Побудова математичної моделі компенсатора вертикальних переміщень бурильної колони підкронблочного типу

Abstract

Буріння свердловин в умовах надглибокого моря має низку особливостей в порівнянні із аналогічним процесом на суші, основною із яких є неможливість забезпечення стаціонарного положення бурової установки над свердловиною внаслідок її хитавиці. Для нівелювання цього фактору на сучасних бурових установках використовують компенсатор вертикального переміщення бурильної колони, що працює за принципом забезпечення сталого зусилля на крюку. Вивчення режимів роботи компенсатора і його впливу на динаміку роботи бурильної колони є важливим для розуміння процесів, що проходять в системі при поглиблені свердловини в умовах надглибокого моря. В даній роботі описано створену чисельну модель компенсатора вертикальних переміщень бурильної колони підкронблочного типу в середовищі мультифізичного моделювання, що враховує особливості роботи гідропневматичної системи, механізму компенсації довжини талевого канату і талевої системи. На основі проведеного чисельного експерименту зроблено висновки щодо точності компенсації вертикального переміщення бурильної колони і характеру роботи компенсатора.

Drilling in extremely deep-sea environment has a number of peculiarities compared to the same on-shore process. The main peculiarity of these is the impossibility to provide stationary position of a rig above a well due to its heaving. To level this factor, the drill string heave compensator that works by the principle of providing stable hook load, is used on modern drilling rigs. Study of the compensator operating modes and its influence on the drill string dynamics is important for understanding of the processes that take place in the system when deepening the well in the ultra-deep sea conditions. The developed numerical model of the drill string crown mounted heave compensator in multiphysics modeling environment, which takes into account the peculiarities of the hydropneumatic system, compensation actuator of length of the drill line and traveling system, is described in the article. Conclusions concerning accuracy of the drill string heave compensation and nature of the compensator operation were made on the basis of the conducted numerical experiment.