Устройства для возбуждения виброакустических колебаний в металлических конструкциях нефтяных скважин

• Автор: Осипкин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Глава 1. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ВОЗБУЖДЕНИЯ

НИЗКОЧАСТОТНЫХ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

1.1. Анализ существующих способов и оборудования для создания вибрационных колебаний в скважинах

1.2. Цели и задачи исследований

Глава 2. СОЗДАНИЕ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В СКВАЖИНЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

2Л. Установка преобразователя на устье скважины

2.2. Кинематическая схема, сравнительный анализ и выбор типа конструкции внешнего резонансного электромеханического преобразователя
2.3. Методика математического моделирования, определение параметров макромодели МЭВУ

2.3.1. Обоснование макромодели МЭВУ

2.3.2. Обоснование и расчет параметров макромодели МЭВУ

2.3.3. Методы и средства численного анализа электромагнитных полей для расчета параметров макромоделей
2.4. Расчет рабочих характеристик, анализ динамических режимов магнитоэлектрических вибрационных устройств
2.4.1. Конструкция преобразователя
2.4.2. Расчет тяговых характеристик и определение параметров эквивалентных схем
2.4.3. Анализ динамических характеристик преобразователя

Глава 3. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА НЕФТЯНЫЕ СКВАЖИНЫ
ЗЛ. Технологии и оборудование, применяемые при
виброакустической обработке скважин резонансным МЭВУ
ЗЛ Л. Цели и задачи научно-исследовательских
и промысловых работ
ЗЛ.2. Оборудование и описание проведенных работ по виброакустическому воздействию на двух
выбранных скважинах
3.2. Сопоставление полученных результатов в процессе эксперимента с результатами математического моделирования
Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКИХ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
4.1. Проектирование и оптимизация конструкции АУВУ
4.1.1. Выбор конструкции АУВУ
4.1.2. Методика оптимизации магнитной системы АУВУ
4.2. Построение тяговых характеристик АУВУ, контроль магнитных параметров
4.3. Проектирование автономного погружного виброакустического устройства
4.3.1. Принцип работы и конструкция АПВУ
4.3.2. Расчет тяговых характеристик в статических и динамических режимах с учетом вихревых токов
4.4. Математическое моделирование устройств АУВУ, АПВУ и
процессов передачи энергии в пласт
4.4.1. Математическое моделирование усилий создаваемых

устройствами АУВУ и АПВУ
4.4.2. Моделирование процессов передачи энергии по конструкциям скважины
4.4.3. Методика определения наилучшего местоположения АПВУ в стволе скважины
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Совместное решение (2.22) и (2.25) осуществляется итерационным методом по рекуррентной формуле:
мп+1 =Мп +сс{м*п -Мп), (2.26)
М*п

вектор-столбец значений намагниченностей, получаемых на каждом шаге решения с помощью минимизации функционала вида:

(2.27)
где мїін,) - решение системы уравнений (2.22), как функции результирующей напряженности поля в элементарном объеме; Р{Н1)- магнитная характеристика материала [78].
Для магнитомягких изотропных материалов функционал записывается для модулей векторов намагниченности и напряженности, для анизотропных и гис-терезисных материалов, для координатных составляющих этих векторов в осях анизотропии.
Точность решения системы уравнений устанавливается критерием стабилизации нормы вектора намагниченности:
м «+1 -Мп
мп+1

(2.28)
где Б > 0 малое число, устанавливающее точность решения [80].
Для расчетов силовых взаимодействий в магнитном поле удобно использовать известную формулу Максвелла:
р = ju0 . ^ [(и. н) Н -0,5 • п ■ H2ls, (2.29)
где интегрирование производится по замкнутой, разделяющей взаимодействующие группы деталей системы, поверхности S; п - единичная нормаль к этой поверхности [80].