ОЦІНКА ЗАТРАТ МЕХАНІЧНОЇ ЕНЕРГІЇ БУРИЛЬНОЇ КОЛОНИ В ПРОЦЕСІ РОТОРНОГО БУРІННЯ

  • І. І. Чудик ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15
  • Я. С. Гриджук ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15
  • Л. Р. Юрич ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15
Ключові слова: бурильна колона, бурильний інструмент, буровий розчин, потужність, кінетична енергія

Анотація

Стаття присвячена дослідженню динамічних явищ у бурильній колоні виходячи з енергетичних
позицій. Тертя в механічних передачах привода ротора та викривлених ділянок бурильної колони до стінки свердловини в середовищі бурового розчину, а також зміна моменту опору на долоті є основними причинами затрат механічної енергії на процес буріння. При цьому для обертання бурильної колони із певною нерівномірністю у свердловині та поглиблення вибою використовується необхідна потужність двигуна.

Розглянуто рівняння потужнісного балансу механічної системи “силовий привод – бурильна колона – вибій”. Сформульовано задачу щодо визначення кінетичної енергії бурильної колони при роторному бурінні, яка затрачається на подолання тертя в передачах привода та бурильної колони до стінки свердловини в середовищі бурового розчину, а також на руйнування вибою. Використання встановлених математичних залежностей, продемонстровано номограмою для визначення потужності на подолання сил тертя при холостому обертанні бурильної колони у свердловині. Отримані результати теоретичних досліджень можуть бути використані виробничо-технологічними відомствами бурових підприємств для проектної оцінки енергозатрат роторного буріння.

Посилання

Александров М. Силы сопротивления при движении труб в скважине [Текст] / М. М. Александров. – М.: Недра, 1978. – 207 с.

Дейли И. Измерение сил, действующих на колонну бурильных труб и ее элементов движения в процессе бурения [Текст] / Дейлі, Дейринг, Пафф, Ортлофф, Линн // Тр. АО-ИМ. Конструирование и технология машиностроения. – 1968. – №2. – С. 24-34.

Янтурин А. Исследование диформации бурильной колонны в процессе бурения [Текст]: автореф. дис. канд. техн. наук / А. Ш. Янтурин. –– Тюмень, 1975. – 26 с.

Подавалов Ю. Иссследование распре-деления крутящего момента по длине сжатой части бурильной колонны при роторном бу-рении [Текст] / Ю. А. Подавалов. // Труды ВНИИТнефть. – Куйбышев, 1978. – Вып. 10. – С. 57-62.

Куликов В.В. Оценка расхода энергии, затрачиваемой в единицу времени на враще-ние колонны бурильных труб, по величине коэффи-циента полезного действия [Текст] / В.В. Куликов // Наукові праці ДонНТУ. Серія «Гірничо-геологічна». – 2013. – № 2(19). – С. 84–90.

Куликов В.В. Затраты мощности на ра-зрушение забоя геологоразведочной сква-жины [Текст] / В.В. Куликов // Наукові праці ДонНТУ. Серія «Гірничо-геологічна». – 2013. – № 2(19). – С. 77–83.

Чудик І.І. Дослідження процесів обер-тання бурильної колони у викривленій свер-дловині в середовищі бурового розчину / І.І. Чудик, Т.Г. Лавинюкова, Я.С. Гриджук, В.М. Гнатківський // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология изготовления и применения. – Киев, 2011. – Вип.14. – С. 102-108.

Глушич В. Г. Разработка технологии предупреждения пространственного изгиба бурильной колонны при бурении горизонта-льных скважин (на примере месторождений газа Черного и Азовского морей): автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 25.00.15 “Технология бурения и освоение скважин”. – Москва, 2002. – 23 с.

Тимошенко С. П. Статические и дина-мические проблемы теории упругости. – К.: Наукова думка, 1975. – 563 с.

Калинин И. С. О затратах мощности на холостое вращение колоны бурильных труб // Разведка и охрана недр. – 1970. – № 10 – С. 21–24.

Зиновьев В.А. Основы динамики ма-шинных агрегатов [Текст] / В.А. Зиновьев,

А.П. Бессонов. – М.: Машиностроение, 1964. – 239с.

Симонянц Л.Е. Разрушение горных пород и рациональная характеристика двига-телей для бурения / Л.Е. Симонянц. – М.: Недра, 1966. – 227 с.

Симонов В.В. Работа шарошечных долот и их совершенствование / В.В. Симо-нов, В.Г. Выскребцов. – М.: Недра, 1975. – 240 с.

Огородніков П.І. Вібрації та хвильові процеси в бурильній колоні, як додатковий ресурс збільшення корисної потужності на долоті / П.І. Огородніков, В.М. Світлицький, Б.М. Малярчук // Нафтова і газова промисло-вість. – 2010. – № 5. – С.19-23.

Болотин В.В. Случайные колебания упругих систем / В.В. Болотин. – М.: Наука, 1979. – 335 с.

Mikheev G. V., 2004, “Computer-aided modeling of dynamics of systems of rigid and flexible bodies subject to small deformations”, Ph.D. Thesis, Bryansk State Technical Universi-ty.

Pogorelov D. A Multibody systemapproach to drill string dynamics modeling // Proceedings of the ASME 2012 11th Biennial Conference On Engineering Systems Design And Analysis, ESDA2012, July 2-4, 2012, Nantes, France.

Опубліковано
2018-11-21
Як цитувати
Чудик, І. І., Гриджук, Я. С., & Юрич, Л. Р. (2018). ОЦІНКА ЗАТРАТ МЕХАНІЧНОЇ ЕНЕРГІЇ БУРИЛЬНОЇ КОЛОНИ В ПРОЦЕСІ РОТОРНОГО БУРІННЯ. “Нафтогазова енергетика” Всеукраїнський науково-технічний журнал, (2(30), 17-24. https://doi.org/10.31471/1993-9868-2018-2(30)-17-24
Розділ
ЕНЕРГЕТИКА, КОНТРОЛЬ ТА ДІАГНОСТИКА ОБ’ЄКТІВ НАФТОГАЗОВОГО КОМПЛЕКСУ