Підвищення експлуатаційної надійності бурильної колони в умовах вібраційного навантажування

Розробка технології підвищення експлуатаційної надійності та більш повного використання ресурсу бурильної колони шляхом забезпечення її монолітності в різьбових з'єднаннях. Оцінка накопичення втомних пошкоджень з'єднань з використанням індикаторів.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 30.09.2013
Размер файла 157,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

«Підвищення експлуатаційної надійності бурильної колони в умовах вібраційного навантажування»

Спеціальність 05.05.12 -- Машини нафтової та газової промисловості

УДК 622.24.053

Лисканич

Михайло Васильович

Івано-Франківськ -- 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу Міністерства освіти і науки України.

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Копей Богдан Володимирович, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, професор кафедри нафтогазового обладнання

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Петрина Юрій Дмитрович, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, завідувач кафедри технології нафтогазового машинобудування;

доктор технічних наук, професор Харченко Євген Валентинович, Національний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри опору матеріалів

доктор технічних наук, професор Ройзман Вілен Петрович, Хмельницький національний університет, завідувач кафедри прикладної механіки

Провідна установа: ВАТ “Український нафтогазовий інститут” Міністерства палива та енергетики України (м. Київ)

Захист відбудеться 30 червня 2005 р. о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 20.052.04 у Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу за адресою: 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15.

З дисертацією можна ознайомитися в науково-технічній бібліотеці Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу за адресою: 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15.

Автореферат розісланий 28 травня 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Корнута О.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Національною програмою “Нафта і газ України до 2010 року” передбачено збільшити обсяги буріння на 74%. Проблеми полягають не тільки в зростанні обсягів буріння, але й в постійному збільшенні глибин свердловин, ускладненні умов їх проведення. Важливе значення в ринкових умовах мають економічні показники, які змушують виробничників раціонально використовувати наявні матеріальні ресурси. Ефективним резервом щодо зменшення матеріальних витрат у процесі буріння свердловин є раціональна експлуатація бурильної колони, що забезпечує, з одного боку, безаварійну роботу колони, а, з другого, -- найповніше використання закладеного в конструкцію ресурсу. Проблема забезпечення надійності бурильної колони в процесі експлуатації залишається актуальною, оскільки показники надійності суттєво залежать не лише від конструкції і технології виготовлення елементів колони, але й від навантажень, які визначаються свердловинними умовами, режимами буріння та іншими чинниками. Як показує практика, аварійність бурильної колони, зумовлена здебільшого втомним зруйнуванням різьбових з'єднань, в усіх нафтогазовидобувних країнах є високою незалежно від досконалості техніки і рівня розвитку технології буріння.

Процес розбурювання породи, у зв'язку з особливостями конструкції породоруйнівного інструменту, супроводжується вібрацією бурильної колони, якою в розрахунках показників надійності рекомендується нехтувати. Це призводить до спотворення показників довговічності бурильної колони, а в багатьох випадках через втрату монолітності її найнавантаженішого елементу - різьбового з'єднання -- до значного зниження характеристик опору втомі. Проблема підвищення надійності бурильної колони безпосередньо пов'язана з точністю визначення кількісних характеристик експлуатаційного навантаження на різьбові з'єднання, а також показників довговічності колони. Найбільш раціональним способом вирішення цієї проблеми є розроблення і застосування технічних засобів індикації накопичення втомних пошкоджень різьбових з'єднань - індикаторів, незважаючи на те, що принципи конструювання таких індикаторів недостатньо обґрунтовані, як теоретично так і експериментально.

Таким чином, визначення умов забезпечення монолітності бурильної колони в різьбових з'єднаннях під дією вібраційного навантаження в процесі експлуатації та обґрунтовування теоретичних засад оцінювання накопичення втомних пошкоджень з'єднань за допомогою індикаторів з метою підвищення надійності і більш повного використання ресурсу бурильної колони, є актуальною проблемою, що має важливе народногосподарське значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тематика роботи є частиною планових науково-дослідних програм з розвитку нафтопромислового комплексу України і входить в тематичний план науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт ВАТ "Укрнафта" за 1997-2002 рр., що виконувалися на підставі договору № 1/97 від 02.02.1997 р. "Розробка методики визначення вібронапружень в елементах бурильної колони" та наряду-замовлення № 01/04 від 04.01.2001 р. "Розробка нормативної документації на технологічні процеси та технічні засоби буріння свердловин", а також пов'язана з дослідженнями, проведеними в рамках держзамовлення Головного науково-технічного управління Міннафтопрому СРСР № 88.006.89 етап ІІ.4 "Розробка індикаторів втоми різьбових з'єднань ОБТ - 146, 178, 203 мм".

Мета роботи -- підвищення експлуатаційної надійності та більш повне використання ресурсу бурильної колони шляхом забезпечення її монолітності в різьбових з'єднаннях з урахуванням дії вібраційних навантажень, а також розроблення і запровадження методу оцінки накопичення втомних пошкоджень з'єднань з використанням індикаторів.

Для досягнення сформульованої мети поставлені такі задачі дослідження.

1. Дослідити природу виникнення і закономірності існування монолітності бурильної колони в різьбових з'єднаннях, яка перебуває під дією вібраційного навантаження.

2. Встановити значення параметрів вібрацій бурильної колони, які призводять до втрати її монолітності в різьбових з'єднаннях, та умов виникнення цих вібрацій під час буріння свердловин.

3. Обґрунтувати вибір і дослідити параметри складання різьбових з'єднань, що забезпечують як монолітність бурильної колони в умовах вібрації, так і стабільність характеристик міцності та умов навантаження.

4. Встановити закономірності процесу накопичення втомних пошкоджень у різьбових з'єднаннях бурильної колони і в супроводжуючих їх індикаторах з врахуванням конструктивних особливостей вказаних елементів колони.

5. Обґрунтувати метод проектування, конструкцію індикаторів накопичення втомних пошкоджень різьбових з'єднань і визначити параметри кривих втоми індикаторів з високою імовірністю зруйнування.

6. Розробити методику розрахунку надійності бурильної колони за показниками її довговічності на основі експериментально встановлених значень характеристик міцності різьбових з'єднань і умов їх навантаження під час експлуатації.

