Повышение эффективности спуско-подъемных операций при бурении пологонаправленных скважин

• Автор: Лалаев, Александр Эдуардович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 165 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА
1.1. Технические средства и способы проведения спускоподъем-
ных операций
1.2. Анализ математической модели спускоподъемных операций в горизонтальной скважине
1.3. Цели и задачи исследований
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ В ПОЛОГОНАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИНАХ
2.1. Механико-математическая модель взаимодействия колонны бурильных труб со стенками скважины при проведении спускоподъемных операций
2.2. Влияние интенсивности искривления ствола скважины на силы сопротивления
2.3. Исследование влияния сил сопротивлений при спускоподъемных операциях в пологов осстающих и в пологонаклонных скважинах
2.4. Результаты теоретических исследований по определению сил сопротивления передвижению колонны бурильных труб
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМА СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
3.1. Исследование затрат времени на спускоподъемные операции с применением различных механизмов подачи
3.2. Разработка конструкции механизма подачи бурильных труб
3.2.1. Назначение и принцип действия

3.2.2. Обоснование структуры и основных параметров МПБТ
3.2.3. Расчеты на статическую прочность основных узлов и деталей механизма подачи бурильных труб
3.3. Выбор конструкции прижимного устройства и исследование по определению рационального угла между боковыми поверхностями плашки
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
4.1. Проведение лабораторных испытаний по определению сил прижима призматических плашек к бурильным трубам различных диаметров
4.2. Проведение производственных испытаний опытного образца механизма подачи бурильных труб при бурении проектных скважин
4.3. Определение экономической эффективности применения механизма подачи бурильных труб
4.3Л. Анализ сменной производительности с применением различных способов проведения спускоподъемных операций
4.3.2. Расчет годового экономического эффекта
4.4. Рекомендации по реализации разработанного устройства
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Для отработки месторождений, представленных рудными телами значительной мощности и протяженности (пластообразные, штокообразные, линзообразные залежи и т.д.), используются пологонаправленные скважины протяженностью до 300 м. Одновременно с отработкой, как правило осуществляется, и эксплуатационная доразведка месторождений.
Глубокие пологонаправленные скважины применяют для увеличения дебита водо-, газо-, нефтедобывающих скважин, создания полостей в недрах земли для хранения газа и нефти, подземного выщелачивания, при подземной газификации углей и других целей. Объемы бурения таких скважин пока невелики. Около 90% из их общего объема имеют глубину до 100 м. Механическая скорость бурения составляет 0,7-1,5 м/ч, а производительность бурения - 190-300 м/станко-месяц. Вспомогательные работы занимают 25-40 % от общего баланса рабочего времени, в том числе спускоподъемные операции -до 27 %.
Столь низкие технико-экономические показатели можно объяснить тем, что отечественное серийное буровое оборудование предназначено в основном, для бурения вертикальных и наклонных скважин, спускоподъемные операции проводятся с помощью канатно-талевой системы, что не обеспечивает ни безопасного ведения работ, ни высокой производительности. Поэтому совершенствование механизмов подачи буровых станков, направленное на повышение их эффективности при бурении пологонаправленных скважин, представляется актуальной задачей.
Цель работы - повышение эффективности работы бурового оборудования и обеспечение безопасных приемов доставки и извлечения бурильных труб в глубокие пологонаправленные скважины.
Научная идея - применение замкнутых цепей в качестве подающего органа механизма подачи бурильных труб, размещенного на буровом станке,

Дифференциальное уравнение деформации колонны для выделенного участка (А1 -А2) запишется следующим образом:
EI-H- + FU = R,x + ?aX
Ах2 “
Граничные условия будут иметь следующий вид:
U(x) = О при х
d2U(x) dx2

= 0 х = 0,
(2.28)
(2.29)
}(х)

<Д/(х)

По аналогии с вышеизложенным можем написать
U(x) - С, cos Ах + С2 sin Ах -ь Ах2 +Вх + С,
где А
2 EIX2

EIX С, = -С;
А/ _ . А1 А1г В1
С. cos—К., sin—н н + С
1 2 2

соэА
/ Al2 В1 '
L -+ —+—+С
с,=с-
sinA
. Л1 sm
[/ (х) = -С cos Ах +

А/ D-d Al2 В!
cos—

• 1 1 sm А

(2.30)
(2.31)
(2.32)
(2.33)
(2.34)
sin Ах + Ах2 + Вх + С ; (2.35)
U(x)
3lv_0 D-d Al2 Bl „
sin A| x 1

sin Ax + Ax2 + Вх + С
(2.36)