Вплив динамічних процесів у бурильній колоні на роботу тришарошкових доліт - Автореферат

Вивчення поздовжніх коливань у бурильній колоні дасть можливість цілеспрямовано впливати на динаміку долота з метою оптимізації режиму його роботи, а також забезпечувати низький рівень вібрацій в інших частинах колони, що дозволить запобігати прискореному зношуванню бурильного інструменту і повязаним із цим аваріям. Регулювання динамічних режимів може здійснюватись підбором оптимальних для даних умов режимних параметрів, вибором відповідних компоновок низу бурильної колони (КНБК) та використанням різних пристроїв, що впливають на поздовжні коливання (амортизатори, вібратори та ін.). Вивчення опублікованих за даним питанням наукових праць дало можливість визначитися в напрямках інтенсифікації динамічного режиму відробки доліт, які ґрунтуються на концентрації коливальної енергії в області долота внаслідок відбивання хвиль або пружної взаємодії з вибоєм невеликої звязаної з долотом маси, яка динамічно (за допомогою амортизатора) ізольована від верхніх секцій бурильної колони. Дослідження поздовжніх коливань бурильної колони дозволяє також обґрунтувати методи впливу на шкідливі низькочастотні коливання, що виникають внаслідок наявності нерівностей вибою (вибоїн), зясувати причини утворення вибоїн та способи запобігання їх. Удосконалено математичну модель поздовжніх коливань бурильної колони при бурінні тришарошковими долотами.Середні глибини свердловин за аналізований період суттєво не змінюються, найбільша середня глибина свердловин у бурінні для Полтавського ВБР, найменша - для Стрийського ВБР. Аналіз загальних показників роботи найбільш вживаних типорозмірів доліт виявляє стійкі тенденції до збільшення проходки на долото і часу роботи на вибої (особливо за останні роки ) для кожного з ВБР і для підприємства в цілому. Якість і надійність використовуваних на підприємстві тришарошкових доліт за останні роки покращали; аналіз наведених даних виявляє потребу у вдосконаленні технологій відробки доліт з метою забезпечення більш ефективного руйнування породи і, таким чином, підвищення показників їх роботи. Вказано на необхідність уточнення математичної моделі поздовжніх коливань з метою більш адекватного опису взаємодії долота з вибоєм. В дисертації одержано граничну умову на долоті, яка має такий вигляд: (5) де і - узагальнені жорсткість і демпфування вибою; - залежність від часу взаємного зміщення долота і поверхні вибою; - періодична функція, яка моделює вибоїни; - статичне зміщення поверхні вибою від дії осьового навантаження на долото.Частота коливань повинна значно перевищувати потроєну частоту обертання колони для запобігання утворенню вибоїн і частоти перших гармонік власних коливань колони для запобігання резонансу колони і розвитку інтенсивних низькочастотних коливань (частоту власних коливань колони можна наближено оцінити відношенням швидкості звуку в сталі до довжини колони). АЧХ найпростішої колони містить періодично розташовані максимуми, що є наслідком відбивання хвиль від верхнього і нижнього кінців колони (найпростіша колона працює як відбивач). На цій підставі запропоновано різні схеми багатоступеневих відбивачів (вони являють собою встановлені між долотом і ОБТ невеликі секції труб із різними хвильовими властивостями, що поперемінно чергуються) та методика оцінки їх параметрів з метою забезпечення бажаних динамічних характеристик. При бурінні мяких порід маятниковий ефект спостерігається й у випадку встановлення амортизатора безпосередньо над долотом (роль маятника тут відіграє маса долота в сумі з масою нижньої рухомої частини амортизатора). динамічний буріння тришарошковий долото Характеристики підсилюваних відбивачами коливань у більшій мірі, ніж для маятникових компоновок, залежать від геометрії озброєння долота і параметрів режиму буріння (внаслідок наявності множинних резонансних частот) і менше - від параметрів вибою.У дисертації по-новому вирішена наукова проблема моделювання поздовжніх коливань у бурильній колоні, що виникають внаслідок взаємодії долота з вибоєм при бурінні тришарошковими долотами та вибір типу долота і значень режимних параметрів на основі статистичного аналізу показників роботи доліт та результатів моделювання динамічних процесів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертації по-новому вирішена наукова проблема моделювання поздовжніх коливань у бурильній колоні, що виникають внаслідок взаємодії долота з вибоєм при бурінні тришарошковими долотами та вибір типу долота і значень режимних параметрів на основі статистичного аналізу показників роботи доліт та результатів моделювання динамічних процесів.

