Науковий вісник НГУ

Великі деформації обсадної колони під дією власної ваги у криволінійній свердловині

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 1

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 09 січня 2019

Опубліковано: 27 грудня 2018

Перегляди: 2930

Authors:

Є. І. Крижанівський, д-р тех. наук, проф., orcid.org/0000-0001-6315-1277, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І. І. Палійчук, канд. тех. наук, доц., orcid.org/0000-0002-8443-2702, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Г. Д. Малик, канд. педагог. наук, доц., orcid.org/0000-0002-7815-454X, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Визначення рівнянь деформаційних і силових параметрів, що описують напружено-деформований стан обсадної колони на невертикальних ділянках свердловини.

Методика. Колона обсадних труб у криволінійній свердловині працює як довгий нерозрізний стрижень Його великі деформації з урахуванням власної ваги описані неоднорідною системою чотирьох диференціальних рівнянь. Урахування вимог технології встановлення колони труб у свердловині на центрувальних опорах дозволяє лінеаризувати перший інтеграл системи.

Результати. Встановлено, що деформування пружного стрижня під дією поздовжньої й поперечної складових сил розподіленої ваги описується неоднорідним диференціальним рівнянням другого порядку зі змінними коефіцієнтами. За його розв’язком знайдені вирази прогинів, кутових деформацій, внутрішніх згинальних моментів і поперечних сил у стрижні з довільним розташуванням опор і граничними умовами в опорних перетинах.

Наукова новизна. Знайдено розв’язок основного диференціального рівняння кутових деформацій довгого стрижня у вигляді лінійної комбінації функцій Ейрі й Скорера та у вигляді трьох лінійно незалежних поліноміальних рядів у сумі з частинним розв’язком.

Практична значимість. Одержані вирази деформаційних і силових параметрів дають змогу розрахувати напруження й деформації труб обсадної колони під час технологічного процесу кріплення свердловини довільного профілю, що дозволяє підвищити надійність і довговічність її експлуатації.

References.

1. Brusco, G., Lewis, P. and Williams, M., 2004. Drilling straight down. Oilfield Review [pdf], 16(3), pp. 14–17. Available at: <https://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/ors04/aut04/02_drilling_straight_down.pdf> [Accessed 4 November 2017].

2. Williams, M., 2004. Better turns for rotary steerable drilling. Oilfield Review [pdf], 16(1), pp. 4–9. Available at: <https://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/ors04/spr04/01_rotary_steerable_drilling.pdf> [Accessed 23 December].

3. McDermott, J. R., Viktorin, R. A. and Schamp, J. H., 2005. Extended reach drilling (ERD) technology enables economical development of remote offshore fields in Russia. In: SPE/IADC Drilling Conference. Amsterdam, Netherlands: Society of Petroleum Engineers [online], pp. 183‒188. Available at: <https://www.onepetro.org/ conference-paper/SPE-92783-MS> [Accessed 4 November 2017].

4. Gupta, V. P., Yeap, A. H., Fischer, K. M., Mathis, R. S. and Egan, M. G., 2014. Expanding the extended reach envelope at Chayvo field, Sakhalin island. In: IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition. Fort Worth, Texas, US: Society of Petroleum Engineers [online], pp. 1207‒1229. Available at: <https://www.onepetro.org/conference-paper/SPE-168055-MS> [Accessed 22 December 2017].

5. Kotskulych, Ya. S., Seniushkovych, M. V., Martsynkiv, O. B. and Vytvytskyi, I. I., 2015. Casing string centering in directional wells. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 3(147), pp. 23‒30.

6. Vytvytskyi, I. I., Seniushkovych, M. V. and Shats­kyi, I. P., 2017. Calculation of distance between elastic-rigid centralizers of the casing. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, pp. 29‒35.

7. Gulyayev, V. and Shlyun, N., 2016. Influence of friction on buckling of a drill string in the circular channel of a borehole. Petroleum Science, 13, pp. 698‒711.

8. Musa, N. W., 2017. Elastic bending deformation of the drill strings in channels of curve wells. Modern Mechanical Engineering, 7, pp. 1‒7.