7. Дослідити точність розрахунку кількісних показників довговічності бурильної колони під час експлуатації шляхом порівняльного аналізу теоретичних і експериментальних (отриманих за допомогою індикаторів) значень змінного навантаження на різьбові з'єднання.

8. Провести дослідно-промислову перевірку результатів досліджень.

Об'єкт дослідження -- бурильна колона, під час експлуатації якої виникають дефекти, що зумовлюють її аварійність через втомне зруйнування з'єднань.

Предметом дослідження є закономірності існування монолітності бурильної колони в різьбових з'єднаннях, зумовлені супроводжуючими вібраційними процесами, конструктивними особливостями з'єднань, умовами їх складання, а також вплив зазначених чинників та процесів накопичення втомних пошкоджень елементів конструкцій на надійність колони.

Методи дослідження. В процесі розроблення динамічних моделей різьбових з'єднань бурильної колони використані: методи математичної фізики, аналітичної механіки і теорії диференціальних рівнянь з частковими похідними. У дослідженнях напруженого стану індикаторів використані методи і положення теорії контакту тонких циліндричних оболонок та теорії лінійної механіки руйнування.

Експериментальні дослідження втомної міцності і вібростійкості різьбових з'єднань проводилися на стендових установках із застосуванням методів вібро- і тензометрії.

У процесі обробки і аналізу результатів експериментальних досліджень використані методи теорії ймовірності, математичної статистики, спектрального і кореляційного аналізів, а також математичний апарат теорії коливань.

Наукова новизна полягає в теоретичному обґрунтуванні заходів забезпечення монолітності бурильної колони в різьбових з'єднаннях та в отриманні якісно нових результатів оцінювання накопичення втомних пошкоджень елементів колони за допомогою індикаторів. Наукова новизна визначається такими положеннями:

- вперше розроблена динамічна модель замкового різьбового з'єднання бурильної колони, яка дає змогу описати зміну коефіцієнта тертя в згвинченому з'єднанні, зумовлену вібрацією бурильної колони, особливостями конструкції з'єднання, умовами його складання;

- встановлені значення параметрів вібрації бурильної колони, перевищення яких призводить до втрати її монолітності в замкових різьбових з'єднаннях, що дає змогу визначити умови буріння свердловин та складання різьб, за яких відсутнє вказане явище;

- встановлені закономірності накопичення втомних пошкоджень у різьбових з'єднаннях і супроводжуючих індикаторах залежно від їх конструктивних особливостей, що дає змогу обґрунтувати метод врахування пошкоджень у розрахунках показників довговічності бурильної колони;

- отримали подальший розвиток дослідження умов контактної взаємодії пари “індикатор - ніпель”, результати яких забезпечують в зоні концентратора індикатора та у небезпечному перерізі замкового різьбового з'єднання однаковий рівень номінальних напружень;

- встановлено, що обчислення показників довговічності бурильної колони за умови визначення амплітуди змінного навантаження в небезпечних перерізах різьбових з'єднань за аналітичними залежностями забезпечує вірогідність неруйнування з імовірністю не більше 70%, а за умови експериментального визначення цієї амплітуди -- за допомогою індикаторів -- з імовірністю 95% і більше.

Практичне значення отриманих результатів полягає у:

- визначенні діапазону напружень в небезпечному перерізі ніпеля, які доцільно забезпечувати під час попереднього згвинчування замкових різьбових з'єднань обважених бурильних труб (ОБТ): . За таких напружень не порушується монолітність бурильної колони в з'єднаннях в умовах вібрацій;

- розробленні методики розрахунку надійності за показниками довговічності бурильної колони (системи), з урахуванням характеристик опору втомі її різьбового з'єднання (елемента) та умов його навантажуваності, що дало змогу мінімізувати затрати на контроль відмов колони, не зменшуючи його точності;

- встановленні що, значення коефіцієнтів відносних довговічностей замкових різьбових з'єднань ОБТ та супроводжуючих індикаторів знаходяться в межах 0,90...0,99, а їх середньоквадратичні відхили - в діапазоні 0,15...0,20, що підвищує точність оцінювання розсіювання показників довговічності бурильних колон;

- удосконаленні методики вибору геометричних параметрів концентратора напружень індикатора, яка дає змогу уточнити діапазон регулювання значень границі витривалості і обмеженої довговічності індикаторів;

- удосконаленні конструкції індикаторів накопичення втомних пошкоджень (ІНВП) ОБТ діаметрами 146, 178, 203 мм шляхом оптимізації їх розмірів і умов контакту пари “ніпель - індикатор” та проведенні їх стендових випробувань на втому, за результатами яких побудовані криві втоми з імовірністю руйнування до 95% та похибкою 4%, що дає змогу підвищити імовірність оперативного контролю ступеня втомного пошкодження бурильної колони до 95%.

Вказані вище результати теоретико-експериментальних досліджень прийнятті до впровадження в таких розробках.

1. За держзамовленням Головного науково-технічного управління Міннафтопрому СРСР № 88.006.89, етап ІІ.4 "Розробка індикаторів втоми різьбових з'єднань ОБТ 146, 178, 203 мм" розроблені конструкції індикаторів втоми різьбових з'єднань ОБТ. Проведені відомчі приймальні випробування на свердловинах ВО "Укрнафта" засвідчили, що конструкції індикаторів відповідають технічному завданню, витримали приймальні випробування і прийняті до виробництва.

2. Розроблений стандарт підприємства СТП 320.0015390.040 - 2000. Методика розрахунку різьбових з'єднань бурильної колони в умовах вібраційного навантаження. ВАТ “Укрнафта”, 2000 р.

За результатами промислової апробації на свердловинах Долинського та Надвірнянського УБР указаний стандарт прийнятий до впровадження на підприємствах ВАТ "Укрнафта".

3. Результати дисертаційної роботи використані в навчальному процесі і відображені в робочих програмах дисциплін: “Теоретична механіка”, “Динаміка машин, вібрація і віброзахист” для студентів спеціальності 7.090217 “Обладнання нафтових та газових промислів” Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу.

Впровадження ІНВП та вказаного стандарту підприємствами ВАТ “Укр-нафта” дало можливість більш повно використати ресурс замкових різьбових з'єднань і збільшити міжремонтний період експлуатації ОБТ в 1,5…1,6 рази. Річна економічна ефективність від впровадження отриманих результатів на підприємствах ВАТ "Укрнафта" становить понад 1,64 млн. грн.

