Разработка и исследование методов проектирования и работы неориентируемых компоновок низа бурильной колонны

• Автор: Гречин, Евгений Глебович
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 264 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСОВ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕОРИЕНТИРУЕМЫХ КОМПОНОВОК НИЗА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ В ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
1.1 Расчетные модели процесса искривления скважины
и компоновки низа бурильной колонны
1.2 О проектировании компоновок, их усовершенствовании
и конструкциях центраторов
1.3 Состояние направленного бурения в Западной Сибири
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
2 АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЁТА И СИСТЕМА РАСЧЁТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕОРИЕНТИРУЕМЫХ КОМПОНОВОК
2.1 Методика расчета компоновок с использованием дифференциального уравнения упругой линии
2.2 Пример расчета компоновки в программе «МаШСАЛ»
2.3 Влияние осевой нагрузки на длину направляющего
и отклоняющую силу на долоте
2.4 Влияние кривизны оси скважины на отклоняющую силу на долоте
2.5 Методика расчета компоновок с использованием
уравнений трёх моментов
2.6 Метод начальных параметров
2.7 Метод конечных разностей
2.8 Метод конечных элементов
2.9 Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов
2.10 Метод возможных перемещений долота
2.11 Расчетные характеристики неориентируемых компоновок
2.11.1 Детерминированные математические модели расчёта НК
2.11.2 О системе расчетных характеристик

2.11.3 Устойчивость неориентируемых компоновок
2.11.4 Направление и величина реакций на центраторах
2.11.5 Возможное поперечное перемещение долота
2.11.6 Сближение вала и корпуса верхней секции турбобура
2.11.7 Сближение вала с корпусом турбобура, связанное
с несогласованным расположением центраторов и радиальных опор
2.11.8 Прогиб направляющего участка КНБК
2.11.9 Прогиб компоновки между центраторами
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОМПОНОВОК С КАЛИБРАТОРОМ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ЗЕНИТНОГО УГЛА
3.1 Расчет компоновки с помощью уравнений трех моментов
3.2 Расчет методом начальных параметров в «Мар1е»
3.3 Реакции на долоте и калибраторе
3.4 Расчет компоновки с учетом кривизны оси скважины
3.5 Применение метода возможных перемещений долота
3.6 Компоновка с забойным двигателем уменьшенного диаметра
3.7 Применение метода возможных перемещений долота
с учетом кривизны скважины
3.8 Показатели устойчивости компоновок с калибратором
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОЦЕНТРАТОРНЫХ КОМПОНОВОК
4.1 Критический диаметр калибратора
4.2 О форме калибратора
4.3 Прогибы и углы поворота оси КНБК
4.4 Стабилизирующие компоновки ОНКС
4.4.1 Расчет геометрических параметров
4.4.2 Устойчивость компоновок ОНКС
4.5 Анализ основных положений инструкции СИБНИИНП
4.6 Компоновки ОН КА и ОНКФ

4.6.1 Расчеты ОНКА
4.6.2 Компоновки ОНКА и ОНКФ с долотами РБС
4.6.3 Компоновки ОНКА и ОНКФ с долотами диаметром 295,3 мм
4.6.4 Компоновки ОНКА с долотами РБС и двигателем Д
4.6.5 Устойчивость ОНКА
4.6.6 Маятниковые компоновки
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
5 РАЗРАБОТКА ДВУХЦЕНТРАТОРНЫХ КОМПОНОВОК
5.1 Компоновки, спроектированные по критерию
полной стабилизации зенитного угла
5.1.1 Расчеты ДНКС
5.1.2 Устойчивость компоновок ДНКС к изменению зенитного угла
5.1.3 Реакции на долоте и центраторах
5.1.4 О стабилизации азимута скважины с использованием компоновок ДНКС. Показатели устойчивости ДНКС
5.1.5 Компоновка с винтовым забойным двигателем
5.1.6 Компоновки ДНКС с долотами диаметром 295,3 мм
и долотами РБС
5.2 Компоновки, спроектированные по критерию равенства нулю реакции на долоте
5.2.1 Преимущества компоновок ДНКА
5.2.2 Геометрические параметры ДНКА
5.2.3 Устойчивость компоновок ДНКА к изменению зенитного угла
5.2.4 Устойчивость ДНКА к изменению диаметров
скважины и центраторов
5.2.5 Реакции на долоте и центраторах
5.2.6 Возможности стабилизации азимута скважины с помощью компоновок ДНКА
5.2.7 Компоновки ДНКА и ДНКФ с забойным двигателем Д
5.2.8 Геометрические параметры компоновок ДНКА с долотом

Ответ получаем в виде вектора значений в том порядке, в котором они перечислены в функции Find. Второй столбец результатов получен после изменения зенитного угла (40° на 60°) и осевой нагрузки (200 на 100 кН) в первой строке программы.
/2.767 f

-2.98ІХІ0"3 w = -3.16ІХІ0“3

-0.115 / -0.393
При вводе уравнений знак «=» необходимо вводить с панели инструментов «Boolean» (Булевы операторы), а не с клавиатуры.
2.3 Влияние осевой нагрузки на длину направляющего участка и отклоняющую силу на долоте
Расчеты компоновок проводятся как с учетом [7, 9, 24 - 26 и др.], так и без учета осевой нагрузки на долото [39, 40, 42, 56 и др.]. При строгом подходе можно выполнить расчет по обоим вариантам и, после сопоставления полученных результатов, принимать решение о целесообразности включения нагрузки на долото в расчетные формулы. Покажем это на примере.
При бурении компоновкой без опорно-центрирующих элементов длина направляющего участка уменьшается и, по-видимому, реакция на долоте именно при такой компоновке должна быть наиболее чувствительна к нагрузке на долото.
Определим расчетные параметры без учета осевой нагрузки. Из уравнения моментов относительно точки К (см. рис. 2.1) следует
Rd = q-L/2. (2.11)
Подставляя это значение Rd в формулу (2.1) и принимая Р = 0, после
интегрирования имеем
EI у' - qLx2 / 4 - qx3 / 6 + С (2.12)
Ely = qLx3/12-qx4/24+ Cx + D (2.13)