Исследование динамики бурового става и оптимизация режимов бурения прямолинейных скважин

• Автор: Пасынков, Роман Ефимович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 258 c. : ил

Обозначения

Глава I. Состояние вопроса автоматизации процесса бурения

1.1. Причины искривления скважины и оптимизация режимов бурения

1.2. Существующие системы автоматического регулирования и задачи исследования

Глава 2. Исследование статических характеристик бурового става в прямолинейной скважине

2.1. Определение влияния собственного веса бурового става на его устойчивость

2.2. Исследование формы статического равновесия бурового става в скважине

2.3. Определение влияния сил трения бурового става

о стенки скважины на крутящий момент привода

Глава 3. Исследование статических характеристик бурового става в криволинейной скважине

3.1. Определение влияния искривления бурового става

и скважины на крутящий момент привода
3.2. Определение напряжения в буровом ставе
Глава 4. Динамика бурового става в закритической области
его нагружения
4.1. Определение критических значений скорости вращения бурового става
4.2. Исследование влияния ударных нагрузок на
буровом ставе
4.3. Определение рациональных параметров нагрузки для сохранения прямолинейности бурения

скважины
4.4. Исследование возможности срыва резонансных
явлений в буровом ставе
Глава 5. Экспериментальная проверка полученных результатов
5.1. Обоснование необходимости проведения экспериментов
5.2. Разработка и конструирование стенда
Глава б. Реализация полученных результатов
6.1. Разработка способов и устройств для автоматического управления буровыми машинами
6.2. Промышленные испытания регулятора нагрузки
ЛРИ34І
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение I. Акт приемки и протокол приемочных испытаний опытных образцов регулятора нагрузки ПРИЗ-М
(на машине БГА-4)
Приложение 2. Акт приемки и протокол приемочных испытаний
опытного образца регулятора нагрузки ПРИЗ-М
(на машине "Стрела-77")
Приложение 3. Данные о затратах времени на забуривание
Приложение 4. Акт
Приложение 5. Расчет экономического эффекта от использования модернизированного регулятора нагрузки ПРИЗ-М на буровых машинах БГА-4 и "Стрела-77"
Приложение 6. Справка об использовании результатов диссертационной работы

В работе используются следующие буквенные обозначения:
Д - параметр Вышнеградского;
& - скорость распространения продольных колебаний;
Э^о- безразмерный коэффициент;
^ - параметр Вышнеградского;
5 - интенсивность распределения нагрузки;
[]п - продольная жесткость бурового става;
]] - диаметр скважины;
£ - модуль упругости первого рода;
I - общие затраты энергии;
I - энергия изгибных колебаний в криволинейной скважине;
р - энергия изгибных колебаний става в прямолинейной скважине;
потери энергии на трение; р - сумма кинетической и потенциальной энергии; р - площадь поперечного сечения стержня (става);
С - реакция скважины;
I о
( - частота колебаний;
Р - модуль упругости второго рода;
3 - ускорение силы тяжести;
Р - функция;
р - параметр;
- момент инерции сечения;
р- полярный момент инерции сечения;
с- момент инерции бурового става;
\ - крутящий момент, направленный по касательной к оси стержня;
р - эквивалентный коэффициент усиления нелинейного звена;
|^ - коэффициент усиления буровой машины;
рп~ коэффициент усиления преобразователя;
К - приводной крутящий момент в прямолинейной скважине;
I с кв.

новится невозможным. В линейной концепции потерь энергии при увеличении длины скважины расчеты, учитывающие лишь потери на трение, определяют максимально возможную длину буровой скважины на порядок выше реально существующей. Как показали дальнейшие исследования, проведенные в следующей главе, основные потери энергии связаны с упругими колебаниями изогнутого бурового става.
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БУРОВОГО СТАВА В КРИВОЛИНЕЙНОЙ СКВАЖИНЕ
3.1. Определение влияния искривления бурового става и скважины на крутящий момент привода
В работе /68/ исследуется динамика упругого стержня в жесткой трубе, когда форма жесткой трубы образует плоскую кривую. Задача решается в нелинейной постановке со следующими условиями: стержень вставлен в жесткую трубу без зазора, приводной крутящий момент прикладывается с одного конца, а другой - свободен.
В задаче определяется, в частности, влияние кривизны цилиндрической оболочки (жесткой трубы) на приводной крутящий момент.
Полученные выше результаты позволяют решить эту задачу с учетом зазора между упругим стержнем и жесткой трубой, а также с учетом осевой нагрузки и крутящего момента на втором конце упругого стержня. Указанная задача описывает поведение бурового става в скважине. Буровой став, как указывалось выше, представляет собой однородный гибкий стержень, буровая скважина - жесткую трубу. На буровой став воздействует осевая нагрузка и крутящий момент. Буровой став находится в скважине с некоторым зазором, определяющим его стрелу прогиба. Сама скважина может искривляться в процессе бурения.