Особистий внесок здобувача. Основні положення та результати роботи отримані автором самостійно. Реалізовано новий підхід до оцінки впливу вібрації на монолітність і міцність різьбових з'єднань [1, 3, 6, 28, 30]; досліджено вплив конструктивних особливостей різьбових з'єднань та індикаторів на характер накопичення втомних пошкоджень [5, 13]; встановлений закон розподілу несучої здатності бурильної колони [17]; удосконалена методика стендових досліджень опору втомі різьбових з'єднань бурильної колони [26, 27]; встановлений вплив розсіювання окремих параметрів кривих втоми та характеристик навантажуваності різьбових з'єднань на їх функцію розподілу довговічності (ФРД) [18]; проведена оцінка точності визначення параметрів навантажуваності різьбових з'єднань в свердловині [19].

В роботах, опублікованих у співавторстві, запропонована динамічна модель різьбового з'єднання та проаналізований вплив окремих параметрів на коефіцієнт тертя в різьбі [2, 7, 16]; запропонована узагальнена модель бурильної колони та структурна схема визначення навантажувань на колону [4, 15]; проведений аналіз результатів досліджень впливу свердловинних чинників та режимів буріння на рівень вібрацій бурильної колони та закономірності їх зміни [8, 9, 10, 11, 15, 29]; побудовані розрахункові схеми і математичні моделі пари “індикатор - ніпель” замкового з'єднання [12, 22, 23]; запропоновані методики та проведені розрахунки довговічності елементів бурильної колони [14, 20, 31] та їх навантажуваності [21, 32].

Здобувач брав безпосередню участь у проведенні стендових і промислових досліджень та випробуваннях індикаторів.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідалися та обговорювалися на першому міжнародному симпозіумі українських інженерів-механіків (Львів, 1993 р.); міжнародній науково-технічній конференції “Проблеми і шляхи енергозабезпечення України” (Івано-Франківськ, 1995 р.); міжнародній міжвузівській школі-семінарі “Методи та засоби технічної діагностики” (Івано-Франківськ, 1992, 1999 рр.); міжнародній конференції з надійності машин та прогнозування їх ресурсу (Івано-Франківськ, 2000 р.); науково-прак-тичній конференції “Стан, проблеми і перспективи розвитку нафтогазового комплексу Західного регіону України” (УНГА, Львів, 1995 р.); технічних нарадах у ВНДІБТ (Москва, 1988-1991 рр.), технічних нарадах ВАТ “Укрнафта” (Івано-Франківськ, 1999-2002 рр.) та ВДП “Західукргеологія” (Львів, 1988-1992 рр.); науковому семінарі опорної кафедри з теоретичної механіки університетів Західного регіону України (Івано-Франківськ, 2002 р.); науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу ІФНТУНГ (Івано-Франківськ, 1994-2001 рр.).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в 32 наукових публікаціях, з них 14 одноосібних.

Структура та обсяг роботи. Робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків та додатків. Матеріал викладено на 243 сторінках машинописного тексту, містить 80 рисунків, 17 таблиць, список публікацій з 237 найменувань та 10 додатків на 38 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

бурильна колона вібраційне навантажування

У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертації, показано зв'язок з науковими планами, темами, сформульовані мета та завдання дослідження, подані наукова новизна та практичне значення отриманих результатів. Визначений особистий внесок здобувача та подана інформація про впровадження результатів роботи.

У першому розділі наведений огляд і аналіз опублікованих робіт, присвячених розв'язку проблеми забезпечення надійності бурильної колони під дією змінних навантажувань. Показано, що вібрації бурильної колони за певних умов призводять до зміни її монолітності в різьбових з'єднаннях, а отже, до значного зниження характеристик опору втомі. Показано також, що на сучасному рівні розвитку методів і засобів експериментального визначення параметрів навантажування бурильної колони в різьбових з'єднаннях та оцінювання її надійності за показниками довговічності забезпечують тільки індикатори втоми, не дивлячись на цілу низку недоліків, що мають місце в процесі їх проектування та застосування.

Питаннями розробки і застосування різних конструктивних і технологічних способів підвищення працездатності бурильної колони в різьбових з'єднаннях, розроблення методів і засобів, спрямованих на зниження рівня навантаженості колони, удосконалення методик розрахунку бурильної колони на змінні згинальні навантаження, що спираються на результати натурних стендових випробувань на втому її елементів, підвищення ефективності використання засобів неруйнуючого контролю колони присвячені роботи багатьох вчених. Це, насамперед, праці Г.М.Саркисова, А.Е.Сарояна, М.Д.Щербюка, А.Л.Ільського, Л.А.Лачиняна, І.В.Кудрявцева, М.В.Івасіва, О.М.Карпаша, Є.І.Крижанівського, Б.В.Копея, Б.О.Чернова, А.Ш.Янтуріна, А.Лубінського, Г.Вудса та інших авторів. Всі перераховані роботи привнесли вагомі результати, спрямовані на підвищення надійності бурильних колон, але, як показав аналіз аварійності, не зуміли відчутно зменшити кількість втомних зруйнувань колон переважно в різьбових з'єднаннях, що вказує на необхідність удосконалення традиційних методик оцінювання її надійності.

Встановлено також, що нехтування вібрацією бурильної колони як режимом навантажування на її замкові різьбові з'єднання призводить до заниження показників довговічності колони, а в багатьох випадках, за інтенсивних вібрацій, розрахунок на міцність і надійність втрачає сенс, бо відбувається втрата монолітності бурильної колони в різьбових з'єднаннях, отже, значне зниження характеристик опору втомі. Замкові різьбові з'єднання бурильної колони збирають з попереднім затягненням. Правильно вибране затягнення з'єднання -- одна з основних умов його надійної експлуатації. Напруження попереднього затягнення встановлюють у відповідності з умовами герметичності і жорсткості (щільності) з'єднання. Остання умова є необхідною в забезпеченні опору втомі різьбового з'єднання при змінних навантаженнях.

Монолітним є такий стан замкового різьбового з'єднання бурильної колони, при якому попереднім затягненням з'єднання забезпечується його щільність, яка обумовлює перерозподіл зовнішніх навантажень між його частинами та їх відносну нерухомість.

