Дослідження динаміки бурильної колони з використанням ймовірностних методів

Анотація

Об'єктом дослідження є бурильна колона. Робота направлена на дослідження динаміки бурильної колони та її вплив на породу, що розбурюється ймовірністними методами.

Показано, що характер коливань верху бурильної колони та вибійних сигналів відрізняються та носить стаціонарний випадковий характер. Доведено, що процес на виході бурильної колони, з врахуванням випадкових збурень, є вузькосмуговим (квазігармонічним) або близьким до нього. Виявлено, що енергетичний склад ділянок спектру та поява резонансних піків і їх зміщення безпосередньо визначається фізико-механічними властивостями порід, які розбурюються, як один із факторів, який визначає вібростан бурильної колони. Наведено графіки спектральної щільності потужності вибійних коливань, що показують їх підсилення на частотах 30–40 Гц по ходу збільшення твердості порід, які розбурюються. Максимум згинаючої кривої щільності потужності зміщується у сторону низьких частот. Проходить «взаємне зближення» максимумів спектральної щільності потужності коливань верху та низу бурильної колони. Показано, що важливою особливістю коливань бурильної колони в процесі буріння шарошковими долотами є те, що інтенсивність коливань верху бурильної колони проходить з частотами, близькими до низьких частот, а коливання низу колони – до високих частот.

Визначено, що процес на виході бурильної колони, з врахуванням випадкових збурень є вузькосмуговим (квазігармонічним) або близьким до нього. Як наслідок, припущення про вузькосмугастість на виході системи, яке покладено в основу теоретичних досліджень, є виправданим. Доведено, що бурильна колона, як система з рідким заповненням під тиском, більш стійка порівняно з пустотілою конструкцією. Промивальна рідина, у цьому випадку, грає роль динамічного поглинача.