Вісник Національного транспортного університету

Анотація

Дана стаття присвячена дослідженню процесу закритичного деформування бурильної колони, коли в результаті випинання вона вступає в контакт зі стінкою нафто-газової свердловини та продовжує змінювати свою форму під дією зростаючої поздовжньої сили, розподіленої контактної сили і крутного моменту Мета роботи – побудувати нелінійні диференціальні рівняння, що описують контактну взаємодію труби бурильної колони зі стінкою свердловини, запропонувати методику їх чисельного розв’язання та представити результати комп'ютерного моделювання. Методи дослідження – теоретичні та експериментальні. Розглянуто задачу про пружне нелінійне згинне деформування бурильних колон в циліндричних порожнинах вертикальних надглибоких нафтових і газових свердловин. Встановлені ключові аспекти процесу закритичного деформування бурильної колони та шляхи оптимізації і покращення роботи у цій області. На основі теорії гнучких криволінійних стрижнів з використанням спеціально обраної системи відліку побудовані нелінійні звичайні диференціальні рівняння, що описують контактну взаємодію труби бурильної колони зі стінкою свердловини. Запропоновано методику чисельного рішення розв’язувальних рівнянь. Обговорюються результати комп'ютерного моделювання. Показано, що згинання колони відбувається за формою тривимірної спіралі зі змінним кроком. При цьому значення внутрішніх перерізуючих сил і моментів порівняно невеликі. Отримані результати є важливим інструментом для підвищення ефективності та економічної вигідності процесів буріння і експлуатації нафто-газових свердловин. Вони можуть бути використані в різних аспектах буріння та експлуатації свердловин, зокрема для прогнозування ризиків, оптимізації процесу буріння, розробки нових технологій, навчання та тренування персоналу, який займається бурінням нафто-газових свердловин, з метою забезпечення їхньої компетентності у питаннях безпеки та ефективності роботи

Ключові слова: