Автореферат (1173026)
Текст из файла
На правах рукописиНАСЕРИ ЯСИНРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯАВАРИЙ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН МОДЕЛИРОВАНИЕМ РЕЗЬБОВЫХСОЕДИНЕНИЙ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТАСпециальность: 25.00.15 – Технология бурения и освоения скважинАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2019Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательномучреждении высшего образования «Российский государственный университет нефтии газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина»Научный руководитель: доктор технических наукКульчицкий Валерий ВладимировичОфициальныеоппоненты:Рекин Сергей Александрович,доктор технических наук, ООО «ТМК-ПремиумСервис», генеральный директорПесин Михаил Владимирович,доктор технических наук, доцент, ООО «Пермскаякомпания нефтяного машиностроения», первыйзаместитель директора по нефтепромысловомуоборудованиюВедущая организация:Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательное учреждение высшего образования«Российский государственный геологоразведочныйуниверситет имени Серго Орджоникидзе» (МГРИ)Защита диссертации состоится «26» сентября 2019 г.
в 17-00 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.200.15 на базе федерального государственногоавтономного образовательного учреждения высшего образования «Российскийгосударственный университет нефти и газа (национальный исследовательскийуниверситет) имени И.М. Губкина» по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект,д. 65, корп. 1, ауд. 323-9С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотекеФГАОУ ВО «РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина» и на сайтеhttp://www.gubkin.ru.Автореферат разослан «___» июля 2019 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,кандидат технических наукБогатырева Елена ВикторовнаОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность диссертационной работыМассовый переход на бурение горизонтальных и наклонно-направленныхскважин долотами режуще-истирающего действия PDC, с минимизацией количестварейсов, решает задачу кратного увеличения объемов бурения скважин меньшимчислом буровых станков за счет повышения коммерческой скорости бурения.
В этойсвязи максимально повышаются потери (ущерб) от каждого дополнительного рейсадолота, вызванные усталостным повреждением замковых резьбовых соединений(ЗРС) бурильного инструмента (бурильные трубы и компоновка низа бурильнойколонны).В практике бурения скважин с минимальным количеством рейсов появилисьновые причины и виды аварий, вызванные как особенностями режима бурениядолотами PDC, так и неудовлетворительным контролем за эксплуатациейбурильного инструмента (БИ). Слом БИ из-за усталостного повреждения по телу и врезьбовых соединениях становится всё более распространенным видом аварий прибурении. Циклические воздействия механических параметров в процессе бурения(осевая нагрузка; усилия, создающие изгибающий момент при вращении колонны;изгибающие усилия в интервалах искривления ствола скважины; усилия, создающиекрутящий момент, необходимый для вращения долота; усилия реактивного моментазабойного двигателя; силы трения о стенки скважины и обсадной колонны; осевыенагрузки, возникающие при затяжках и посадках бурильной колонны; инерционныесилы при спуско-подъемных операциях (СПО); усилия от продольных, поперечныхи крутильных колебаний из-за неуравновешенности вращающейся бурильнойколонны,неустойчивостиработызабойногодвигателяинеоднородностиразбуриваемых пород), сопровождаются с накоплением усталостного поврежденияБИ в скважине при превышении предела выносливости в зонах концентрациинапряжений.На практике учет наработки бурильных труб основан на визуальном контролебурильщика при СПО и заполнении таблицы эксплуатации бурильных труб буровыммастером после добуривания скважины, что существенно повышает риски аварий.Некоторые задачи измерения и влияния остаточных напряжений наусталостную прочность не решены ввиду сложности в теоретическом и3практическом плане.
Основные проблемы возникают при исследовании остаточныхнапряжений с зонами концентрации напряжения, часто встречаемых в различныхконструкциях бурильной колонны и компоновки низа бурильной колонны (КНБК),причём чаще всего усталостные повреждения наблюдаются именно по резьбе.Непрерывный контроль состояния БИ в процессе бурения и определение степенириска инцидентов, связанных с потерей прочности инструментов, снижаютвероятность аварии.Значительный вклад в изучение усталостной прочности ЗРС БИ в процессебурения скважин и разработку методов контроля и оценки усталостной прочностиконструкции БИ внесли российские и зарубежные ученые: Саркисов Г.М., ЩербюкН.Д., Газанчан Ю.И., Барышников А.И., Семин В.И., Сароян А.Е., Рекин С.А.,Лачинян JI.A., Файн Г.М., Неймарк А.С., Оганов Г.С.
и другие. Однако в их работахне уделено достаточного внимания разработке научно-обоснованной системымониторинга усталостной прочности (МУП) ЗРС бурильного инструмента спомощью электронного сбора данных и их обработки в реальном времени дляоперативного принятия решения.Разработка научно-обоснованной системы мониторинга усталостной прочностиЗРС БИ в процессе бурения приобретает особую актуальность в связи с переходомна бурение скважин сложной пространственной траектории ствола при минимизациичисла долблений долотом.Целью диссертационной работы является разработка технологическихрешений по предупреждению и снижению аварий замковых резьбовых соединенийбурильного инструмента мониторингом усталостной прочности в процессе бурения.Основные задачи исследования1.
Анализ результатов теоретических работ, посвященных контролю и оценкеусталостной прочности ЗРС, основных причин аварийности БИ в наклоннонаправленных и горизонтальных скважинах.2. Определение характеристик воздействующих нагрузок на БИ на основепараметров, измеряемых станцией геолого-технологических исследований (ГТИ) впроцессе бурения и разработка программного обеспечения по моделированиюскручивающих и осевых нагрузок на ЗРС БИ.43. Совершенствование методики накопления усталостного повреждения ЗРСпри помощи линейного правила повреждения и метода «течения дождя».4. Разработка системы мониторинга усталостной прочности ЗРС БИ в процессебурения скважины.Методы решения поставленных задачДля решения поставленных задач применялись положения методологиинаучных исследований, включающих анализ и критическое обобщение научнолитературных источников, проведение теоретических, экспериментальных ипромысловых исследований процессов строительства скважин и обработкиполученных данных станции ГТИ и других датчиков, позволяющих исследоватьмеханическое и напряжённое состояние БИ.
В промысловых исследованиях набуровом объекте использовалось программное обеспечение цифровой станции ГТИ«Кедр-101», расчеты проводились на ПЭВМ в системе MATLAB, Python, ANSYS,SOLIDWORKS и Rhinoceros.Научная новизна работы1. Разработана система мониторинга усталостной прочности замковогорезьбового соединения бурильного инструмента на основе моделирования ЗРС,технологических данных, пространственной траектории ствола скважины иопределения напряжений в каждом ЗРС, что даёт возможность вычислить егосуммарное повреждение.2. Установлена закономерность влияния амплитуды и среднего напряжения наусталостную прочность замкового резьбового соединения бурильного инструментав реальном времени, возникающих от переменных осевых нагрузок, крутящихмоментов и изгибающих напряжений в результате вращения БИ в искривленномстволе и при потере устойчивости.3.
Предложен показатель мониторинга усталостной прочности, позволяющийпредупредить аварии, из-за повреждения замкового резьбового соединениябурильного инструмента оценкой остаточного ресурса.4. Разработан и внедрен электронный паспорт учета работы замковыхрезьбовых соединений бурильного инструмента, позволяющий фиксироватьисторию воздействия нагрузок и соответственно определять напряжения ивыработанный ресурс каждого замкового резьбового соединения.5Защищаемые научные положения1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
