Аннотації

СТІЙКІСТЬ І КОЛИВАННЯ БУРИЛЬНИХ КОЛОН З ВНУТРІШНІМИ ПОТОКАМИ РІДИНИ В КАНАЛАХ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ СВЕРДЛОВИН

Автор(и):
О.М. Андрусенко, С.М. Глазунов
Автор(и) (англ)
Andrusenko E.N., Glazunov S.N.
Дата публікації:

01.12.2015

Анотація (укр):

У зв'язку з розробкою нових технологій видобутку вуглеводневих палив із сланцевих порід у нафтогазовій промисловості все більша увага приділяється задачам буріння похилих і горизонтальних свердловин. Специфіка процесів проходки таких свердловин полягає в тому, що на їх перебіг істотно впливають сили контактного і фрикційного взаємодії між поверхнею бурильної колони і стінкою свердловини, що виникають у таких випадках. У даній роботі поставлена задача про біфуркаційні випинання і малі згинні коливання бурильної колони, що обертається, яка лежить в каналі горизонтальної свердловини. З урахуванням сил тертя і додаткових реакцій в'язів виведені диференціальні рівняння, для яких побудовані розв’язки задач на власні значення про стійкість і вільні коливання колон скінченної й необмеженої довжини.

Анотація (рус):

В связи с разработкой новых технологий добычи углеводородных топлив из сланцевых пород в нефтегазовой промышленности все большее внимание уделяется задачам бурения наклонных и горизонтальных скважин. Специфика процессов проходки таких скважин заключается в том, что на их протекание существенное влияние оказывают возникающие в таких случаях силы контактного и фрикционного взаимодействия между поверхностью бурильной колонны и стенкой скважины. В данной работе поставлена задача о бифуркационном выпучивании и малых изгибных колебаниях вращающейся бурильной колонны, лежащей в канале горизонтальной скважины. С учётом сил трения и дополнительных реакций связей выведены дифференциальные уравнения, для которых построены решения задач на собственные значения об устойчивости и свободны колебаниях колонн конечной и неограниченной длины.

Анотація (англ):

In connection with elaboration of new technologies of hydrocarbons extraction from shales, in the oil and gas industry, the great attention is payed to the problems of drilling inclined and horizontal bore-holes. The peculiarities of these bore-hole drivage consist in essential influence of friction and contact forces on proceeding of drilling processes. In this paper, the problem about bifurcational buckling and small bending vibration of a rotating drill string lying in the channel of a horizontal bore-hole is stated. With allowance made for friction forces and additional constraint reactions, differential equations are deduced, their eigen-value solutions describing stability and vibration of the drill string of finite and infinite lengths are received.

Література:

  1. Гуляев В.И. Колебания кружения конструкции низа бурильной колонны / В.И Гуляев., С.Н. Худолий, Е.И. Борщ // Пробл. прочности. – 2010. – №6. – С. 13 – 25.
  2. Гуляев В.И. Самовозбуждение крутильных колебаний колонн глубокого бурения / В.И. Гуляев, С.Н. Худолий, О.В. Глушакова // Пробл. прочности. – 2009. – №6. – С. 31 – 43.
  3. Гуляев В.И. Устойчивость бурильных колонн в наклонно-направленных скважинах / В.И. Гуляев, И.В. Горбунович // Пробл. прочности. – 2008. – №6. – С. 71 – 81.
  4. Chen Y.-C. Tubular and casing buckling in horizontal wells / Y.-C. Chen, Y.-H. Lin, J.B. Cheatham // J. of Petroleum Technology. – 1990. – 42(2). – P. 140 – 146.
  5. Dawson R. Drill pipe buckling in inclined holes / R. Dawson, P.R. Paslay // J. of Petroleum Technology. – 1984. – 36(10). – P. 1734 – 1738.
  6. Dunayevsky V.A. Dynamic stability of drill strings under fluctuating weight on bit / V.A. Dunayevsky, F. Abbassian, A. Judzis // SPE Drilling and Completion. – 1993. – 8(2). – P. 84 – 92.
  7. Gulyayev V.I. Free vibrations of drill strings in hyper deep vertical bore-wells / V.I. Gulyayev, E.I. Borshch // J. Petroleum Sci. Eng. – 2011. – 78. – P. 759 – 764.
  8. Gulyayev V.I. Modeling the energy-saving regimes of curvilinear bore-hole drivage / V.I. Gulyayev, V.V. Gaidaichuk, E.N. Andrusenko, N.V. Shlyun // J. of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. – 2015. – 1. – P. 011402-1 – 011402-8.
  9. Gulyayev V.I. Nonholonomic dynamics of drill string bit whirling in a deep bore-hole / V.I. Gulyayev, L.V. Shevchuk // J. of Multi-body Dynamics. – 2013. – 227(3). – P. 234 – 244.
  10. Gulyayev V.I. The buckling of elongated rotating drill strings / V.I. Gulyayev, V.V. Gaidaichuk, I.L. Solovjov, and I.V. Gorbunovich // J. Petroleum Sci. Eng. – 2009. – 67. – P. 140 – 148.
  11. Kyllingstad A. Buckling of tubular strings in curved wells / A. Kyllingstad // J. Petroleum Sci. Eng. – 1995. – 12(3). – P. 209 – 218.
  12. Lubinski A. Helical buckling of tubing sealed in packers / A. Lubinski, W.S. Althouse, J.L. Logan // J. of Petroleum Technology. – 1962. – 14(6). – P. 655 – 670.
  13. Mitchell R.F. Effects of well deviation on helical buckling / R.F. Mitchell // SPE Drilling and Completion. – 1997. – 12(1). – P. 63 –70.
  14. Mitchell R.F. Helical buckling of pipe with connectors and torque / R.F. Mitchell, and S. Miska // SPE Drilling and Comletion. – 2006. – 21(2). – P. 108 – 115.
  15. Mitchell R.F. Tubing buckling – The state of art / R.F. Mitchell // SPE Drilling and Completion. – 2008. – 23(4). – P. 361 –370.
  16. Paslay P.R. The stability of a circular rod laterally constrained to be in a contact with an inclined circular cylinder / P.R. Paslay, D.B. Bogy // J. of Applied Mechanics. – 1964. – 31(3). – P. 604 – 610.

