Диссертация (1173027), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

Далее фильтруются результаты расчетов, чтобыпренебречь нулевыми значениями повреждений для сокращения объемасохраняемой информации.Для ввода данных в ANSYS необходимо преобразовать крутящий момент иизгибающие нагрузки в осевую нагрузку, и их изменения вводятся в виде осевыхнагрузок [131]. В таблице 4.1 представлены нормальные напряжения по осям X иY и напряжение сдига по плоскости X-Y при нагружении в течение однойсекунды.117Таблица 4.1 ─ Напряжение впадин первой и второй резьбыВпадина первой резьбыВпадина второй резьбыВремяНапряжениеx, ПаНапряжениеy, ПаНапряжениеxy, ПаВремяНапряжение x,ПаНапряжениеy, ПаНапряжениеxy, Па123456783.13E-022.01E+074.93E+071.86E+073.13E-025.43E+065.75E+066.47E+066.25E-024.09E+079.89E+073.72E+076.25E-021.00E+071.12E+071.18E+079.38E-026.20E+071.48E+085.58E+079.38E-021.51E+071.69E+071.74E+070.1258.40E+071.98E+087.44E+070.1252.00E+072.26E+072.28E+070.156251.06E+082.47E+089.30E+070.156252.49E+072.83E+072.82E+070.18751.29E+082.96E+081.12E+080.18752.96E+073.41E+073.34E+070.218751.53E+083.46E+081.30E+080.218753.43E+073.98E+073.86E+070.251.77E+083.95E+081.51E+080.253.90E+074.56E+074.36E+070.281252.01E+084.45E+081.71E+080.281254.31E+075.12E+074.77E+070.31252.25E+084.94E+081.92E+080.31254.60E+075.66E+074.91E+070.343752.50E+085.43E+082.11E+080.343754.90E+076.20E+074.99E+070.3752.79E+085.93E+082.36E+080.3755.09E+076.71E+074.95E+070.406253.06E+086.42E+082.63E+080.406255.16E+077.17E+074.66E+070.43753.36E+086.92E+082.90E+080.43755.17E+077.65E+074.24E+070.468753.66E+087.42E+083.15E+080.468755.14E+078.13E+073.81E+070.53.95E+087.91E+083.41E+080.55.05E+078.59E+074.02E+070.531254.25E+088.41E+083.66E+080.531254.88E+079.03E+074.23E+070.56254.51E+088.90E+083.86E+080.56255.19E+079.62E+074.52E+070.593754.75E+089.39E+084.04E+080.593755.48E+071.02E+084.77E+070.6254.99E+089.89E+084.21E+080.6255.76E+071.07E+085.02E+070.656255.22E+081.04E+094.37E+080.656256.05E+071.13E+085.28E+070.68755.47E+081.09E+094.54E+080.68756.36E+071.19E+085.55E+070.718755.70E+081.14E+094.69E+080.718756.67E+071.24E+085.81E+070.755.93E+081.19E+094.84E+080.756.95E+071.30E+086.07E+070.781256.15E+081.24E+094.98E+080.781257.21E+071.35E+086.31E+070.81256.39E+081.29E+095.10E+080.81257.53E+071.41E+086.59E+070.843756.63E+081.34E+095.23E+080.843757.89E+071.47E+086.88E+070.8756.84E+081.39E+095.35E+080.8758.14E+071.52E+087.12E+070.906257.06E+081.44E+095.45E+080.906258.33E+071.57E+087.33E+070.93757.30E+081.48E+095.63E+080.93758.74E+071.64E+087.64E+070.968757.51E+081.53E+095.81E+080.968758.92E+071.68E+087.85E+0717.73E+081.58E+096.00E+0819.09E+071.73E+088.04E+07На рисунке 4.3 показано повышение напряжения от 0 до 2.e+006 Н вовпадине первой резьбы а) и впадине второй резьбы б).1.80E+092.00E+081.60E+091.80E+081.40E+091.60E+08Напржяение (Па)Напржяение (Па)1181.20E+091.00E+098.00E+086.00E+084.00E+081.40E+081.20E+081.00E+088.00E+076.00E+074.00E+072.00E+082.00E+070.00E+000.00E+000.00E+00 2.00E-01 4.00E-01 6.00E-01 8.00E-01 1.00E+00 1.20E+000.00E+00 2.00E-01 4.00E-01 6.00E-01 8.00E-01 1.00E+00 1.20E+00Время нагружения (сек)stress xstress yВремя нагружения (сек)stress xystress xstress ystress xyа)б)Рисунок 4.3 ─ Повышение напряжения от 0 до 2.e+006 Н: а) напряжениявпадины первой резьбы; б) напряжения впадины второй резьбыНа рисунке 4.4 представлены деформации во впадине первой резьбы а) и вовпадине второй резьбы б) в разных направлениях (X, Y и XY).0.0091.20E-030.008Деформация (м/м)Деформация (м/м)1.00E-030.0070.0060.0050.0040.0030.0028.00E-046.00E-044.00E-042.00E-040.0010.00E+0000.00E+00 2.00E-014.00E-016.00E-018.00E-01 1.00E+00 1.20E+00Время нагружения (сек)strain xstrain ystrain xy0.00E+00 2.00E-01 4.00E-01 6.00E-01 8.00E-01 1.00E+00 1.20E+00Время нагружения (сек)strain xstrain ystrain xyа)б)Рисунок 4.4 ─ Повышение деформации от 0 до 2.e+006Н: а)- деформациявпадины первой резьбы, б)- деформация впадины второй резьбы119В таблице 4.2 собрана информация по деформации впадин первой и второйрезьбы при нормальных напряжениях по осям X и Y и напряжению сдвига поплоскости X-Y при нагружении в течение одной секунды.