Розгляд питання регулювання низькочастотних коливань бурильної колони при бурінні вибійним двигуном
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.302255Ключові слова:
бурильна колона, вибійний двигун, долото, низькочастотні коливання, коливні процеси, поглиблення вибоюАнотація
Об'єктом дослідження обрано динамічні процеси, що відбуваються у бурильній колоні під час поглиблення вибою у глибоких свердловин. Робота направлена на розв’язання задачі для ідеалізованої системи у вигляді стрижневих систем при збереженні її головних коливних властивостей.
Розглянуто характер коливних процесів, які виникають в бурильній колоні при бурінні вибійними двигунами, який у деяких випадках виявляється дуже складним. У загальному випадку, зміна динамічного процесу проходить за аперіодичним законом, на який накладаються процеси коливного характеру з наростаючим (затухаючим) характером амплітуд різних частот.
Теоретично встановлено вплив моментних характеристик вибійного двигуна та долота на розвиток коливних процесів у бурильній колоні в процесі буріння свердловини.
Результати теоретичних і експериментальних досліджень коливних процесів і їх взаємодія з використанням запропонованих моделей поглиблення вибою у подальшому дає можливість створити імітаційну модель. Ця модель включала б в себе врахування режимних параметрів буріння, механічні властивості розбурюваних порід і компоновки низу бурильної колони (КНБК).
Отримані результати досліджень на практиці можуть бути застосовані в процесі проектування конструкції низу бурильної колони (КНБК) з використанням вибійних двигунів, зокрема і гвинтових, застосування яких призводять до енергонапруженості, ускладнення робочих процесів і конструктивних схем. Внаслідок цього змінюється характер вібрацій та знижуються вібраційні навантаження на деталі вибійного двигуна, долота та елементи бурильної колони.
Надалі, необхідно враховувати гідродинаміку та тип, а також конструкцію та параметри застосованих вибійних елементів для розробки їх динамічних моделей.
Посилання
- Zhang, X. D., Zhu, X. F., He, S., et al. (2015). Stability analysis of stick-slip vibration and discussion of vibration reduction method of drill string system. Drill Prod Technol, 38, 89–90.
- Xiaohua, Z., Liping, T., Pingping, M. et al. (2012). Stick-slip vibration mechanism analysis of PDC bit. Oil Field Equipment, 41, 13–16.
- Gusman, M. T., Liubimov, B. G., Nikitin, G. M. et al. (1976). Raschet, konstruiravanie i ekspluatatciia turboburov. Nedra, 368.
- 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
- Richard, T., Germay, C., Detournay, E. (2007). A simplified model to explore the root cause of stick–slip vibrations in drilling systems with drag bits. Journal of Sound and Vibration, 305 (3), 432–456. doi: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2007.04.015
- Ogorodnikov, P. I. (1991). Upravlenie uglubleniem skvazhini na baze izucheniia dinamicheskikh protcesov v burilnoi kolone. Doctoral dissertation.
- Besaisow, A. A., Payne, M. L. (1988). A Study of Excitation Mechanisms and Resonances Inducing Bottomhole-Assembly Vibrations. SPE Drilling Engineering, 3 (1), 93–101. doi: https://doi.org/10.2118/15560-pa
- Aarrestad, T. V., Kyllingstad, Å. (1988). An Experimental and Theoretical Study of a Coupling Mechanism Between Longitudinal and Torsional Drillstring Vibrations at the Bit. SPE Drilling Engineering, 3 (1), 12–18. doi: https://doi.org/10.2118/15563-pa
- Fomenko, F. N. (1974). Burenie skvazhin elektroburom. Moscow: Nedra, 267.
- Bashmal, S. M. (2005). Finite element analysis of stick-slip vibrations in drillstrings. King Fahd University of Petroleum and Minerals.
- Haiwei, M., YingWand Chunjie, H. (2011). Analysis of stick-slip vibration of drill string. China Petr Mach, 39, 67–69.
- Grigorian, N. A., Bagirov, R. E. (1982). Analiz protcessov turbinnogo bureniia. Nedra, 207.
- Finnie, I., Bailey, J. J. (1960). An Experimental Study of Drill-String Vibration. Journal of Engineering for Industry, 82 (2), 129–135. doi: https://doi.org/10.1115/1.3663020
- Gureev, I. L. (1975). Issledovanie dinamiki sharoshechnogo dolota po informatcii na uste skvazhiny. Doctoral dissertation.
![Consideration of the issue of regulating low-frequency vibrations of the drill string when drilling with a downhole motor](https://journals.uran.ua/public/journals/15/submission_302255_340621_coverImage_en_US.jpg)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Viktor Svitlytskyi, Sergii Iagodovskyi, Tetiana Sahala
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
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.