References:

  1. Gulyayev V.I. Kolebaniya kruzheniya konstrukcii niza burilnoy kolonny / V.I. Gulyayev, S.N. Hudoliy, E.I. Borshch // Problemy prochnosti. – 2010. – №6. – P. 13 – 25.
  2. Gulyayev V.I. Samovozbuzhdenie krutilnyh kolebaniy kolonn glubokogo bureniya / V.I. Gulyayev, S.N. Hudoliy, О.V. Glushakova // Problemy prochnosti. – 2009. – №6. – P. 31 – 43.
  3. Gulyayev V.I. Ustoychivost burilnyh kolonn v naklonno-napravlennyh skvazhinah / V.I. Gulyayev, I.V. Gorbunovich // Problemy prochnosti. – 2008. – №6. – P. 71 – 81.
  4. Chen Y.-C. Tubular and casing buckling in horizontal wells / Y.-C. Chen, Y.-H. Lin, J.B. Cheatham // J. of Petroleum Technology. – 1990. – 42(2). – P. 140 – 146.
  5. Dawson R. Drill pipe buckling in inclined holes / R. Dawson, P.R. Paslay // J. of Petroleum Technology. – 1984. – 36(10). – P. 1734 – 1738.
  6. Dunayevsky V.A. Dynamic stability of drill strings under fluctuating weight on bit / V.A. Dunayevsky, F. Abbassian, A. Judzis // SPE Drilling and Completion. – 1993. – 8(2). – P. 84 – 92.
  7. Gulyayev V.I. Free vibrations of drill strings in hyper deep vertical bore-wells / V.I. Gulyayev, E.I. Borshch // J. Petroleum Sci. Eng. – 2011. – 78. – P. 759 – 764.
  8. Gulyayev V.I. Modeling the energy-saving regimes of curvilinear bore-hole drivage / V.I. Gulyayev, V.V. Gaidaichuk, E.N. Andrusenko, N.V. Shlyun // J. of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. – 2015. – 1. – P. 011402-1 – 011402-8.
  9. Gulyayev V.I. Nonholonomic dynamics of drill string bit whirling in a deep bore-hole / V.I. Gulyayev, L.V. Shevchuk // J. of Multi-body Dynamics. – 2013. – 227(3). – P. 234 – 244.
  10. Gulyayev V.I. The buckling of elongated rotating drill strings / V.I. Gulyayev, V.V. Gaidaichuk, I.L. Solovjov, and I.V. Gorbunovich // J. Petroleum Sci. Eng. – 2009. – 67. – P. 140 – 148.
  11. Kyllingstad A. Buckling of tubular strings in curved wells / A. Kyllingstad // J. Petroleum Sci. Eng. – 1995. – 12(3). – P. 209 – 218.
  12. Lubinski A. Helical buckling of tubing sealed in packers / A. Lubinski, W.S. Althouse, J.L. Logan // J. of Petroleum Technology. – 1962. – 14(6). – P. 655 – 670.
  13. Mitchell R.F. Effects of well deviation on helical buckling / R.F. Mitchell // SPE Drilling and Completion. – 1997. – 12(1). – P. 63 –70.
  14. Mitchell R.F. Helical buckling of pipe with connectors and torque / R.F. Mitchell, and S. Miska // SPE Drilling and Comletion. – 2006. – 21(2). – P. 108 – 115.
  15. Mitchell R.F. Tubing buckling – The state of art / R.F. Mitchell // SPE Drilling and Completion. – 2008. – 23(4). – P. 361 –370.
  16. Paslay P.R. The stability of a circular rod laterally constrained to be in a contact with an inclined circular cylinder / P.R. Paslay, D.B. Bogy // J. of Applied Mechanics. – 1964. – 31(3). – P. 604 – 610.