемой мощности пласта. По исследованиям, проведенным для центральной и восточной части Донецкого бассейна, размеры зон трещиноватости над горной выработкой равны соответственно 12 и 41 - 44 мощностям пласта.

Практика бурения в условиях Донбасса показывает, что далеко не всегда ожидаемая глубина начала зоны влияния горной выработки соответствует действительности. Этому есть много причин: глубина, мощность, угол падения пласта, физико-механические свойства вмещающих пород, и т. д. Часто, прогнозируя одни условия встречи и пересечения зоны влияния горной выработки, мы на практике сталкиваемся с другими. Не менее высока вероятность внезапного падения столба жидкости в скважине при бурении в проницаемых зонах, имеющих не только техногенную природу.

Отсутствие в таких случаях возможности контролировать уровень жидкости в скважине непосредственно в процессе бурения является источником возникновения аварии.

В разведочном бурении, проводимом на Украине и за рубежом, применяются устройства для измерения положения уровня жидкости, но их использование предусматривает обязательное извлечение бурового снаряда из скважины, что негативно влияет на непрерывность технологического процесса бурения. Поэтому, весьма актуальным является теоретическое обоснование способа контроля динамики столба жидкости при бурении скважин в породах с большим водопоглощением.

Кафедрой технологии и техники геологоразведочных работ Донецкого технического университета были проведены исследования, которые показали возможность разработки простого и надежного метода контроля динамики столба жидкости в скважине непосредственно в процессе бурения, основанного на использовании идеи передачи сигнала о изменении гидростатического давления столба жидкости в скважине по гидравлическому каналу связи колонны бурильных труб.

Цель работы - разработка надежного принципа фиксации падения уровня жидкости в скважине непосредственно в процессе бурения и реализация его в технологической схеме.

Специфика весьма актуального научного направления университета (разработка технологии бурения скважин в осложненных условиях), накопленный опыт, имеющийся задел дали основание и позволили выполнить эту работу.

В работе описываются результаты работ по теоретическому обоснованию способа контроля динамики жидкости при бурении скважин с большим водопоглощением. Цель работы - разработка надежного принципа фиксации падения уровня жидкости в скважине непосредственно в процессе бурения и обоснование возможности технической реализации его в технологической схеме.

Метод исследований носил комплексный характер и включал в себя теоретические и экспериментальные работы. Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций доказана в теоретических исследованиях использованием фундаментальных положений гидравлики, в экспериментальных - достаточным комплексом лабораторных исследований. При этом использовалась современная контрольно-измерительная аппаратура. Сходимость результатов теоретических расчетов с данными, полученными экспериментальным путем удовлетворительна.

В результате работы теоретически обоснован простой и надежный принцип фиксации момента внезапного падения уровня жидкости в скважине, предложена его техническая реализация, определена область применения, создан и испытан лабораторный образец.

Результаты работы могут быть использованы для создания промышленного образца сигнализатора внезапного падения уровня жидкости в скважине. Использование его при бурении в проницаемых зонах природного и техногенного происхождения позволит упредить аварии, связанные с завалом бурового инструмента обрушившимися в результате падения уровня стенками скважины. Это существенно снизит аварийность буровых работ.