Різьбові з'єднання мають властивість до самогальмування, завдяки чому статичні зовнішні навантаження не спонукають зменшення сили попереднього затягнення. Та при вібрації, що призводить до взаємного зміщення згвинчених деталей з'єднання, може змінюватися коефіцієнт тертя в різьбі, що призводить до зниження сили попереднього затягнення до значень, при яких порушується монолітність з'єднання.

Тільки явищем втрати монолітності різьбовими з'єднаннями пояснюється те, що під час вібрації, не дивлячись на дотримання вимог щодо умов попереднього згвинчування з'єднань З-147, З-161, З-171 відповідних типорозмірів ОБТ, 65…85% аварій колони, пов'язаних з втомним зруйнуванням різьб, відбулися через їх поломку по небезпечному перерізу ніпеля, а не муфти, як це мало місце під час їх стендових випробувань на втому. Тому важливим є встановлення закономірностей впливу вібрацій на монолітність бурильної колони по її замкових різьбових з'єднаннях та визначення умов експлуатації, які її забезпечують.

Проблема раціональної експлуатації бурильної колони передбачає також розв'язання завдань, спрямованих на визначення кількісних характеристик режиму навантаження, а через них і показників довговічності колони в різьбових з'єднаннях з високою вірогідністю неруйнування. Аналіз літературних джерел свідчить, що найраціональнішим способом вирішення цього завдання є розробка системи індикації накопичення втомних пошкоджень, під якою розуміється встановлення моменту часу, по досягненні якого необхідно вилучати з експлуатації найнавантаженіші елементи бурильної колони -- різьбові з'єднання. Встановлено, що проблему індикації накопичення втомного пошкодження бурильної колони в різьбових з'єднаннях доцільно розв'язувати шляхом створення конструкції -- індикатора. Найдосконаліше і найповніше розроблена конструкція індикатора накопичення втомних пошкоджень (ІНВП), що представлена у вигляді циліндричної оболонки, яка фрикційно взаємодіє з внутрішньою поверхнею ніпеля замкового різьбового з'єднання. Незважаючи на те, що дослідження, спрямовані на створення ІНВП та методик їх застосування, не можна вважати завершеними і достатньо теоретично і експериментально обґрунтованими, тільки використання ІНВП найповніше забезпечить надійність експлуатації бурильної колони.

На підставі проведеного аналізу сучасного стану проблеми сформульовано мету і завдання дисертаційної роботи.

У другому розділі підкреслюється, що існують дві категорії причин виходу з ладу бурильної колони через раптові відмови різьбових з'єднань, які визначають її надійність: втомне зруйнування з'єднань та втрата ними монолітності під час інтенсивних вібрацій. Для розв'язання цих завдань проводять два види стендових досліджень: випробування на втому натурних зразків різьбових з'єднань бурильних труб і супроводжуючих їх індикаторів; експериментальна перевірка достовірності аналітично встановлених закономірностей зміни монолітності різьбових з'єднань в умовах вібраційного навантажування на натурних моделях.

За експериментальними даними випробувань на втому натурних зразків різьбових з'єднань З-121 ОБТ-146, рис. 1, приведені результати геометричної перевірки функції щільності розподілу параметрів кривої втоми різьбових з'єднань бурильної колони, а саме: - границі витривалості; - показника нахилу лівої ланки кривої втоми; - логарифма абсциси точки перегину кривої втоми. Рівень значимості розподілу цих величин за критерієм Шапіро - Вілка є в межах 0,1120...0,4320, що підтверджує нормальний закон розподілу параметрів кривих втоми різьбових з'єднань бурильної колони. Виходячи з цього приводиться алгоритм визначення оптимального обсягу експериментальних досліджень та обробки результатів цих досліджень з використанням методів математичної статистики, які дають змогу, виходячи з мінімальних витрат, визначити статистичні характеристики опору втомі елементів бурильної колони за параметром імовірності руйнування із заданою похибкою. Наприклад, для визначення показників опору втомі різьбових з'єднань ОБТ з імовірністю руйнування і похибкою необхідно провести випробування на втому під час регулярних навантажувань не менше як з 18…32 натурними зразками різьб цих труб.

Розроблена конструкція стенда та зразків різьбових з'єднань З-66 для експериментальної перевірки аналітично встановлених закономірностей зміни їх монолітності в умовах вібрації. Обґрунтовані методики розрахунку динамічних характеристик як стенда, так і зразків, що на ньому випробовуються. Розроблена методика експериментального визначення моменту часу та умов втрати різьбовими з'єднаннями монолітності в умовах дії вібрації.

Третій розділ присвячується теоретичним дослідженням, метою яких є встановлення закономірностей впливу на монолітність бурильної колони в замкових різьбових з'єднаннях як параметрів статичного і вібраційного навантажувань, що діють на неї в свердловині, так і динамічних властивостей різьбових з'єднань, а також визначається вплив зовнішніх навантажувань на напружений стан ІНВП залежно від умов їх кріплення в ніпелі замкового з'єднання.

В умовах проводки свердловини найбільш розповсюдженим і тривалим за часом динамічним навантаженням, що діє на різьбові з'єднання бурильної колони, є вібрація. В роботі досліджується її вплив на робочий стан різьбових з'єднань бурильної колони. Вперше запропонована динамічна модель різьбового з'єднання з жорсткістю і демпфуючими властивостями, які характеризує коефіцієнт в'язкого опору , виконана у вигляді двомасової коливальної системи з чотирма ступенями вільності, рис. 2. Складено диференціальні рівняння руху утвореної механічної системи , - відповідно маса різьбового кінця та тіла труби колони; Г - гвинтова лінія різьби; П - площина, яка імітує вібрацію бурильної колони з інтенсивністю викривлення в свердловині ; - кут підйому гвинтової лінії

;

;

;

,

Де - повна маса бурильної труби; - сила тертя; нормальна реакція поверхні П; - сила попереднього затягнення різьби; - деяка сила, що спонукає зміщення тіла вздовж гвинтової лінії Г.

У розв'язку отриманих диференціальних рівнянь припустили, що тіло знаходиться у відносному спокої на площині П. Та враховуючи, що поздовжні і поперечні коливання бурильної колони ймовірнісного характеру з приблизними, емпірично визначеними параметрами і для отримання достатніх за точністю для практики буріння результатів, обмежилися таким законом коливання площини П:

; ,

де - амплітуди поздовжніх і поперечних коливань колони; - частота коливання; - зсув фаз між поздовжніми і поперечними коливаннями.