Таблица 4.2 ─ Деформация впадин первой и второй резьбыВпадина первой резьбыВпадина второй резьбыВремяНапряжениеx, ПаНапряжениеy, ПаНапряжениеxy, ПаВремяНапряжениеx, ПаНапряжениеy, ПаНапряжениеxy, Па123456783.13E-027.60E-052.46E-042.41E-043.13E-022.18E-052.83E-058.41E-056.25E-021.54E-044.93E-044.84E-046.25E-024.03E-055.53E-051.54E-049.38E-022.35E-047.39E-047.25E-049.38E-026.10E-058.34E-052.26E-040.1253.19E-049.86E-049.67E-040.1258.08E-051.11E-042.97E-040.156254.05E-041.23E-031.21E-030.156251.00E-041.39E-043.67E-040.18754.95E-041.48E-031.45E-030.18751.20E-041.68E-044.34E-040.218755.86E-041.72E-031.70E-030.218751.38E-041.96E-045.01E-040.256.80E-041.97E-031.96E-030.251.58E-042.25E-045.67E-040.281257.75E-042.22E-032.22E-030.281251.74E-042.52E-046.20E-040.31258.73E-042.46E-032.49E-030.31251.86E-042.79E-046.39E-040.343759.73E-042.71E-032.75E-030.343751.99E-043.06E-046.49E-040.3751.09E-032.96E-033.07E-030.3752.07E-043.31E-046.43E-040.406251.20E-033.20E-033.42E-030.406252.11E-043.53E-046.06E-040.43751.32E-033.45E-033.77E-030.43752.13E-043.77E-045.52E-040.468751.44E-033.70E-034.10E-030.468752.13E-044.00E-044.95E-040.51.56E-033.95E-034.43E-030.52.10E-044.23E-045.23E-040.531251.68E-034.20E-034.76E-030.531252.05E-044.45E-045.50E-040.56251.79E-034.44E-035.01E-030.56252.18E-044.74E-045.87E-040.593751.89E-034.69E-035.25E-030.593752.30E-045.01E-046.20E-040.6251.98E-034.93E-035.48E-030.6252.42E-045.28E-046.53E-040.656252.08E-035.18E-035.69E-030.656252.55E-045.55E-046.86E-040.68752.18E-035.43E-035.90E-030.68752.68E-045.84E-047.21E-040.718752.28E-035.67E-036.10E-030.718752.81E-046.11E-047.56E-040.752.37E-035.92E-036.30E-030.752.93E-046.39E-047.89E-040.781252.47E-036.17E-036.47E-030.781253.05E-046.65E-048.20E-040.81252.57E-036.42E-036.62E-030.81253.18E-046.94E-048.56E-040.843752.67E-036.66E-036.80E-030.843753.33E-047.24E-048.95E-040.8752.76E-036.91E-036.96E-030.8753.44E-047.50E-049.26E-040.906252.86E-037.16E-037.08E-030.906253.53E-047.75E-049.53E-040.93752.96E-037.40E-037.32E-030.93753.71E-048.06E-049.94E-040.968753.05E-037.65E-037.56E-030.968753.79E-048.29E-041.02E-0313.15E-037.90E-037.81E-0313.88E-048.52E-041.05E-031201.80E+091.00E+081.60E+099.00E+071.40E+098.00E+07Напряжение (Па)Напряжение (Па)На рисунке 4.5 представлена зависимость напряжения и деформации (σ-ε)во впадине первой резьбы а) и зависимость напряжения и деформации (σ-ε) вовпадине второй резьбы б).1.20E+091.00E+098.00E+086.00E+084.00E+082.00E+087.00E+076.00E+075.00E+074.00E+073.00E+072.00E+071.00E+070.00E+000.00E+000.00E+002.00E-034.00E-036.00E-038.00E-031.00E-020.00E+002.00E-04Деформация (м/м)σ-ε(X)σ-ε(Y)4.00E-046.00E-048.00E-041.00E-031.20E-03Деформация (м/м)σ-ε(XY)σ-ε(X)σ-ε(Y)σ-ε(XY)(а)(б)Рисунок 4.5 ─ Зависимость напряжения и деформации (σ-ε) при повышенииэквивалентной осевой силы от 0 до 2.e+006Н: а) во впадине первой резьбы, б)во впадине второй резьбыВсе напряжения во второй впадине резьбы ниппеля значительно меньшенапряжений первой впадины (рисунок 4.5 а):- напряжение по оси X в 8,5 раз;- напряжение по оси Y в 9,2 раз;- напряжение по оси XY в 7,5 раз.Проведенные расчеты подтверждают, что для мониторинга усталостнойпрочности ЗРС достаточно мониторить первый виток ЗРС от упорного торцаниппеля.

