LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Гірнича справа → Вдосконалення методики проектування неорієнтованих компоновок низу бурильної колони



19


ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І ГАЗУ









ЧУДИК Ігор Іванович








УДК 622.243.22




ВДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДИКИ ПРОЕКТУВАННЯ НЕОРІЄНТОВАНИХ КОМПОНОВОК НИЗУ БУРИЛЬНОЇ КОЛОНИ












05.15.10 – Буріння свердловин







АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук









Івано–Франківськ – 2005

Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу


Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Крижанівський Євстахій Іванович,

Івано-Франківський національний

технічний університет нафти і газу,

ректор






Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Мойсишин Василь Михайлович,

Івано-Франківський національний

технічний університет нафти і газу,

завідувач кафедри вищої математики





кандидат технічних наук,

Кунцяк Ярослав Васильович,

ЗАТ НДІ КБ Бурового інструменту

(м. Київ), генеральний директор


Провідна установа: Український науково - дослідний

інститут природних газів ДП Наука нафтогаз НАК Нафтогаз України, (м. Харків).





Захист відбудеться 07 вересня2005 р. о 1430 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 20. 052. 02 Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу за адресою: 76019, Україна, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15.

Із дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу за адресою: 76019, Україна, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15.




Автореферат розісланий 03серпня2005 р.






Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Ковбасюк І. М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Збільшення видобутку нафти і газу вимагає підвищення техніко-економічних показників буріння свердловин та зменшення затрат при розробці родовищ. За кордоном цю проблему вирішують шляхом спорудження похило-спрямованих (ПСС) та горизонтальних (ГС) свердловин. На сьогодні вони буряться в Україні, але в невеликих обсягах у зв’язку із складністю у будівництві та недостатністю відповідних технічних засобів. Одним із напрямків покращення якості їх спорудження є використання ефективних компоновок низу бурильної колони (КНБК), в тому числі і неорієнтованих. При бурінні свердловин застосовують різні конструкції таких КНБК, та бажаного результату досягнути вдається не завжди через їх недосконалість, яка зумовлена недостатнім вивченням умов їх роботи у стовбурі свердловини та великим об’ємом теоретичних припущень при проектуванні.

Дослідженням неорієнтованих КНБК займалося багато вітчизняних і закордонних вчених. Це, зокрема, Аветисян Н.Г., Белоруссов В.О., Васько І.А., Векерик І.А., Вудс Г., Глушич В.Г., Гулізаде М.П., Григулецький В.Г., Калінін А.Г., Кауфман Л.Я., Козлов А.В., Лубінський А., Мислюк М.А., Мілхейм К.К., Новиков В.Д., Поваліхін А.С., Оринчак М.І., Саврей С.Я., Сароян А.Є., Сушон Л.Я., Середа Н.Г., Солодкий К.М., Гержберг Ю.М., Яремійчук Р.С., Ясов В.Г. та інші.

Аналіз опублікованих праць у даному напрямі досліджень показав, що існують певні особливості конструкції компоновок (геометричні розміри деяких їх складових) та умови взаємодії ОЦЕ зі стінками свердловини, які не враховуються при розробці і проектуванні неорієнтованих КНБК. Тому проблема вдосконалення методики проектування неорієнтованих компоновок низу бурильної колони є актуальною і потребує подальшого розвитку.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності з програмами науково-дослідних робіт за договорами Д – 7 П “Наукове обґрунтування створення мобільних установок й інструменту для буріння та ремонту свердловин вантажопідйомністю до 1470 кН” і 199/02 “Розробка та впровадження СТП по вибору КНБК для буріння похило-спрямованих та горизонтальних свердловин” ДАТ “Чорноморнафтогаз”.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення ефективності буріння свердловин шляхом вдосконалення методики проектування неорієнтованих компоновок низу бурильної колони.

Основні задачі дослідження:

  • Аналіз існуючих методик розрахунку статичних характеристик взаємодії елементів неорієнтованих КНБК різного призначення з вибоєм і стінками свердловини.

  • Розробка методики поетапного проектування неорієнтованих багатоелементних КНБК при врахуванні особливостей їх конструкцій та умов взаємодії опор зі стінками свердловини шляхом послідовного збільшення кількості ОЦЕ.

  • Проведення експериментальних досліджень для перевірки та коректування вдосконаленої математичної моделі низу бурильної колони.

  • Вдосконалення методики розрахунку енергії деформації багатоелементних неорієнтованих КНБК із двома ОЦЕ для встановлення моменту нестійкої рівноваги компоновок.

  • Апробація отриманих наукових результатів у промислових умовах при бурінні похило-спрямованих та горизонтальних свердловин.

    Об’єкт дослідження. Неорієнтовані компоновки низу бурильної колони.

    Предмет дослідження. Статичні характеристики взаємодії елементів неорієнтованих компоновок низу бурильної колони з вибоєм та стінками свердловини.

    Методи дослідження.Для вирішення поставлених задач були використані методи теорії пружності, математичного моделювання, програмування і статистики та експериментальні дослідження в лабораторних і промислових умовах.

    Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблено методику поетапного проектування неорієнтованих КНБК на основі розрахунку статичних характеристик взаємодії неорієнтованих багатоелементних компоновок із вибоєм та стінками свердловини шляхом послідовного збільшення кількості опор. Вона дозволяє виявляти і враховувати на етапі проектування можливі випадки взаємодії ОЦЕ зі стінками свердловини.

    Вдосконалено методику дослідження енергії деформації багатоелементних двоопорних неорієнтованих КНБК і вперше встановлено появу нестійкості рівноваги компоновок. При цьому пружну вісь компоновки вперше представлено поліномами Ерміта.

    Розроблено метод перерахунку результатів експериментальних досліджень однорозмірних моделей бурильних колон на натурні багатоелементні КНБК.

    Практичне значення одержаних результатів.

  • За допомогою вдосконаленого експериментального стенда та методики перерахунку результатів лабораторних досліджень однорозмірної моделі бурильної колони на натурні багатоелементні неорієнтовані одно - та двоопорні КНБК отримано залежності зміни реакцій на опорах та долоті при різних зенітних кутах нахилу осі свердловини, які можуть бути використані для вибору компоновок.

  • На основі запропонованої математичної моделі поетапного розрахунку сил взаємодії неорієнтованих одно- та двоопорних КНБК з вибоєм та стінками свердловини, які містять декілька елементів різної ваги й жорсткості на згин, розроблено програму проектування конструкцій компоновок шляхом послідовного збільшення кількості ОЦЕ.

  • За розробленим алгоритмом розрахунку мінімальної енергії деформації багатоелементних неорієнтованих КНБК із двома ОЦЕ визначено момент появи нес


  •