Отримано залежності, за якими визначається ефективний коефіцієнт тертя в різьбі в умовах вібраційного навантажування

(1)

(2)

де - коефіцієнт тертя в різьбі в умовах статичного навантажування; - ефективна амплітуда коливань бурильної колони; - пришвидшення земного тяжіння; - кут тертя різьби.

У наведених формулах за умови існування двох знаків потрібно приймати або тільки верхні, або тільки нижні.

Спираючись на формули (1), (2), встановлено, що між ефективними коефіцієнтами тертя з'єднання під час затягування і розгвинчування є істотні відмінності, причому ці відмінності є більш значущі за чисто поперечних коливань колони (рис. 3) і залежать від інтенсивності викривлення труби в свердловині та асиметричних властивостей конструкції різьби. Залежності, зображені на рис. 3, вказують на резонансний характер ефекту зниження коефіцієнтів тертя в різьбі та існування відмінностей між коефіцієнтами і , які істотно проявляються в діапазоні частот . В дорезонансному діапазоні частот має місце нерівність , тобто можливий процес догвинчування (дотягування) різьбових з'єднань колони; в зарезонансому діапазоні частот, при , може відбутися процес послаблення попередньо затягненої різьби аж до саморозгвинчення. Сила попереднього затягнення відіграє домінуючу роль в стабілізації сил тертя, тому за значних сил на будь-яких частотах вібраційного навантажування бурильної колони зміною коефіцієнта тертя в різьбі можна нехтувати.

Отже, під час вібрації бурильної колони в резонансному і зарезонансному діапазонах коливань в її різьбових з'єднаннях, які попередньо згвинчені з недостатньою силою затягнення , спостерігається зниження коефіцієнтів тертя, що призводитиме до втрати монолітності бурильної колони.

Залежність ефективних коефіцієнтів тертя різьбових з'єднань під час згвинчування (1, 2) і розгвинчування (3, 4) від співвідношення частоти вимушених поздовжніх (а) і поперечних (б) коливань колони і її власних коливань, побудовані при

:

1, 3 -- при с-1; 2, 4 -- при с-1; І -- при ; ІІ -- при ; ІІІ -- при

Розкриття механізму втрати монолітності бурильною колоною в різьбових з'єднаннях досліджувалося в два етапи. На першому приймали з'єднання за двомасову модель, в якій муфта масою і ніпель масою притискуються між собою різьбою жорсткістю зі статичною силою попереднього затягнення . Коливання мас моделі під дією поздовжньої гармонічної сили з амплітудою і частотою описується амплітудно-частотними характеристиками (АЧХ)

; (3)

. (4)

Тут: ; ;

,

де - коефіцієнт відновлення при ударі.

Розкриття стиків з'єднання матиме місце, коли різниця амплітуд коливань його деталей стане більшою за попередній осьовий натяг , що проілюстровано на рис. 4, де приведені АЧХ коливань замкового різьбового з'єднання З-66, розраховані за формулами (3) і (4) при кг; кг; Н; . Резонансна настройка механічної системи, елементи якої зібрані різьбою, що зумовлює віброударний режим взаємодії торців ніпеля і муфти різьбового з'єднання, визначена таким зв'язком параметрів:

, (5)

де - коефіцієнт дисипації.

На другому етапі проведено теоретичний аналіз коливання двох стрижнів довжиною з властивостями і геометричними розмірами ОБТ. Стикові торці стрижнів установлені з натягом за допомогою замкової різьби і контактують між собою під дією постійної сили попереднього згвинчування та під дією періодичної змушувальної сили, що генерується парою долото - порода і приймається у зв'язку з приблизними, емпірично визначеними параметрами, залежністю .

Припускаючи, що стрижні стиснуті, однакових властивостей та геометричних розмірів з точністю до членів першого порядку малої величини АЧХ відносного руху упорних торців різьбового з'єднання та амплітуди абсолютних коливань ніпеля і муфти з'єднання визначені виразами

; (6)

(7)

Тут: ; ; ; ;

; ,

Де - модуль пружності, густина, площа поперечного перерізу та довжина стрижнів; - амплітуда та кругова частота змушувальної сили в упорних торцях з'єднання; - площі поперечного перерізу ніпельної і муфтової частин з'єднання на відстані від упорних торців до першого сполучного витка.

Для замкових різьбових з'єднань З-121 ОБТ-146 компоновки низу бурильної колони згідно з формулою (6) на рис. 5 побудовані приклади відносного руху, а на рис. 6 за формулами (7) -- абсолютних переміщень торців з'єднання.

На рис. 6, а, б зображений приклад "жорсткого" збурення ударних режимів зміщень упорних торців різьби, що характеризується кривою 4 на рис. 5, тобто таких режимів, при яких перехід від лінійних коливань до ударних нелінійних протікає з введенням досить значної додаткової енергії. Такі режими можуть бути присутні при значних амплітудах змушувальної сили . За (рис. 5, крива 5) конфігурація АЧХ відносного руху стиків різьби суттєво відрізняється (рис. 6, в, г). Під час зростання частоти коливання торці не розмикаються, резонуючи на своїх власних частотах, і в колоні реалізуються лінійні коливання, а під час зниження частоти із зарезонансної зони є можливість встановлення інтенсивних ударних режимів взаємодії торців різьби, що призводить до їхнього розмикання. Такі режими можуть реалізовуватись також за допомогою "жорсткого" збурення системи, тобто режимів, при яких має місце різке збільшення амплітуди змушувальної сили. Інтенсивні ударні режими взаємодії торців різьби бурильних труб згідно з рис. 4 реалізуються в діапазоні частот , де - коефіцієнт кратності; - частота першого резонансного коливання бурильної колони.

В роботі експериментально підтверджена достовірність аналітично визначених передумов втрати монолітності на натурному з'єднанні З-66.

