Прогнозування зносу та залишкового ресурсу елементів бурильної колони - Автореферат

ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І ГАЗУ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу Міністерства освіти і НАУКИУКРАЇНИ Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Крижанівський Євстахій Іванович, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, ректор Доктор технічних наук, професор Копей Богдан Володимирович, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, професор кафедри нафтогазового обладнання; Захист відбудеться “19” лютого 2008 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 20.052.04 Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу за адресою: 76019, Україна, м.Одним із шляхів підвищення техніко-економічних показників буріння свердловин є зменшення кількості відмов колон бурильних труб, на ліквідацію яких витрачаються значні кошти. Існуюча методика нарахування зносу комплектів бурильних труб допомагає передбачати та попереджувати відмови колон бурильних труб. Отже, залишається актуальною необхідність розробити нову методику прогнозування довговічності колон бурильних труб, яка би враховувала їхнє зношування. Розробити методику прогнозування довговічності колон бурильних труб для попередження їх відмов, використовуючи результати досліджень закономірностей зношування зовнішньої поверхні бурильних труб в умовах роторного буріння свердловин. Дослідити сумісний вплив основних чинників, а саме: абразивності гірських порід, контактного тиску, швидкості ковзання, шляху тертя, твердості сталі, мастильної здатності бурових розчинів на величину зносу сталевих замків і бурильних труб.При русі у стовбурі свердловини бурильна колона змінює форму осі, взаємодіє з обсадною колоною і стінкою стовбура, при цьому відбуваються процеси тертя і зношування. На даний час існують різні шляхи підвищення довговічності колон бурильних труб, а саме: використання нових зносостійких матеріалів, застосування оптимальних режимів термічної та хіміко-термічної обробки матеріалів, конструктивні вдосконалення та покращення умов експлуатації. Завдання створення методики прогнозування довговічності колон бурильних труб з позиції їх зношування залишається актуальним. Твердість сталі бурильних труб HB при дослідженнях змінювалась від 2,2 до 3,2 ГПА. У випадку тертя бурильної колони з обсадною або при сумнівних даних стосовно твердості сталі бурильних труб чи мастильної здатності бурового розчину необхідно мати залежність масового зносу сталевих бурильних труб від контактних напружень, використання якої в комплексній емпіричній формулі допоможе коректніше врахувати особливості контактуючих поверхонь.На основі проведеного аналізу встановлено, що не існує точної методики прогнозування довговічності колон бурильних труб, яка би враховувала сумісний вплив основних факторів на величину зносу. Розробка такої методики допоможе попереджувати відмови бурильних колон. Створено установку (багатофакторну фізичну модель) для дослідження зношування бурильних труб при роторному бурінні в необсаджених стовбурах свердловин. Встановлено, що на знос бокових поверхонь елементів бурильних колон при роторному бурінні в необсаджених стовбурах свердловин впливає шість незалежних чинників, а саме: абразивність гірських порід, контактний тиск, швидкість ковзання, шлях тертя, твердість сталі, мастильні властивості бурових розчинів. Експериментально визначено сумісний вплив цих чинників на знос зовнішніх поверхонь сталевих замків і бурильних труб, що дало змогу отримати комплексну емпіричну залежність масового зносу бурильних колон.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