ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОГО МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ГЕНЕРАТОРА ОСЬОВИХ КОЛИВАНЬ В БУРИЛЬНІЙ КОЛОНІ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9868-2024-1(41)-86-95Ключові слова:
похило-скероване буріння, сили опору рухові бурильної колони, генератор осьових коливань, тертя СтрібекаАнотація
В роботі описано розроблену методику для визначення оптимального місця розташування генератора осьових коливань у компоновці бурильної колони, що призначена для буріння заданого інтервалу похило-скерованої свердловини. Запропонована методика ґрунтується на аналізі результатів динамічного моделювання системи «бурильна колона в похило-скерованій свердловині» здійсненої у часовій області. Для проведення чисельних експериментів розроблено низку базових імітаційних моделей в мові моделювання Modelica, які дають змогу шляхом зміни вхідних параметрів створювати імітаційні моделі для значної кількості типових конструкцій бурильних колон, що знаходяться в свердловині довільного профілю. В розробленій імітаційній моделі бурильна колона описується за допомогою soft-string моделі, а з дисипативних сил, що діють на колону враховано сили в’язкого тертя колони об промивальну рідину та сили тертя колони об стінку свердловини, які описані нелінійною моделлю тертя Стрібека. Шляхом аналізу результатів імітаційного моделювання розроблено процедуру вибору тривалості часової області динамічного моделювання, а також визначено показників оцінки ефективності застосування генератора осьових коливань. За показник ефективності обрано середнє значення сумарної величини сил тертя на обраному проміжку часу, які діють в бурильній колоні при усталеному режимі її роботи. Для автоматизації проведення серії чисельних експериментів, обробки отриманих результатів та виведення рекомендацій, щодо місця оптимального місця розташування генератора осьових коливань у бурильні колоні створена програма в мові Python, яка забезпечує прийнятний час виконання обчислень шляхом паралельного проведення імітаційного моделювання у декількох потоках. Результатом виконання програми є графік залежностей середнього значення сумарної величини сил тертя для бурильної колони, що відрізняється точкою розташування генератора осьових коливань на різних етапах буріння заданого інтервалу похило-скерованої свердловини.
Посилання
Zhong Z., Li Y., Zhao Y., Ju P. A Method of Evaluating the Effectiveness of a Hydraulic Oscillator in Horizontal Wells. Sound & Vibration. 2023. Vol. 57. P. 15–27. DOI: 10.32604/sv.2023.041954.
Wang X., Chen P., Ma T., Liu Y. Modeling and experimental investigations on the drag reduction performance of an axial oscillation tool.Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2017. Vol. 39. P. 118–132. DOI: 10.1016/j.jngse.2017.01.018.
Shi X.-L., Huang W.-J., Gao D.-L. Mechanical behavior of drillstring with drag reduction oscillators and its effects on sliding drilling limits. Petroleum Science. 2021.Vol. 18. Iss. 6. P. 1689–1697. DOI: 10.1016/j.petsci.2021.09.007.
Shi X., Huang W., Gao D., Zhu N. Optimal design of drag reduction oscillators by considering drillstring fatigue and hydraulic loss in sliding drilling. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2022. Vol. 208. Art. ID. 109572. DOI: 10.1016/j.petrol.2021.109572.
Wang X., Yao X., Hu G., Chen P. Drag reduction performance of an axial oscillating tool with different kinds of waveform using a multiscale friction model. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019.Vol. 177. P. 135–153. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.01.103.
Wang X., Ni H., Wang R., Zhang L., Wang P. Drag-Reduction and Resonance Problems of a Jointed Drillstring in the Presence of an Axial Excitation Tool. Journal of Energy Resources Technology. 2019. Vol. 141. Iss. 3. Art. ID 032904. DOI: 10.1115/1.4041155.
Zhang H., Ashok P., van Oort E., Shor R. Investigation of pipe rocking and agitator effectiveness on friction reduction during slide drilling. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021. Vol. 204. Art. ID 108720. DOI: 10.1016/j.petrol.2021.108720.
Jing J., Liu W., Zhou Y. A feasible study for the working mechanism and parameter optimization of the agitator.Advances in Mechanical Engineering. 2019. Vol. 11. Iss. 5.
Art. ID 168781401984699. DOI: 10.1177/1687814019846995.
Modelica Association. Modelica – A Unified Object-Oriented Language for Systems Modeling. Language Specification. Version 3.6. 2023. URL: https://specification.modelica.org/maint/3.6/MLS.pdf. (acc. date :11 March 2024).
Janschek K., Richmond K. Mechatronic systems design. Heidelberg: Springer, 2012. 805 p. ISBN: 978-3-642-17530-5.
Modelica Association. Modelica Tools. URL: https://modelica.org/tools/. (acc. date :03 Jan 2024).
Slabyi O. O., Hrydzhuk Ya. S., Kondur T. I., Mokhnii I. Yu. Imitatsiina model burylnoi kolony z ustanovlenym heneratorom osovykh kolyvan. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2023. No 3(88). P. 49–60. DOI: 10.31471/1993-9973-2023-3(88)-49-60 [in Ukrainian]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Нафтогазова енергетика
TЦя робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
.png)
1.png){kind=logo}