В реальних стендових умовах забезпечити зміну частоти збурення при тій самій амплітуді технічно не вдалося, але можливо на заданій частоті змінювати в широкому діапазоні амплітуду змушувальної сили, що дає змогу визначити залежність віброударної взаємодії торців натурного зразка замкового з'єднання від співвідношення та порівняти його з аналітично визначеними, див. рис. 4, в. В умовах експерименту розкриття стиків з'єднання фіксувалося тензодавачем, наклеєним на упорний стик з'єднання і відбулося на частотах змушувальної сили с-1 і с-1 та при амплітуді Н, тобто при значеннях та , що знаходяться в діапазоні співвідношень, за яких згідно з аналітичними залежностями (3), (4) в замкових з'єднаннях З-66 повинна відбутися втрата їх монолітності. Причому розкриття стиків з'єднання на вказаних частотах проходило практично миттєво, як тільки амплітуда змушувальної сили досягала значення 9000 Н. А відгвинчування з'єднання проводилося вручну без допомоги ключів.

Таким чином, результати експериментальних досліджень підтвердили достовірність прийнятої динамічної моделі замкового з'єднання бурильної колони. Відхилення значень параметрів вібрацій, за яких відбувається втрата монолітності різьбового з'єднання, встановлених аналітично на її динамічній моделі і експериментально на натурному з'єднанні З-66, становить близько 11%, що для умов буріння є достатньою точністю.

Втрату монолітності різьбовим з'єднанням під дією вібрації підтверджено також комп'ютерним моделюванням напруженого стану бурильного замка ЗН-80 з різьбою З-66 методом кінцевих моментів, достовірність якого погоджено з раніше отриманими результатами тензометричних досліджень.

Здійснено порівняння результатів проведених досліджень з геолого-технологічними умовами проводки свердловин. Так, під час роторного способу буріння в колоні генерується вібрація з частотою першої гармоніки 2,5…5 Гц, а основні власні частоти коливання компоновки низу бурильної колони при довжині ОБТ в колоні 100…200 м становлять 6…12,5 Гц, тобто замкові різьбові з'єднання компоновки низу бурильної колони (КНБК) експлуатуються в дорезонансному діапазоні частот, де зниження монолітності різьбових з'єднань не спостерігається навіть за умови згвинчення з'єднань з крутильними моментами, нижчими за оптимальні. Під час буріння свердловин за допомогою вибійних двигунів в колоні генеруються вібрації з частотою першої гармоніки 7,5…40 Гц. При цьому власні частоти коливання ОБТ довжиною 40…150 м в КНБК становлять 8,5…31,5 Гц, тобто різьбові з'єднання ОБТ експлуатуються переважно в зарезонансній зоні коливання, в якій допускається зниження монолітності з'єднань. Крім того, завдяки особливості конструкції вибійних двигунів забезпечується зміна кутової швидкості обертання вала, тобто допускається зниження частоти вібрації в зарезонансній зоні, що може зумовити затягування упорних торців з'єднань в режим віброударної взаємодії навіть за незначних амплітуд коливання колони. Тобто, при бурінні свердловин вибійними двигунами є високою ймовірність втрати монолітності різьбовими з'єднаннями КНБК при силах їх попереднього затягування, близьких до оптимальних.

В роботі встановлений механізм впливу значних зовнішніх навантажень на пластичні деформації в елементах різьби, які призводять до зниження сили їх попереднього затягнення та одночасно до розширення зони пружних деформацій в перерізах ніпеля і муфти на 15…20% під час повторного згвинчування, див. рис. 7. Таким чином, значне початкове навантаження виконує роль попередньо проведеної технологічної операції, яка суттєво зменшує можливість виникнення пластичних деформацій в з'єднанні під час повторних згвинчувань.

Спираючись на проведені дослідження, встановлено, що в умовах вібраційного навантажування моменти попереднього згвинчення різьбових з'єднань вибираються в діапазоні напружень в небезпечному перерізі ніпеля , що не допустить зміни їх монолітності та забезпечить високі показники характеристик опору втомі з'єднань без їх зниження в експлуатаційних умовах.

За відсутності зазора між контактними поверхнями пари ніпель - індикатор останній тільки копіює за величиною і напрямом деформацію внутрішньої поверхні ніпеля, через що напруження в індикаторі під дією зовнішніх навантажень відповідає напруженням на внутрішній поверхні ніпеля, і становитиме від напружень у небезпечному перерізі профілю різьби.

Проведені аналітичні дослідження напруженого стану індикаторів, коли контакт пари “індикатор - ніпель” відбудеться по коловій лінії, а між рештою поверхні пари існує зазор. Встановлено, що напруження в тілі індикатора ростимуть зі збільшенням величини дуги поверхонь контакту пари і досягатимуть максимального значення, коли контакт відбудеться по всьому колу. В цьому випадку зону контакту пари “ніпель - індикатор”, не змінюючи напруженого стану індикатора, теоретично можна розмістити в будь-якому його поперечному перерізі, але практично, враховуючи характер пружної деформації внутрішньої поверхні ніпеля під час згвинчення замкового різьбового з'єднання, рекомендується виконувати між поперечним перерізом, розташованим на відстані 45…55 мм від упорного торця ніпеля, і торцем біля основи його меншого конуса. Тоді під дією зовнішніх навантажень в тілі індикатора напруження досягатимуть номінальних значень у небезпечному перерізі різьбового з'єднання.

У четвертому розділі проведені експериментальні дослідження, завдяки яким уточнена методика вибору конструктивних параметрів концентратора напруження індикаторів. Встановлений вплив зовнішнього нерегулярного навантаження на процес накопичення втомних пошкоджень у з'єднанні і супроводжуючому індикаторі.

Запропоновані формули для розрахунку показників опору втомі бурильної колони. Викладені результати випробувань на втому індикаторів і замкових з'єднань ОБТ та встановлені закономірності впливу розсіювання їх параметрів кривих втоми та характеристик експлуатаційної навантажуваності на довговічність.

Індикатор є локальною моделлю різьбового з'єднання відносно його характеристик опору втомі. Рівень максимальних напружень в його зоні втомного пошкодження і значення характеристик опору втомі забезпечується проектуванням параметрів концентратора напружень.

Оскільки ефективний коефіцієнт концентрації напруження різьбових з'єднань труб нафтового сортаменту має високі значення, то для опису процесу втомного руйнування індикаторів застосуємо лінійну теорію крихкого руйнування, за якою згинальний момент їх границі витривалості визначається за формулою

;

,

де ; ; - пороговий коефіцієнт інтенсивності напруження; - зовнішній та внутрішній діаметри індикатора; - контурний діаметр по дну концентратора напруження.

