прогнозування довговічності елементів бурильної колони при вібраційному навантаженні Автореферат

У вступі наведено загальну характеристику дисертаційної роботи, обґрунтовано її актуальність, сформульовано мету і задачі дослідження, висвітлено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів. Наведено інформацію про апробацію роботи, розкрито особистий внесок автора у публікаціях.

У першому розділі проведено огляд літературних джерел стосовно вивчення умов експлуатації бурильного інструменту, у ході якої на БК діють різні види навантажень, у тому числі і вібраційні; проаналізовано сучасний стан методів та засобів дослідження і контролю вібрації БК у процесі експлуатації.

Вібраційні навантаження є одними із основних динамічних навантажень, що діють на елементи БК у процесі її експлуатації. Питанням експлуатації БК та вивченням її динамічних характеристик займалося чимало вітчизняних та зарубіжних дослідників: В.М. Алєксєєв, П.В. Балицький, Ю.С. Васільєв, В.І. Векерик, В.Г. Григулецький, О.М. Динник, Р.М. Ейгелес, Є.І. Ішемгужин, З.Г. Керімов, В.Ю. Копилов, М.Ф. Лєбєдєв, А.Х. Мірзаджанзаде, В.М. Мойсишин, М.Ю. Мочернюк, П.І. Огородніков, А.Е. Сароян, Е.К. Юнін, М.В. Якубовський, А.Ш. Янтурін, Ф. Віллерс, Г. Вудс, Е. Галле, В. Гаррет, Ф. Дейлі, Д.В. Дерінг, Р. Каннінгхем, Т. Хуань та інші вчені.

Багаторічний досвід експлуатації БК на свердловинах України та за її межами показав, що руйнування конструктивних елементів БК під дією вібраційного навантаження має втомний характер. Саме тому підвищення надійності і довговічності елементів БК є важливою проблемою буріння свердловин. Питанням надійності і довговічності елементів БК, дослідження їх напруженого стану присвячені наукові праці вітчизняних і зарубіжних авторів: В.І. Артима, Ю.І. Газанчана, С.М. Данелянца, Ю.В. Дубленича, А.Ф. Дубровського, В.М. Івасіва, А.Л. Ільського, Є.І. Крижанівського, Б.В. Копея, І.В. Кудрявцева, М.В. Лисканича, Д.Ю. Мочернюка, Г.М. Саркісова, А.Е. Сарояна, Н.Д. Щербюка, Б.О. Чернова, Т. Альтмана, А. Брайнгера, Т. Трішмана, В. Хаука, Х. Коллера та інших.

Для отримання достовірної інформації про вібраційний стан елементів БК необхідно розширити аналіз динаміки БК, який спрямований на дослідження її коливальних процесів. Тому актуальним на сьогодні є питання, пов’язане із дослідженням рівня вібрації БК та оцінки за його значенням напруженого стану і довговічності елементів БК під час буріння свердловини.

Другий розділ присвячений удосконаленню системи реєстрації та обробки результатів вимірювання вібрації БК під час буріння свердловини із використанням сучасних методів та засобів цифрової обробки сигналів і їх автоматизації.

Відомо, що вібраційний сигнал, зареєстрований біля гирла свердловини під час буріння у вигляді реалізації відносно малої довжини є випадковим процесом. Потужність вібраційного сигналу розподіляється по багатьох гармоніках, а процес виділення цих гармонік є складною процедурою. Вирішення такої проблеми виявилось можливим завдяки застосуванню сучасних методів та засобів цифрової обробки сигналів, що дають можливість швидко виділяти ці гармоніки, проводити детальний частотний аналіз вібросигналів, досить точно оцінювати амплітуду та спектральну щільність вібраційних сигналів.

З врахуванням таких передумов, реєструвати вібрацію БК запропоновано одним давачем біля гирла свердловини (рис. 1), вимірюючи вібропришвидшення ведучої бурильної труби в процесі буріння вибійними двигунами, або вертлюга під час роторного буріння.