Експериментальні дослідження неорієнтованих компоновок низу бурильної колони на механічних моделях

Abstract

Розглядаються важливі питання підвищення техніко-економічних показників буріння нафтових і газових свердловин за рахунок вдосконалення технічних засобів і науково-методичних основ для їх експериментального дослідження. Для проведення експериментальних досліджень неорієнтованих компоновок низу бурильної колони запропоновано конструкцію лабораторного експериментального стенду. За рахунок компактних габаритних розмірів та простоти проведення дослідів розроблений експериментальний стенд забезпечує дослідження будь-якого типорозміру і конструкцій неорієнтованих безопорних, одно- та двоопорних неорієнтованих компоновок низу бурильної колони для свердловин різного профілю в лабораторних умовах. Запропоновано спосіб визначення приведених (усереднених) значень ваги погонного метра та довжини однієї безрозмірної одиниці для багатоелементних конструкцій неорієнтованих компоновок низу бурильної колони незалежно від кількості та довжини ділянок низу бурильної колони. На основі результатів експериментальних досліджень визначаються фактичні величини статичних характеристик взаємодії елементів неорієнтованих компоновок з вибоєм та стінками свердловини. Розроблено метод перерахунку результатів експериментальних досліджень моделей бурильної колони на реальні конструкції натурних компоновок. Під час побудови методу описується довжина, вага і жорсткість елементів компоновок низу бурильної колони, таких як вали вибійних двигунів, невеликі ділянки обважнених бурильних труб.

The article deals with the important issues of technical and economic parameters enhancement of oil and gas well drilling by improving technology, scientific and methodological bases for their experimental study. For performance of experimental studies of nonoriented assembly of the drill string bottomhole, the design of the laboratory experimental bench has been offered. Due to space-saving overall dimensions and experimentation simplicity, the designed experimental bench makes it possible to study one-pillar, two-pillar and unsupported drill string bottomhole nonoriented assemblies of all dimension types and designs that can be used in laboratory conditions for various well profiles. A method of determining the reduced (averaged) values of one running meter weight and one dimensionless unit length for multiple-unit designs of the drill string bottomhole nonoriented assemblies, irrespective of the quantity and length of the drill string bottomhole areas. On the basis of experimental results, the actual values of static characteristics of the bottom hole nonoriented assembly element interaction with of elements with the borehole bottom and hole walls have been determined. The method has been developed, which makes it possible to convert drill string model experimental study results to real designs of full-scale assemblies. The method takes account of length, weight and stiffness of such elements of the drill string bottomhole as bottomhole motor shafts, small areas of heavyweight drill pipe.