Вибронагруженность глубинного бурового оборудования при случайных колебаниях

• Автор: Имаева, Эмма Шаукатовна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 128 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ВИБРОНАГРУЖЕННОСТИ ГЛУБИННОГО БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ
1.1 Особенности работы глубинного бурового оборудования
1.2 Виброзащита глубинного оборудования при случайных колебаниях
1.3 Оценка вибронагруженности глубинного оборудования при бурении скважин
1.4 Выводы
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВИБРОГАСЯЩИХ УСТРОЙСТВ ПРИ СЛУЧАЙНЫХ КОЛЕБАНИЯХ
2.1 Применение метода имитационного моделирования при выборе параметров виброгасящего устройства
2.2 Общие принципы расчета параметров
2.3 Динамический расчет модели виброзащитной системы
2.4 Демпфер продольных колебаний
2.5 Расчет длины демпфирующего элемента
2.6 Демпфер крутильных колебаний
2.7 Выводы
3 ПРИМЕНЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГЛУБИННОГО БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
3.1 Измерение технологических параметров для оценки состояния глубинного бурового оборудования
3.2 Обработка статистических характеристик параметров бурения, представленных в виде случайных колебаний
3.2.1 Обоснование выбора корреляционных функций для обработки записи колебаний
3.2.2 Построение графиков корреляционной функции и спектральной плотности с помощью данных записей колебаний технологических параметров
3.3 Оценка состояния глубинного бурового оборудования с помощью вероятностно-статистических методов
3.3.1 Обработка статистических характеристик осевой нагрузки на долото и давления промывочной жидкости при виброзащитной компоновке
с помощью спектрально-корреляционного анализа
3.3.2 Оценка вибронагруженного состояния глубинного оборудования с применением коэффициента Джини
3.3.3 Конкретный пример использования коэффициента Джини
3.3.4 Использование теории выбросов случайных колебаний для оценки состояния глубинного бурового оборудования
3.4 Выводы ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Приложение А
Приложение Б Приложение В Приложение Г Приложение Д Приложение Е Приложение Ж
ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
Процесс бурения всегда характеризуется интенсивными вибрациями глубинного оборудования из-за многочисленных факторов, в частности, неоднородности горных пород, случайных колебаний осевой нагрузки, пульсаций давления промывочной жидкости. С одной стороны, вибрации и создаваемые ими динамические силы увеличивают интенсивность разрушения породы, с другой - вызывают износ и отказ забойных двигателей, появление усталостных напряжений в муфтах, замках, па вооружении и опорах долот, отскоки и скольжения долота, виброперемещения колонны бурильных труб, недоиспользование ресурса забойных двигателей и мощностей, подводимых к забою скважины. Все это ведет к ухудшению технико-экономических показателей бурения и к снижению показателей надежности глубинного бурового оборудования.
Для защиты от нежелательных вибраций и повышения прочности и долговечности элементов глубинного оборудования наиболее эффективным способом является применение виброгасящих устройств - демпферов, устанавливаемых над долотом или над забойным двигателем. Актуальным становится вопрос создания наиболее простых и надежных виброгасящих устройств, а также своевременная диагностика технического состояния глубинного бурового оборудования, основанная на вероятностностатистических методах исследования.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Оценка вибронагруженного состояния глубинного бурового оборудования при случайных колебаниях и разработка виброгасящих устройств для повышения надежности оборудования.

изношенное долото
новое долото
твердые породы
средней твердости породы
мягкие породы
наличие дополнительных УБТ или ЛБТ
затраты на включение I демпфера ( в состав бурильной колонны |
аварийная ! ситуация
известные частоты колебаний шарошки
случайные вибрации бурильной колонны
У У У У У
параметры
демпфера;
наработка
демпфера
подъем бурильной колонны | для замены преждевременно изношенного долота
подъем бурильной колонны для замены демпфера
заданная глуоина бурения
вибрация бурильной колонны от колебаний давления промывочной жидкости
вибрация бурильной колонны от колебаний осевой нагрузки
состав промывочной жидкости, его влияние на элементы демпфера
заданные
параметры
демпфера
регулирование осевой нагрузки
полное использование ресурса долота
заданная глубина бурения
твердость пород
затраты па включение демпфера в состав глубинного бурового оборудования
регулирование осевой нагрузки
известные
частоты
колебаний
долота
параметры демпфера (т, с, а)
6 подъем бурильной колонны для замены демпфера
подъем бурильной колонны для замены х преждевременно изношенного 1 1 ! долота | I
аварийная
ситуация
случайные вибрации глубинного оборудования (от колебаний осевой нагрузки, давления промывочной жидкости и т.д.)
изменение характеристики системы за счет введения УБТ (как маховиков)
изменение характеристики системы за счет введения ЛБТ (как демпферов)
а - обобщенная модель; б - упрощенная модель Рисунок 2.1 - Имитационная модель выбора параметров демпфера