Розвиток наукових основ оцінки роботоздатності колон бурильних та гнучких труб

Abstract

Дисертація присвячена розробці інженерних методів розрахунку динамічно -го режиму роботи бурильного інструменту, техніки та технології поглиблення свердловин та оцінювання роботоздатності тривало експлуатованих колон бурильних та гнучких труб з наявними експлуатаційними дефектами, що є основою для прийняття рішення про можливість їх подальшої безпечної роботи або ж виведення з експлуатації. Мета досліджень – комплексне оцінювання роботоздатності елементів тривало експлуатованих колон бурильних та гнучких труб шляхом розробки інженер-них методів розрахунку динамічного режиму їх роботи та визначення залишкової довговічності труб з експлуатаційними дефектами.Для досягнення поставленої мети було визначено такі основні завдання: - удосконалення математичної моделі експериментального бурового стенда та оцінка впливу параметрів компоновки бурильного інструменту, режиму його роботи і характеристик породи на динаміку механічної системи; - створення математичної моделі роботи колони гнучких труб при бурінні горизонтальних свердловин; - розробка нових пристроїв та рекомендацій щодо удосконалення технології колтюбінгового буріння горизонтальних свердловин; -  встановлення закономірностей розвитку корозійно-втомних тріщин вглиб елементів бурильних колон (бурильних труб і замкових різьбових з’єднань) та виз-начення базових характеристик циклічної тріщиностійкості їх сталей; - встановлення характеристик корозійної тріщиностійкості матеріалу буриль-них труб і замкових різьбових з’єднань; - встановлення особливостей впливу експлуатаційних чинників (навантажен-ня, складу корозивно-активного середовища, температури тощо) на роботоздатність колон гнучких труб; - розробка експериментально-розрахункового методу для інтерпретації результатів технічного діагностування тривало експлуатованих елементів бурильної колони, що містять внутрішні та зовнішні півеліптичні тріщиноподібні дефекти; - впровадження результатів досліджень в інженерну практику при експлуатації та технічному діагностуванні колон гнучких труб щодо оцінки ризику руйнування та продовження терміну експлуатації.

The dissertation is devoted to the development of engineering methods for calculation of dynamic conditions of drilling tool operation, integrated drilling performance, techniques and technologies for well deepening, and performance assessment of long-term operated drill pipes and coiled tubing strings with available service defects, which is the basis for making decisions about the possibility of their further safety operation or shut-down. The purpose of research is a comprehensive assessment of the elements efficiency of long-term drill pipes and coiled tubing strings operation elements, by the development of engineering methods for calculating the dynamic condition of their operation, integrated drilling performance, and determining the residual durability of pipes with operational defects.To achieve this goal, the following main task were identified: - improvement of a mathematical model of an experimental drilling stand and evaluation of the parameters of the bottomhole assembly (BHA), the mode of its operation, and the characteristics of rocks on the dynamics of the mechanical system; - making a mathematical model of the coiled tubing string during drilling horizontal wells; -  development of new devices and recommendations for improving the technology of coiled tubing drilling horizontal wells; - establishment of regularities of corrosive-fatigue cracks propagation deep into the elements of the drill string (drill pipes and tool joints) and determination of basic characteristics of cyclic crack resistance of their steels; - establishment of features of critical crack resistance of coiled tubing and tool threaded joints material; - to establish features of service factors influence (load, composition of the corrosiveactive environment, temperature, etc) on the working capacity of flexible pipes; - development of an experimental calculation method for the interpretation of the results of technical diagnostics of long-term operated elements of drill strings, containing internal and external semielliptic crack-like defects; - implementation of research data in engineering practice during operation and technical diagnostics of coiled tubing strings to assess the risk of failure and extension of service life.