Вдосконалення способу оцінки стану та прогнозування зношення спорядження породоруйнівного інструменту

Автор(и)

  • Ярослав Степанович Гриджук Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Україна https://orcid.org/0000-0002-1429-8640
  • Андрій Петрович Джус Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Україна https://orcid.org/0000-0002-2660-5134
  • Андрій Романович Юрич Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Україна https://orcid.org/0000-0002-8772-6191
  • Лідія Романівна Юрич Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Україна https://orcid.org/0000-0002-2435-9785
  • Максим Анатолійович Дорохов ТОВ «ДТЕК Нафтогаз» , Україна https://orcid.org/0000-0002-4635-6841
  • Андрій Михайлович Лівінський ТОВ «Ендейвер», Україна https://orcid.org/0000-0002-9256-8845

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263532

Ключові слова:

руйнування гірської породи, вібрація бурового інструменту, породоруйнівний інструмент, зношування спорядження

Анотація

Для забезпечення безаварійної роботи породоруйнівного інструменту додаткового вивчення потребують особливості його взаємодії з гірською породою на різних етапах роботи. Недослідженим в повній мірі є взаємозв’язок стану спорядження породоруйнівного інструменту і коливних процесів при роботі бурового інструменту. Запропоновано базові залежності для визначення показників спрацювання спорядження породоруйнівного інструменту. Вдосконалено схему реалізації способу оцінки стану та прогнозування зношення спорядження з врахуванням особливостей його взаємодії з гірською породою. Базовою для її реалізації є наявність закону зміни хоча б однієї узагальненої координати довільного перерізу бурильного інструменту. Проведено стендові експериментальні дослідження, за результатами яких встановлено залежності величини поглиблення вибою від режимних параметрів буріння та геометрії спорядження. Встановлено, що зношення різця на 1 мм зумовлює зменшення амплітуди поздовжніх коливань в середньому у 1,4 рази. Отримані функції поглиблення вибою використані для визначення енергетичних показників процесу руйнування гірської породи. З огляду на особливості реалізації експерименту за такі показники використано роботу і потужність осьового навантаження на руйнування гірських порід вибою. Також слід зазначити, що для повної оцінки та прогнозування зносу породоруйнівного інструменту необхідним є розроблення числових моделей. Вони повинні відображати механічну систему та забезпечувати можливість отримання величин параметрів, невстановлених за результатами лабораторного експерименту

Біографії авторів

Ярослав Степанович Гриджук, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра «Технічної механіки»

Андрій Петрович Джус, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра «Нафтогазових машин та обладнання»

Андрій Романович Юрич, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра «Буріння свердловин»

Лідія Романівна Юрич, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Кандидат технічних наук

Кафедра «Буріння свердловин»

Максим Анатолійович Дорохов, ТОВ «ДТЕК Нафтогаз»

Кандидат технічних наук, керівник напрямку технологічного розвитку

Андрій Михайлович Лівінський, ТОВ «Ендейвер»