9. Timoshenko, S. P. and Gere, J. M., 2012. Theory of Elastic Stability [e-book]. New York: Dover Publications. Available at: <https://books.google.com.ua/books?id=98B6JO W2HiUC&lpg=PP1&dq=inauthor%3A%22Stephen%20P.%20Timoshenko%22&hl=uk&pg=PP1#v=onepage&q&f=false> [Accessed 11 October 2017].

10. Azar, J. J. and Samuel, G. R., 2007. Drilling Engineering [e-book]. Oklahoma: PennWell Books. Available at: <https://books.google.com.ua/books?id=eseViO982VgC&lpg=PP1&dq=inauthor%3A%22Jamal%20J.%20Azar%22&hl=uk&pg=PR7#v=onepage&q&f=false> [Accessed 9 December 2017].

11. Eryılmaz, A., Atay, M. T., Coskun, S. B. and Baş­bük, M., 2013. Buckling of Euler Columns with a Continuous Elastic Restraint via Homotopy Analysis Method. Journal of Applied Mathematics, 8 pgs. DOI: 10.1155/2013/341063.

12. Jiuping, Xu and Zezhon, Wu, 2015. Tubular String Characterization in High Temperature High Pressure Oil and Gas Wells. London: CRC Press.

13. Byrom, T. G., 2014. Casing and Liners for Drilling and Completion: Design and Application [e-book]. Oxford: Elsevier Gulf Professional Publishing. Available at: <https:// books.google.com.ua/books?id=qQd0AwAAQBAJ&lpg=PP1&dq=inauthor%3A%22Ted%20G.%20Byrom%22&hl=uk&pg=PP1#v=onepage&q&f=false> [Accessed 4 October 2017].

14. Renpu, Wan, 2011. Advanced Well Completion Engineering [e-book]. Oxford: Elsevier Gulf Professional Publishing. Available at: <https://books.google.com.ua/books ?id=GH6JoDxT_9sC&lpg=PP1&dq=inauthor%3A%22Wan%20Renpu%22&hl=uk&pg=PP1#v=onepage&q&f=false> [Accessed 9 January 2018].

15. Oriji, B. A. and Anwana, M. E., 2017. Design and Analysis of Drilling String Buckling in Directional Wells. International Journal of Current Engineering and Technology, 7(6), pp. 2062‒2069.

16. Xie, J., 2006. Casing Design and Analysis for Heavy Oil Wells. In: 1st World Heavy Oil Conference, Paper 2006-415 [online]. Available at: <https://www.research gate.net/publication/308708966_Casing_Design_and_Analysis_for_Heavy_Oil_Wells> [Accessed 22 December 2017].

17. Hossain, M. E. and Islam, M. R., 2018. Drilling Engineering Problems and Solutions: A Field Guide for Engineers and Students [e-book]. Beverly: Scrivener Publishing. Available at: <https://books.google.com.ua/books ?id=PPRgDwAAQBAJ&lpg=PP1&dq=inauthor%3A%22M.%20E.%20Hossain%22&hl=uk&pg=PT1#v=onepage&q&f=false> [Accessed 4 October 2017].

18. Jaculli, M. A. and Mendes, J. R. P., 2018. Dynamic Buckling of Columns Inside Oil Wells [e-book]. Springer Briefs in Petroleum Geoscience & Engineering, Springer. Available at: <https://books.google.com.ua/books? id=9E5aDwAAQBAJ&lpg=PR1&dq=inauthor%3A%22Marcelo%20Anuncia%C3%A7%C3%A3o%20Jaculli%22&hl=uk&pg=PR4#v=onepage&q&f=false> [Accessed 2 March 2018].

19. Paliichuk, I. I., 2017. Method for determining the internal force factors in the casing column of the deep spatially oriented wells. Prospecting and Development of Oil and Gaz Fields, 2(63), pp. 44‒50.

20. Adkins, W. and Davidson, M. G., 2012. Ordinary Differential Equations [e-book]. New York: Springer. Available at: <https:// www.springer.com/us/book/ 9781461436171> [Accessed 4 October 2017].

 повний текст / full article

• < Попередня