Автореферат (1173026), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Методические и технологические решения по мониторингу усталостнойпрочности ЗРС БИ на основе линейного правила накопления повреждений ипараметров, измеряемых станцией ГТИ, обеспечивающие повышение техникоэкономических показателей строительства скважин снижением количества аварий.2. Критерий определения остаточного ресурса до слома ЗРС (показатель МУП),разработанный для принятия технологических решений буровым мастером и/илисупервайзером по отбраковке БИ с учетом траектории и механических параметровбурения ствола скважины.3.
Разработанный электронный паспорт усталостной прочности ЗРС БИ наоснове системы МУП, отражающей нагрузки, испытываемые ЗРС, фиксируетнаработку БИ в реальном времени, исключая субъективный фактор.Достоверность и обоснованность научных выводов и рекомендацийоснована на применении верифицированного программного продукта ANSYS,использовании статистических методов обработки информации, подтверждениитеоретических положений результатами экспериментальных исследований и личнопроведенныхпромысловыхиспытанийприбурениискважинсложнойпространственной архитектуры.Практическая значимость работы заключается в снижении аварийности изза слома ЗРС БИ благодаря использованию электронного паспорта учета работы ЗРСБИ, описывающего в реальном времени историю воздействия нагрузок на каждыйинструмент и соответственно определяющего напряжения и выработанный ресурскак меру риска слома БИ.
Фактические данные об истинном сроке службы элементовБИ являются объективным критерием для оператора (бурильщика, бурового мастера,инженера и супервайзера) бурового объекта при принятии решения на подъем КНБК;при этом система МУП мотивирует всех подрядчиков на применение и эффективнуюэксплуатацию надёжного бурильного инструмента.Апробация работыОсновные положения диссертационной работы докладывались на 68-72-оймеждународной молодежной научной конференции «Нефть и газ», РГУ нефти и газаим. И.М. Губкина (Москва, 2014-2018); Шестой и седьмой международнойстуденческой научно-практической конференции «Нефтегазовые горизонты»6(Москва, 2014-2015); 11-ой Всероссийской конференции молодых ученых,специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности», РГУнефти и газа им. И.М. Губкина − ПАО «Газпром» (Москва, 2015); Российскойнефтегазовой технической конференции SPE (2015, Москва); Третьей прикладнойконференции по передовым технологиям и импортозамещению ОАО «СлавнефтьМегионнефтегаз» (г.
Мегион, ХМАО-Югра, 2018).ПубликацииОсновные результаты диссертации опубликованы в 11 печатных работах, в томчисле 4 статьях ведущих рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАКМинобрнауки РФ, 1 статья в изданиях, входящих в базу данных SCOPUS и 1 патентна изобретение.Структура и объем диссертационной работыДиссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, основных выводов ирекомендаций, списка литературы, включающего 147 наименований. Материалдиссертации изложен на 169 страницах машинописного текста, включает 14 таблици 53 рисунка.Слова благодарностиАвтор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.т.н.Кульчицкому В.В. за научное руководство, ценные консультации и мотивационнуюподдержку на протяжении всего времени работы над диссертацией.
Автор такжевыражаетособуюпризнательностьНаучно-исследовательскомуцентругазонефтяных технологий, его генеральному директору к.т.н. Щебетову А.В. исотрудникамзапроявленнуюподдержку.Глубокуюблагодарностьипризнательность автор выражает Кульчицкой Н.О. за помощь в реализации текстовдиссертаций и научной деятельности.Автор благодарит за помощь, профессиональные рекомендации и поддержкусотрудников кафедры бурения нефтяных и газовых скважин Губкинскогоуниверситета: д.т.н., проф. Оганова А.С., д.т.н., проф. Балабу В.И., к.т.н., доцентаБалицкого В.П. и д.т.н., проф. Симонянца С.Л., д.т.н., проф. Леонова Е.Г. Авторблагодарит компанию ООО «НОВОБУР» в лице генерального директораПерельмана О.М., ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» и ООО «Газпромнефть НТЦ»7за практическую помощь при выполнении диссертационной работы и своихнаставников Айгуняна В.В., Хлебаса С.М.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цель,задачи и методы их решения, представлены научная новизна, защищаемыеположения и практическая значимость.В первой главе проведен анализ основных причин аварийности элементов БИв наклонных и горизонтальных скважинах.
Приведены виды аварий в процессебурения. Выполнен статистический анализ инцидентов на буровых объектахнефтяного месторождения в Западной Сибири в 2016 г., где произошло 118инцидентов (аварий и осложнений). Все аварии разделены на 9 видов: авария с геофизическими приборами, авария с обсадными трубами, зарезка нового ствола при шаблонировании, непрохождение обсадной колонны, отворот бурильных труб, падение в скважину посторонних предметов, поломка бурильных труб и элементов бурильной колонны, прихват геофизического прибора, прихват инструмента.Из них 27 (22,9%) приходится на слом ЗРС БИ. По результатам анализадиаграмм и отчетов станции ГТИ все сломы описываются следующими признаками:• затяжки бурильных труб − 10 случаев,• скачок крутящего момента на роторе – 5 случаев,• падение давления – 5 случаев,• обрыв (потеря веса) БТ – 17 случаев.Резкое увеличение (скачок) момента на роторе связано с состоянием стволаскважины, а также с вибрацией и прерывистым вращением долота.Причина падения давления чаще всего кроется в слабом контроле эксплуатацииБИ, так как только изношенный и старый инструмент и особенно под интенсивнымциклическим воздействием или недопустимыми изгибами может потерять8герметичность как по телу трубы, так и по ЗРС.
Обрыв БТ (потеря веса) такжеотносится к контролю эксплуатации БИ.При выборе скважины − кандидата для детального исследования учитывалось,насколько инженер профессионально описывает аварию, т.к. многие сотрудникипытаются отойти от ответственности, искажая события, другие наполняют отчетбесполезной информацией.Аварии вследствие слома элементов бурильной колонны вызваны в основномусталостью металла по телу и ЗРС. Явления усталости возникают главным образомпод действием основных переменных осевых нагрузок, изгиба, колебаний бурильнойколонны и крутильных ударов.Сломы БТ чаще всего происходят после прихватов бурильной колоннывследствие прилипания бурильной колонны к стенке скважины, заклиниванияколонны труб, обвалившихся неустойчивых пород, сальника.Недостаточно исследованы эксплуатационные характеристики ЗРС с учетомстепени износа резьбы и установленных критериев отбраковки, в зависимости отнапряженного состояния в резьбе и уплотнении.
Преждевременный износ ЗРСприводит к дорогостоящему ремонту и/или отбраковке сотни тысяч ЗРС вместе сбурильными трубами.Рассмотрены различные виды случайных вибраций БИ при взаимодействиигорных пород и долота, и приведены методы измерения и интерпретации.Вибрации могут возникать по различным причинам, в том числе из-занеравномерного вращения БТ, когда долото останавливается. Момент на долотепериодически повышается и затем долото ускоренно вращается без сопротивлениясо стороны горных пород.
В определенный момент число оборотов долота на забоеможет превышать в 2-15 раз среднее значение. Частота скачкообразного движениядолота является функцией от длины, жесткости, веса КНБК и количества оборотов.Отрыв долота от забоя возникает, когда осевые (продольные) движения КНБК из-завзаимодействия породы с долотом создают осевой резонанс. Вихревое движениедолота наблюдается при формировании ствола большего диаметра. Другой типвибрации может быть в результате хаотического движения БИ от сильных боковыхударов. В отличие от вихревого движения, где колебания равномерны, при вибрациис боковыми ударами БИ может вращаться по часовой стрелке и против часовой9стрелки.
Такой тип вибрации возникает вследствие механической реакции стенкискважины, когда КНБК сопротивляется переходу в режим резонанса.На буровых объектах продолжают применять «бумажный» вариант паспортаэксплуатации БТ в соответствии с Инструкцией по учету работы и списаниюбурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб на предприятиях и в трубныхподразделенияхпроизводственныхобъединенийМинистерстванефтянойпромышленности РД 39-1-456-80 Приложение 2.4 ФБТ-1.2. Вид отчетности ипроверки эксплуатационной надёжности БТ не отражает реальных нагрузок,испытываемых элементами БИ, не исключает корректировки или фальсификации состороны персонала. В буровой отрасли, отстающей от других отраслейпромышленности, не всё автоматизировано и человеческие факторы играют непоследнюю роль.Для регистрации наработки БИ буровой мастер или бурильщик заполняеттаблицу на бумажном носителе эксплуатации по завершению бурения скважины. Втаблице указывают данные скважины, количество труб в комплекте, способ бурения,проходку в метрах (интервал бурения), время работы комплекта в часах(механическое бурение, СПО, промывки, проработка), число рейсов.
Когда суммапроведенных операций превышает рекомендуемое время эксплуатации заводапроизводителя, то полный комплект снимается с эксплуатации и подвергаетсядефектоскопии для выявления вероятных дефектов и трещин. В таблице отдельнымстолбцом указывается «Начисленный условный износ (амортизация)». Единаяметодика заполнения этого столбца отсутствует, с другой стороны, даже если егозаполнять, маловероятно, что все 200-300 бурильных труб были в одном комплектеи любая испытывала одинаковые механические воздействия в процессе бурения.Каждая бурильная труба из-за её местоположения в скважине, траектории ствола имеханических параметров испытывала во время эксплуатации «отдельную жизнь» сточки зрения усталостного повреждения. Существуют такие интервалы пород, прибурении которых происходят многократные затяжки и посадки. Кроме того, прибурении горизонтальных скважин с отдаленным забоем бурильные трубы находятсяв состоянии сжатия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