Результат подтверждает роль и ответственность первого виткаконическихрезьбовыхсоединений.Из-замногократныхсвинчиванийиразвинчиваний вершина резьб изнашивается и требуется перемоделировать взависимости от критерия Н.Зависимость напряжений и деформации во всех случаях прямолинейная и этосвидетельствует о том, что до эквивалентной осевой нагрузки 2.e+006 Нконструкция не переходит в зону пластической деформации, ведь 2.e+006 Н −достаточно большая нагрузка. При внедрении мониторинга усталостной121прочности ЗРС БИ выявилось несоответствие реального учета планируемомуизносу, связанного с уже использованными БИ, устранить которое предназначеноПП МУН при ориентировочно известном текущем ресурсе БИ для дальнейшихрасчетов показателя МУП.4.1.3.

Факторы, влияющие на качество ОПИ и внедрение мониторингаусталостной прочности ЗРС БИЗа время проведения ОПИ на кусту 214бис Ватинского месторождения 24.0522.06.2018 выявлены ораганизационные, технические и методические сложностии трудности. К организационным сложностям можно отнести:- незаинтересованность бурового подрядчика в задержке СПО прифотографировании бурильных труб на роторе;- ручная синхронизация параметров траектории ствола скважины с даннымистанции ГТИ (во время углубления пришлось вручную добавить параметрытраектории);-дополнительнаяработаспециалистустанцииГТИпоадаптациипрограммного продукта МУП;- вероятность сбоя в порядке спуска бурильных труб в случае отсутствиясотрудничества с буровым подрядчиком, поскольку факты взятия с мостковдополнительной трубы оператор ГТИ не всегда может отследить;К техническим затруднениям можно отнести:- погрешность забойных нагрузок в связи с отсутствием забойных датчиковнагрузки и момента непосредственно на долотном переводнике;- сложно мониторить ЗРС, так как большое количество элементов БИ часторазукомплектовывают, что осложняет процесс объективного мониторингаинструмента;- стертая маркировка БТ, находящихся долго в эксплуатации;К методическим сложностям можно отнести:- субъективная бумажная форма отчетности таблиц по эксплуатации БТ,(бумажный носитель информации теряется, заполняется невовремя по причине122занятости помощника бурового мастера, на буровой не находится оригиналпаспорта и отсутствует контроль за корректностью записи;Длякорректногоанализаисокращенияобрабатывающихнагрузокцелесообразно распознавать самую главную повреждающую операцию на каждомэтапе, возможно процесс свинчивания, скачки момента или осевые нагрузки и т.д.4.1.4.

Рекомендации по результатам опытно-промышленных испытанийКомиссия по результатам ОПИ ПП мониторинга усталостной прочностизамковых резьбовых соединений бурильного инструмента на кусту №214бисВатинского месторождения рекомендовала:мониторинг состояния заводских номеров (очистка и фотофиксация)бурильных труб проводить на мостках после завоза комплекта труб;обязать подрядчика по наклонно-направленному бурению (ННБ) передавать вреальном времени данные траектории ствола скважины в устройствосопряжения станции ГТИ;подрядчику по ННБ включить наддолотный модуль с датчиками момента инагрузки на долото в телесистему для выявления погрешности забойныхнагрузок, рассчитанных в ПП МУП, и провести эти работы по отдельнойутвержденной Заказчиком и исполнителями программе испытания;перейти на электронный паспорт контроля эксплуатации БТ для исключениясубъективного фактора в процессе регистрации данных.Для получения целесообразных и более точных результатов:изучить влияние давления на осевую и радиальную нагрузки и применятьв расчетах;изучить влияние разгона и торможения системы верхнего привода (СВП)на осевую нагрузку и переменные нагрузки;визуализировать резьбовое соединение и потерю устойчивости бурильногоинструмента; запросить у завода-изготовителя результаты усталостных испытаний БТ;обсуждать существующий мониторинг эксплуатации БИ, то есть времяциркуляции, визуальный осмотр (критерий H и поиск поверхностного123повреждения), дефектоскопию и предложить добавить индивидуальныйконтроль эксплуатационной информации каждой трубы (мониторингусталостной прочности ЗРС БИ).Критические замечания по фиксации времени циркуляции станцией ГТИ и вбумажном паспорте БТ:- в циркуляции не участвуют все трубы БИ и некоторые трубы могут доконца строительства скважины участвовать менее 10 часов часов;- недостаточно обоснованная методика станции ГТИ не различаетпроработку, промывку, бурение и СПО;- время циркуляции в паспорте БТ не имеет отношения к осложнениям,экстремальным нагрузкам, потере устойчивости и скачкообразным моментам;- большинство событий в скважине не приносит повреждающие напряжениябурильному инструменту и можно ими пренебречь.

Характеристики

Список файлов диссертации