За результатами проведених досліджень встановлено, що товщина перемички між дном концентратора напруження і внутрішньою поверхнею індикаторів суттєво впливає на величину циклів розвитку втомної тріщини до їх втомного зруйнування. Зі збільшенням товщини перемички кількість циклів розвитку втомної тріщини до зруйнування асимптотично наближається до граничної величини. За експериментальними даними для отримання стабільних параметрів кривої втоми індикаторів рекомендується закладати товщину перемички не менше 2 мм.

Для прогнозування довговічності різьбових з'єднань з високою імовірністю за допомогою індикаторів під дією нерегулярних навантажувань необхідно визначити закономірності накопичення втомних пошкоджень для них та індикаторів під впливом їх конструктивних особливостей. Для цього проведені випробування на втому під дією змінного блоку кругового згину зразків з поперечними розмірами, що відповідають розмірам індикаторів різьбових з'єднань ОБТ діаметром 146 мм. Вплив на величину коефіцієнтів відносних довговічностей особливостей конструктивного виконання зразків оцінювали за допомогою відносного критерію подібності , визначеного за відомими співвідношеннями статистичної теорії подібності втомного руйнування.

На рис. 8 зображена функція розподілу коефіцієнтів відносних довговічностей, яка побудована за результатами випробувань, що проводилися в статистичному аспекті на достатньо великій кількості (10…20) зразків на кожному рівні навантаження з фіксацією моменту кінцевого втомного зруйнування.

Встановлено за , що відповідає конструкціям ІНВП, -- , а середній квадратичний відхил . При цьому зі зростанням рівня програмного навантажування діапазон відхилення величин ущільнюється. Для найрозповсюдженіших типорозмірів різьбових з'єднань ОБТ . В цьому діапазоні значень відносного критерію подібності середній коефіцієнт відносної довговічності та величина його розсіювання набувають значення в таких межах: , . Таким чином, для замкових різьбових з'єднань ОБТ та індикаторів справедлива скоректована лінійна гіпотеза підсумовування втомних пошкодежнь. Це підтвердили випробування натурних зразків різьбових з'єднань З-121 ОБТ діаметром 146 мм на втому під час нерегулярного навантажування знакозмінним круговим згином. Випробування проводилися на достатній в статистичному аспекті кількості зразків (12 шт.), під час яких встановлено, що медіанне значення коефіцієнта відносних довговічностей -- , і його середній квадратичний відхил .

Для зменшення обсягу обчислень і досліджень обґрунтована можливість оцінювання надійності за показниками довговічності бурильної колони, спираючись на значення параметрів втомного зруйнування її різьбового з'єднання. Пропонується простий вираз для визначення математичного сподівання і середньоквадратичного відхилу границі витривалості бурильної колони (системи), яка складається з послідовно з'єднаних незалежних елементів -- різьбових з'єднань

; , (8)

де - середні значення границі витривалості бурильної колони та різьбового з'єднання, що визначаються амплітудою циклічного згинального моменту; - середньоквадратичні відхили ; - параметр положення, що залежить від кількості з'єднань в колоні; - параметр розсіювання, що залежить від і квантиля розподілу .

Для експериментальної перевірки залежностей (8) проведені випробування на втому на знакозмінний коловий згин зразків бурильної колони, що зібрані з 2, 3, 4 різьбових з'єднань З-121 та З-147. Результати експериментальних даних підтверджують справедливість залежностей (8) в межах природного розсіювання показників опору втомі елементів бурильної колони.

За результатами втомних випробування і їх статистичної обробки визначені характеристики опору втомі замкових різьбових з'єднань З-121, З-147, З-171 ОБТ та супроводжуючих їх індикаторів, табл. 1. Границя витривалості і обмежена довговічність індикаторів в діапазоні 1..99% ймовірності руйнування менші, ніж у відповідних замкових різьбових з'єднаннях, що дає змогу гарантувати сприйняття ними спектра зовнішніх навантажень, котрі викликають втомне пошкодження в різьбових з'єднаннях, та забезпечити оперативний контроль цих пошкоджень.

Для забезпечення високої точності визначення показників довговічності бурильної колони встановили ФРД, яка для різьбових з'єднань колони з урахуванням довірчого інтервалу визначається за формулами

; (9)

, (10)

де - логарифм довговічності заданої ймовірності руйнування; - квантиль нормального розподілу; , - логарифм середньої довговічності різьбового з'єднання та його стандартний відхил; - критерій Стьюдента,

Таблиця 1

Характеристики втомної міцності різьбових з'єднань ОБТ та індикаторів

Типорозмір об'єкта ви-пробування

Замкова різьба

Границя витри- валості , кНм

, млн. цикл

Розсіювання параметрів

К-сть зразків під час випроб. на втому,

, кНм

, млн. цикл.

Замкові різьбові з'єднання

МПа

ОБТ С2-146

З-121

14,70

5,6

4,5

0,367

0,108

0,162

0,0108

0,0156

24

ОБТ С2-178

З-147

25,93

5,8

9,0

0,648

0,107

0,324

0,0109

0,0156

24

ОБТ С2-203

З-161

40,34

5,9

10,0

1,050

0,104

0,360

0,0112

0,0156

24

МПа

ОБТ-146

З-121

13,80

5,4

4,0

0,397

0,125

0,166

0,0125

0,0181

18

ОБТ-178

З-147

21,90

5,7

8,0

0,628

0,124

0,331

0,0124

0,0180

18

ОБТ-203

З-171

31,00

5,9

10,0

0,890

0,124

0,414

0,0125

0,0180

18

Індикатори

ІНВП-146

З-121

9,4

4,28

3,2

0,273

0,122

0,151

0,0126

0,0205

24

ІНВП-178

З-147

18,6

4,58

3,9

0,548

0,123

0,189

0,0128

0,0210

24

ІНВП-203

З-171

27,9

4,87

5,1

0,835

0,125

0,255

0,0130

0,0217

24

залежний від заданої ймовірності і числа зразків різьбових з'єднань колони , за якими побудовані їх криві втоми; - дисперсії вказаних в індексах величин; - середня частота обертання колони та середнє значення амплітуди змінного згинального моменту, що діє на різьбове з'єднання.

