Науковий вісник НГУ

Деформування довгої обсадної колони на центраторах при встановленні в горизонтальну свердловину

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 10 листопада 2019

Опубліковано: 09 листопада 2019

Перегляди: 2384

Authors:

І.І.Палійчук, кандидат технічних наук, доцент, 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.

Б.С.Незамай, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0003-0402-6040, 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.

Г.Д.Малик, кандидат педагогічних наук, доцент, 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.

Abstract:

Мета. Розроблення методики розрахунку пара­метрів напружено-деформованого стану стисненої обсадної колони, яку проштовхують у горизонтальну свердловину під час її спорудження.

Методика. Задача розв’язана шляхом інтегруван­ня диференціального рівняння поздовжнього згину довгого стрижня під дією власної ваги. У першому наближенні знайдені реакції на опорах-центраторах без урахування осьових сил тертя. Для визначення деформаційних і силових параметрів на ділянках між опорами застосована система алгебраїчних рівнянь на основі рівнянь сумісності деформацій і рівноваги згинальних моментів в опорних перетинах.

Результати. Знайдено загальний розв’язок основного диференціального рівняння деформацій горизонтальної колони труб з урахуванням тертя та осьових сил, що діють під час її просування. За його допомогою виведені формули для розрахунку прогинів, кутів поворотів перетинів стрижня, його внутрішніх згинальних моментів і поперечних сил на ділянках між опорами. Ураховані додаткові моменти сил тертя, що діють на центраторах. Знайдені розв’язки задачі для випадку протилежного напрямку руху обсадної колони.

Наукова новизна. Запропоноване рівняння зв’язку між поперечними й поздовжніми силами в довгому стрижні та реакціями й силами тертя на опорах. Система рівнянь доповнена рівняннями поперечних сил, що дало змогу одночасно визначати осьові стискальні сили. Розроблена методика лінеаризації системи алгебраїчних рівнянь та її ітераційного розв’язання з високою точністю.

Практична значимість. Отримані результати спрямовані на врахування вимог технології спорудження горизонтальної свердловини. Виведені формули для розрахунку оптимальної відстані між центраторами. Розглянуто вплив відхилень напрямку ділянок свердловини від горизонталі на зміну напружено-деформованого стану обсадної колони, що дозволяє підвищити надійність і довговічність її експлуатації.

References.

1. Rachkevich, R. V. (2014). In-Plane Bending of a Drill String During its Compression in a Horizontal Borehole. Strength of Materials, 46(6), 843-847. DOI: 10.1007/s11223-014-9618-7.

2. Gulyayev, V. I., & Glazunov, S. N. (2017). Stability and Vibrations of a Rotating Drill String in a Horizontal Wellbore. Strength of Materials, 49(6), 769-777. DOI: 10.1007/s11223-018-9922-8.

3. Vytvytskyi, I. I., Seniushkovych, M. V., & Shatskyi, I. P. (2017). Calculation of distance between elasticrigid centralizers of the casing. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 29-35.

4. Shatskyi, I. P., Biletskyi, Ya. S., & Vytvytskyi, I. I. (2014). Two-Side Estimates of Rigidity and Strength of Casing Centralizer. Odes’kyi Politekhnichnyi Universytet. Pratsi, 1(43), 68-73. DOI: 10.15276/opu.1.43.2014.12.

5. Gao, G., & Miska, S. (2010). Effects of Friction on Post-buckling Behavior and Axial Load Transferring of Pipe in a Horizontal Well. Society of Petroleum Engineers Journal, 15(4), 1110-1124. DOI: 10.2118/120084-PA.

6. Mitchell, R. F. (2002). Exact Analytical Solutions for Pipe Buckling in Vertical and Horizontal Wells. Society of Petroleum Engineers Journal, 7(4), 373-390. DOI: 10.2118/72079-PA.

7. Mitchell, R. F. (2003). Lateral Buckling of Pipe With Connectors in Horizontal Wells. Society of Petroleum Engineers Journal, 8(2), 124-137. DOI: 10.2118/84950-PA.

8. Fushen Ren, Baojin Wang, Lei Zhao, & Anhe Zhu (2017). Experimental Investigation and Analysis of Dynamic Buckling of Drill String in Horizontal Well. Shock and Vibration, 2017, Article ID 1658435, 15 pages. DOI: 10.1155/2017/1658435.

9. Miller, J. T., Su, T., Dussan, V., Pabon, J., Wicks, N., Bertoldi, K., & Reis, P. M. (2015). Buckling-induced lock-up of a slender rod injected into a horizontal cylinder. International Journal of Solids and Structures, 72, 153-164. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2015.07.025.

10. Kryzhanivskyi, Ye. I., Paliichyk, I. I., & Malyk, H. D. (2018). Large Deformations of the Casing String Under its Own Weight in the Curvilinear Well. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6, 72-79. DOI: 10.29202/nvngu/2018-6/9.

 повний текст / full article

• < Попередня
• Наступна >