Кандидат технічних наук, технічній директор

Посилання

  1. Organization of the Petroleum Exporting Countries. OPEC Annual Statistical Bulletin. Available at: https://asb.opec.org/ASB_PDFDownload.php
  2. Yurych, L. R., Ivasiv, V. M., Rachkevych, R. V., Yurych, A. R., Kozlov, A. A. (2016). The use of elastic elements for wellbore trajectory management. OIJ, 2, 36–37. Available at: https://onepetro.org/OIJ/article/2016/02/36/15528/The-use-of-elastic-elements-for-wellbore
  3. Sun, T., Zhang, H., Gao, D., Liu, S., Cao, Y. (2019). Application of the Artificial Fish Swarm Algorithm to Well Trajectory Optimization. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 55 (2), 213–218. doi: https://doi.org/10.1007/s10553-019-01023-7
  4. Lyu, Z., Lei, Q., Yang, L., Heaney, C., Song, X., Salinas, P. et. al. (2021). A novel approach to optimising well trajectory in heterogeneous reservoirs based on the fast-marching method. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 88, 103853. doi: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2021.103853
  5. Chudyk, I. I., Femiak, Y., Orynchak, M. Ya., Sudakov, A. I., Riznychuk, A. I. (2021). New methods for preventing crumbling and collapse of the borehole walls. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, 17–22. doi: https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-4/017
  6. Biletsky, V., Vitryk, V., Mishchuk, Y., Fyk, M., Dzhus, A., Kovalchuk, J. et. al. (2018). Examining the current of drilling mud in a power section of the screw down­hole motor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (92)), 41–47. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126230
  7. Built for hard and abrasive formations. Varel International. Available at: https://cdn.thomasnet.com/ccp/00080007/143518.pdf
  8. Capability. Drilling. NOV. Available at: https://www.nov.com/products-and-services/capabilities/drilling#capabilities=&brands
  9. Schlumberger. Available at: https://www.slb.com/drilling/bottomhole-assemblies/drill-bits
  10. Che, D., Han, P., Guo, P., Ehmann, K. (2012). Issues in Polycrystalline Diamond Compact Cutter–Rock Interaction From a Metal Machining Point of View – Part I: Temperature, Stresses, and Forces. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 134 (6). doi: https://doi.org/10.1115/1.4007468
  11. Che, D., Han, P., Guo, P., Ehmann, K. (2012). Issues in Polycrystalline Diamond Compact Cutter–Rock Interaction From a Metal Machining Point of View – Part II: Bit Performance and Rock Cutting Mechanics. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 134 (6). doi: https://doi.org/10.1115/1.4007623
  12. Che, D., Ehmann, K. (2014). Experimental study of force responses in polycrystalline diamond face turning of rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 72, 80–91. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2014.08.014
  13. Akbari, B., Miska, S. Z., Yu, M., Rahmani, R. (2014). The Effects of Size, Chamfer Geometry, and Back Rake Angle on Frictional Response of PDC Cutters. Paper presented at the 48th U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium. Minneapolis. Available at: https://onepetro.org/ARMAUSRMS/proceedings/ARMA14/All-ARMA14/ARMA-2014-7458/123878
  14. Akbari, B., Miska, S. (2016). The effects of chamfer and back rake angle on PDC cutters friction. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 35, 347–353. doi: https://doi.org/10.1016/j.jngse.2016.08.043
  15. Ivasiv, V., Yurych, A., Zabolotnyi, S., Yurych, L., Bui, V., Ivasiv, O. (2020). Determining the influence of the condition of rock-destroying tools on the rock cutting force. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (1 (103)), 15–20. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.195355
  16. Wiercigroch, M. (2010). Modelling and Analysis of BHA and Drill-string Vibrations. R&D project sponsored by the BG Group.
  17. Kapitaniak, M., Hamaneh, V. V., Wiercigroch, M. (2016). Torsional vibrations of helically buckled drill-strings: experiments and FE modelling. Journal of Physics: Conference Series, 721, 012012. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/721/1/012012
  18. Vaziri, V., Kapitaniak, M., Wiercigroch, M. (2018). Suppression of drill-string stick–slip vibration by sliding mode control: Numerical and experimental studies. European Journal of Applied Mathematics, 29 (5), 805–825. doi: https://doi.org/10.1017/s0956792518000232
  19. Fedorov, B., Ratov, B., Sharauova, A. (2017). Development of the model of petroleum well boreability with PDC bore bits for Uzen oilfield (the Republic of Kazakhstan). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (87)), 16–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.99032
  20. Chudyk, I., Raiter, P., Grydzhuk, Y., Yurych, L. (2020). Mathematical model of oscillations of a drill tool with a drill bit of cutting-scraping type. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1, 52–57. doi: https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-1/052

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-09-01

Як цитувати

Гриджук, Я. С., Джус, А. П., Юрич, А. Р., Юрич, Л. Р., Дорохов, М. А., & Лівінський, А. М. (2022). Вдосконалення способу оцінки стану та прогнозування зношення спорядження породоруйнівного інструменту . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (118), 103–109. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263532

Номер

Том 4 № 1 (118) (2022): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Jaroslav Grydzhuk, Andriy Dzhus, Andriy Yurych, Lidiia Yurych, Maksym Dorokhov, Andrii Livinskyi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.