Узагальнена методика розрахунку енергетичних витрат при роботі неорієнтованих компоновок низу бурильної колони для роторного способу буріння

Abstract

Розглядаються важливі питання підвищення техніко-економічних показників і енергоефективності буріння нафтових і газових свердловин за рахунок вдосконалення технічних засобів і науково-методичних основ їх проектування і вибору. Охарактеризовано вплив неорієнтованих компоновок низу бурильної колони на процес управління траєкторією буріння свердловини і енергетичні витрати, які виникають при цьому. Проаналізовано світовий досвід вирішення питань проектування, вибору і експлуатації неорієнтованих компоновок низу бурильної колони з різною кількістю опорно-центрувальних елементів. Окрім того, визначено основні підходи і методики, які використовуються під час проектування неорієнтованих компоновок і критерії, що є визначальними при їх виборі для різних задач спрямованого буріння. Досліджено процес фрезування стінки свердловини робочими елементами опорно-центрувальних елементів при обертанні та осьовому переміщенні неорієнтованих компоновок в гірничій виробці. Для поглиблення рівня досліджень вдосконалено математичні моделі неорієнтованих компоновок низу бурильної колони без центраторів, а також з одним і двома центраторами шляхом врахування розчленування їх конструкцій на окремі елементи з різними значеннями ваги погонного метра та жорсткості на згин, а також згинального моменту у верхній точці контакту колони труб із стінкою свердловини.

The article deals with the important issue of increasing technical and economic performance and energy efficiency of drilling oil and gas wells by improving technical means and scientific and methodological foundations of their design and choice. The impact of undirected layouts of the bottom part of the drill string on the management of drilling trajectory and energy costs which are arising have been characterized. The international experience solving design issues, selection and exploitation of the undirected layouts of the bottom part of the drill string with a different number of support-centering elements has been analyzed. In addition, the main approaches and techniques used in the design of the undirected layouts are defined and criteria which are decisive in their choice for different tasks of the directional drilling. The process of milling borehole wall by working elements of the support-centering elements of rotation and axial movement of non-oriented layouts in the mining production. In order to enhance the level of the research the mathematical models of the undirected layouts of the bottom of the of the drill string without centralizers, as well as with one and two centralizers by taking into account the dismemberment of their structures on individual items with different weight per meter and the bending rigidity and bending moment at the upper contact of tubes with the borehole wall.