МОДЕЛЬ ВЗАЄМОДІЇ ОРІЄНТОВАНОЇ КОМПОНОВКИ НИЗУ БУРИЛЬНОЇ КОЛОНИ ІЗ СТІНКАМИ СВЕРДЛОВИНИ

Анотація

У зв’язку із науково-технічним прогресом буріння похило-скерованих свердловини набуло значного поширення. Визначальним фактором, який забезпечує безаварійне та ефективне спорудження таких свердловин, є вибір орієнтованої компоновки низу бурильної колони, яка повинна забезпечувати необхідну точність управління траєкторією свердловини та високі техніко-економічні показники їх буріння. Вибір конструкції низу бурильної колони залежить від наявного технологічного обладнання, а також техніко-технологічних та гірничо-геологічних умов буріння та повинен бути достатньо обґрунтованим. Одним із поширених методів обґрунтування вибору компоновки низу бурильної колони є моделювання процесу буріння свердловини. Дана робота присвячена розробленню математичної моделі взаємодії орієнтованої двоопорної компоновки низу бурильної колони, що споряджена генератором осьових коливань, зі стінками скерованої свердловини. Для цього проведено аналіз компоновок низу бурильної колони, що використовуються при бурінні скерованих ділянок свердловин, а на їх основі розроблена механічна та математична моделі досліджуваного об’єкту. При моделюванні приймалось, що між стінками свердловини та бурильною колоною виникає тертя, опису-ване моделлю Кулона, а впливом протікання промивальної рідини нехтувалось. Математична модель отримана на основі рівняння Лагранжа ІІ роду із застосуванням підходу із наданням колоні фіктивних степенів вільності, що дає змогу визначити реакції в’язей із застосуванням принципу можливих переміщень. В результаті отримано систему диференціальних рівнянь, з якої визначено сили контактної взаємодії опор компоновки низу бурильної колони із стінками свердловини. Запропонована модель дає змогу визначити зусилля, з якими бурильна колона діє на стінки свердловини, в залежності від кінематичних характеристик руху бурильної колони, геометричних параметрів компоновки, осьового навантаження на долото та параметрів тертя.