Вдосконалення математичної моделі двоопорних неорієнтованих компоновок низу бурильної колони

Abstract

Розглядаються важливі питання підвищення техніко-економічних показників буріння нафтових і газових свердловин за рахунок вдосконалення технічних засобів і науково-методичних основ їх проектування і вибору. Охарактеризовано вплив конструктивних параметрів неорієнтованих компоновок низу бурильної колони з двома опорно-центрувальними елементами на статичні характеристики її взаємодії з вибоєм та стінками свердловини. Проаналізовано світовий досвід вирішення питань проектування, вибору і експлуатації неорієнтованих компоновок низу бурильної колони з двома опорно-центрувальними елементами. Визначено основні підходи і методики, які використовуються при проектуванні неорієнтованих компоновок низу бурильної колони з двома центраторами і критерії, що є визначальними при їх виборі для різних задач спрямованого буріння. Досліджено процес впливу на статичні характеристики взаємодії елементів неорієнтованої компоновки низу бурильної колони вала шпинделя вибійного двигуна. За результатами аналітичних досліджень на прикладі двоопорних конструкцій компоновок встановлено, що врахування в аналітичній схемі взаємодії нижньої частини бурильної колони з вибоєм і стінками свердловини різних за розмірами елементів компоновки, незалежно від їх довжини, ваги і жорсткості на згин, впливає на статичні характеристики їх взаємодії із стінками свердловини, а саме: на відхиляючу силу на долоті, кут його повороту і сили притискування центрувальних елементів до стінок свердловини.

The article deals with the important issues of increasing technical and economic parameters of drilling oil and gas wells by improving facilities and scientific and methodological bases of their design and choice. The influence of structural parameters of undirected bottom hole assembly with two supporting and centering elements onto the static characteristics of its interaction with the well bottom and walls has been characterized. International experience of resolving such issues as design, selection and operation of undirected bottom hole assembly with two supporting and centering elements has been analyzed. The main approaches and techniques used for designing of undirected bottom hole assembly with two centralizers and criteria that are essential for their selection for different directional drilling tasks have been determined. The process of bottom hole drive shaft influence onto the static characteristics of the undirected bottom hole assembly elements interaction has been studied. The results of analytical studies on the example of two-support undirected bottom hole assembly have shown that taking into account the bottom hole assembly interaction with well bottom and walls of different bottom hole assembly element sizes, regardless their length, weight and bending stiffness in the analytical scheme affects the static characteristics of their interaction with the walls of the well, namely the bit deflection force, its rotation angle and centering elements pressing force to the walls of the well.