Графічна інтерпретація результатів розрахунку за формулами (9), (10) ФРД без врахування довірчого інтервалу та розсіювання числа обертів колони для з'єднання З-147 ОБТ-178 зображена на рис. 9 (криві 1, 2). З рисунка бачимо, що чим вища імовірність руйнування (неруйнування) з'єднань, тим більший вплив середньоквадратичних відхилів та кривої втоми на довговічність різьби.

Отже, нехтування розсіюванням параметрів кривої втоми істотно спотворює результати ймовірнісного розрахунку не в запас довговічності.

У п'ятому розділі приведені дослідження змінних навантажувань, що діють на КНБК, та математична модель розрахунку її середньої довговічності. Наведена методика оцінювання навантажуваності різьбових з'єднань КНБК в промислових умовах і прогнозування ФРД бурильної колони з врахуванням довірчого інтервалу за допомогою ІНВП.

Приведені результати впровадження конструкції індикаторів і методик їх використання в промислових умовах.

Встановлено, що в практичних розрахунках різьбових з'єднань КНБК на міцність і надійність справедливим є двокомпонентний процес навантажування, який є сумою статистичних значень низькочастотних ступінчастих змінних згинальних моментів та вузькосмугових високочастотних згинальних навантажувань, що визначаються вібрацією колон, які сконцентровані в околі певної частоти з Релеєвським розподілом амплітуд, рис. 10.

В цьому випадку точність оцінювання медіанного значення змінного двокомпонентного згинального моменту за допомогою аналітичних залежностей зросте, але залишиться значним його розсіювання, а отже низькою буде оцінка показників довговічності бурильної колони із заданою імовірністю.

Удосконалення аналітичних залежностей, за якими визначаються параметри навантажуваності бурильної колони, не можуть заперечити необхідність розробки експериментальних засобів і методів їх визначення за допомогою ІНВП, установлених в найвідповідальніших елементах колони -- різьбових з'єднаннях.

За середньою кількістю циклів навантаження індикатора в свердловині до втомного зруйнування визначають медіанне значення еквівалентного згинального моменту , який діє на контрольоване різьбове з'єднання, тобто такий умовно змінний регулярний детермінований згинальний момент, який за той самий час, що і фактично діючий нерегулярний випадковий спектр навантажувань, спричинює однакове втомне пошкодження різьбового з'єднання

, при , (11)

де - медіанні значення показників кривої втоми індикаторів; - коефіцієнт накопичення втомних пошкоджень індикаторів; - абсциса точки перегину кривої втоми контрольованого з'єднання.

За експериментально встановленими характеристиками опору втомі індикаторів, величинами їх розсіювання та спираючись на теорему про дисперсію функції з незалежними аргументами, отримаємо вираз, за яким визначимо середньоквадратичний відхил логарифма еквівалентного згинального моменту

(12)

де - дисперсії величин, вказаних в індексах, середньоквадратичні відхили яких наведені в табл. 1, а значення відхилу величини рекомендується прийняти в межах .

Використовуючи отримані значення в конкретних умовах буріння свердловин, визначають медіанне значення довговічності для з'єднання і бурильної колони за такими формулами:

; , (13)

де - медіанні значення показників кривої втоми різьбового з'єднання.

Спираючись на наведені залежності, на рис. 9 показана графічна інтерпретація обчислення ФРД (без врахування довірчого інтервалу) різьбового з'єднання ОБТ.

Аналіз отриманих на рис. 9 залежностей свідчить, що розрахунок ФРД різьбових з'єднань з використанням ІНВП можна проводити з точністю (крива 3), близькою до ФРД, визначеної без врахування розсіювання змінного згинального моменту (крива 2). Розрахунки довговічності за формулами (13) засвідчили, що під час визначення середнього значення амплітуди згинального моменту та його розсіювання за аналітичними формулами можна забезпечити рівень ймовірності безвідмовної роботи не вище 70% (крива 4). Тільки за умови визначення статистичних параметрів навантаження експериментально за допомогою ІНПУ забезпечується розрахунок ФРД бурильної колони з високим рівнем неруйнування .

Спираючись на теоретичні і експериментальні дослідження, описані в роботі, розроблена конструкція індикатора, яка забезпечує контроль відробки різьбових з'єднань в ОБТ діаметром від 146 до 203 мм. Перевірка відповідності ІНВП вимогам технічної документації проведено в процесі приймальних випробувань на підприємствах ВАТ "Укрнафта".

Індикатор виконаний у вигляді товстостінного кільця з концентратором напруження (рис. 11). Кільце, виконане як одна деталь з тонкостінною циліндричною оболонкою, що виконує роль помножувача напруження в кільці, жорстко з'єднане з внутрішньою поверхнею ніпельної частини спеціального перехідника, який виконує роль корпусу, з типорозмірами приєднувальних різьб ОБТ. Установка включається до складу КНБК -- один посередині і два по кінцях комплекту ОБТ. Таке розташування індикаторів забезпечує охоплення основних зон роботи комплекту ОБТ в свердловині і сприйняття ними практично всього спектра навантажень. Конструкція індикаторів і спосіб їх установки дає можливість здійснити контроль за станом різьбових з'єднань ОБТ з мінімальними затратами часу і не потребує додаткового обслуговуючого персоналу.

На свердловинах 62-Завода і 59-Іваники Бориславського УБР ВАТ "Укр-нафта" руйнувань або втомних пошкоджень в індикаторах не виявлено до закін-чення випробувань, що свідчило про те, що еквівалентний згинальний момент, який діяв на різьбові з'єднання З-171 ОБТ-203 в свердловині, був менший від згинального моменту, що визначає границю витривалості індикаторів і, тим більше, границі витривалості різьбових з'єднань. Вказані обставини дали змогу рекомендувати експлуатацію ОБТ до допустимого зносу їх різьб або зовнішньої поверхні.

На свердловині 1-Південний Гвізд Надвірнянського УБР ВАТ "Укрнафта" індикатори включалися в комплект ОБТ діаметром 146 мм, довжиною 224,4 м. Буріння при осьовому навантаженні на долото 150…180 кН, кутовій швидкості обертання стола ротора 60 об/хв велося в інтервалі 4116…4505 м в твердих абразивних породах. Максимальна інтенсивність викривлення осі свердловини в інтервалі випробування становила м.

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.