1. Рибчич І.Й., Мислюк М.А., Василюк Ю.М. Аналіз показників відробки тришарошкових доліт// Нафтова і газова промисловість. - 1999. -№3.-С. 18 - 22.

2. До аналізу показників відробки бурових доліт / Мислюк М.А., Василюк Ю.М., Рибчич І.Й., Стефурак Р.І. // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ.-Вип.36 (том 2, том 3).- Івано-Франківськ, 1999. - С. 13-14.

3. Мислюк М.А., Василюк Ю.М., Рибчич І.Й. До оцінювання динамічних процесів в бурильній колоні // Нафтова і газова промисловість.-2000.-№6.-С. 16-18.

4. Использование статистической информации для выбора рациональных типов шарошечных долот и режимов их отработки/ М.А. Мыслюк, Ю.М. Василюк, И.И. Рыбчич, Р.И. Стефурак // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2000.- №8-9.- С. 6-8.

5. О моделировании динамических процессов в нижней части бурильной колонны / М.А. Мыслюк, Ю.М. Василюк, И.И. Рыбчич, Р.И. Стефурак // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2000.- №10.- С. 6-10.

6. Василюк Ю.М. До оцінки впливу деяких технологічних параметрів на динамічні процеси в бурильній колоні // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ / Державний міжвідомчий науково-технічний збірник. - №38. - Том 2. - Івано-Франківськ, 2001. - С. 35-41.

7. Анализ показателей отработки трехшарошечных долот на площадях бурового управления Укрбургаз / И.И. Рыбчич, М.А. Мыслюк, Ю.М. Василюк, Р.И. Стефурак // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2002.- №1.- С. 16-18.

8. Ободной причине образования ухабов на забое в процессе бурения скважин трехшарошечными долотами / М.А. Мыслюк, Ю.М. Василюк, И.И. Рыбчич, Р.И. Стефурак // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2002.- №1.- С. 30-33.

9. Патент України 38717 А, МКП 6Е21В 17/07 Бурильна колона / Мислюк М.А., Василюк Ю.М., Стефурак Р.І., Рибчич І.Й. - заявл. 01.09.2000. Опубл. 15.05.2001. Бюл. 4.

10. Патент України 38718 А, МКП 6Е21В 17/07 Бурильна колона / Мислюк М.А., Василюк Ю.М., Стефурак Р.І., Рибчич І.Й. - заявл. 01.09.2000. Опубл. 15.05.2001. Бюл. 4.

11. Василюк Ю.М. До оцінки впливу компоновки низу бурильної колони на поздовжні коливання долота // Тези науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ІФДТУНГ.- Івано-Франківськ, 1999.- С. 115 - 117.

12. Про інтенсифікацію динамічних режимів роботи шарошкових доліт / М.А. Мислюк, Ю.М. Василюк, І.Й. Рибчич, Р.І. Стефурак // Матеріали 6-ої міжнародної наук.-практ. конференції “Нафта і газ України - 2000”. - Івано-Франківськ, 2000.- С. 20 - 23.

13. Вибір типів доліт на основі результатів їх відробки / М.А. Мислюк, І.Й. Рибчич, Р.І. Стефурак, Ю.М.Василюк // В кн.: Мислюк М.А., Рибчич І.Й., Яремійчук Р.С. Буріння свердловин. Т.ІІ. Промивання свердловин. Відробка доліт. - К.: Інтерпрес ЛТД, 2002. - С. 168-172.