Введение к работе
Актуальность проблемы.
Повывение эффективности добычи нефти зависит от совершенства применяемой техники и технологий. Технический уровень, и своевременное обновление буровой техники, как и любой продукции машиностроения зависят от использования современных подходов при проектировании и "высоких технологий" при изготовлении. Расширение применения зарубежной техники на отечественных нефтепромыслах предъявляет к новой технике требование конкурентоспособности.
Глубина нефтяных и газових скважин в большинстве регионов неуклонно растет. Соответственно увеличивается время спус-ко-подъемных операції:"! для замены элементоз компоновки низа бурильной колонны (КНБК). В связи с этим возникает потребность в таких элементах КНБК, которые по команде с поверхности' могли бы изменять свои рабочие параметры и режим работы; например, угол излома оси отклонителя, резким работы гидрораспределителя: заполнение, промывка, ' бурение, опрессовка; наконец, просто вгаюченное или выключенное состояние муфт сцепления гидродвигателей, ударных гидромеханизмов, устройств для ремонта скважин, скватаиных приборов.
Цель работы.
На основании теоретических и экспериментальных исследований разработать рациональную методику дистанционного управления за-бойными механизмами и научно обоснованные рекомендации по проектированию управляемых забойных гидромеханизмов.
Основные задачи работы '
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.
-
Обсбгздаь отечественный и аарубежшй опыт, проанализировать ї.:-зтодн управления, конструкции к технические решения.
-
Уеорегпчоски исследовать процесс дистанционного управления (ДУ) с различными яшши управлягаих уалов забойных ыеха-hiisuojj (8М).
3) Предлоі"іть рациональную методику ДУ и принципиальные схемы S1J, ее реадпзу;с:ді;х.
-
Экспериментально- последовать работу и свойства функциональных блоков - основные узхіз ДУ 3)1
-
Разработать и кспитсть рлд базових блочно-модульные конструкций ДУ 311
' Методы реиения поставлеп/'г-.г задач. Для решения поставленні':-; ;,.:;дач применялись следующие методы.
-
При математическом '.лидировании нестационарных процессов, возппкахешх в системе "источник сигнала - канал связи -управляє:::;;! объект", применительно к бурящейся сква>;зіне, используется !.;гтод характеристик. Для деленного решения систем уравнений в частных производных использовалась ЭВП ЕС 1033.
-
При разработке принципиальных схем использовал модифицированный" катод морфологи4еских матриц.
-
При разработке базовых блочно-модульних конструкций использованы методы теории упругости и сопротивления материалов.
-
При обработке результатов экспериментов использовались известные методы теории вероятностей и математической статистиці.
..-5-Шучкал повпзпа.
Епервсе автором гші при его непосредственной участіш разра-бохаїш:
-
иатематнчесиая модель снстеш "источник сигнала - ica
-
методика дастапдаоїшого управхетш згбойтзлі ігехацсзтаті путем создания в бурильной кохоїше импульсов давления підкости-заданной формы;
-
приящншальнгю схеьзл ряда управляема згбойпих кехапкз-мов (переключателя потока, управляемых отішзпіиеяей двух тппоз - отіиюш-ггедь-стабіїлкзагор с евдвияпой опорой-центраторои п шюгопоз'ициокный оїісаопптель с поворотним шяіаелеи), реалкзуо-117 предложенную методику дистанционного управления;
-
морфологическая млтрица структурних элементов и основанная на ней методика бхочно-шдулыюго конструирования управгяо-wwx забойных механизмов is уішфщировашшх Фуіпщпоиаяьпнх бхо^ ков н модулей с отработкой их на базовых іганструкцпях ;
5} экспериментальная установка для . исследования работ и свойств фушсциопальїшх блоков и шпулей забоШшх механизмов хгр'л различном сочетании неблагоприятных факторов, иоделирущая неточности изготовления и сборки, «зное узлов, наклон отполз сквеяадны и загрязнения механизма.
Практическая ценность
Разработанные на основе теоретически и экспериментальны:: исследований практические рекомендации по конструировании вмес-
те с предложенной методикой блочно - модульного конструирования управяяешх забойных механизмов с отработкой блоков и модулей на"базовых конструкциях позволит резко сократить сроки опытно-конструкторских работ, избежать принципиальных ошибок при создании новых устройств, повисеть их надежность.
Еа основе результатов исследований разработан и испытан ряд новьк управляемых механизмов.
''.' Мяоготюзпщюнный отклонигель позволяет оперативно управлять траекторией сквагшны в процессе бурения, создавая в компоновке, подкоманде с поверхности, несколько Фиксированных углов искрив-гелия для различной интенсивности набора кривизны.
Отклонигель - стабилизатор с выдвижной опорой-центратором .позволяет, по команде с поверхности, набирать кривизну с заданной интенсивностью и стабилизировать набранный угол искривления.
Управляемый забойный переключатель потока жидкости дает возможность снизить гидродинамическое давление при спуске колонны в сішшшну и соответственно уменьшить вероятность гвдро-разрыаа пластов, уменьшить зашламование турбобуров и износ винтовых двигателей.
Реализация работы в промышленности
С учетом рекомендаций полученных в результате исследований и стендовых испытаний изготовлены опытные образцы , внедрение когоршс ведется на предприятиях Западной Сибири.
-
Переключатель потока жидкости. Промысловые испытания на Агалик»! и Саштлорскоы месторождениях в Западной Сибири покакали экономический эффект 90 тыс. руб. на один ГОЖ
-
Отклонитесь шюгонозиционный управляемый. Ведется внедрение на предприятиях г. Нефтеюганска и г. Шгиона.
Апробация работы
ОснОі-.ше положения работы докладывались на заседании секции Ученого Совета ВНЖЕТ (декабрь 1984 г.), на расширенных коллоквиумах лабораторий гвдравлики бурения, наклонно-направленного бурения, конструирования технических средств для научных и стендовых испытаний (1985-1989г.г.), на совместном совещании ПО "Томскнефть" и "ТомскНИПИнефть" (г.Томск, 10-14 марта 1989 г.), на НТО секции бурения Ш ВНТО им. Губкина "Техника и технология бурения наклонно-направленных скважин" (23 июня 1989 г.), на Всесоюзном семинаре по гидравлике буровых и тампонажних растворов (г. Ивано-Франковск, 1988 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 11 работ. В том числе 4 статьи, 7 описаний к авторским свидетельствам на изобретения и заявкам, по которым получены положительные решения о выдаче патентов.
Структура и объем работы. ,
Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, списка литературы, содержащего 164 наименования и приложений, диссертация изложена на 182 страницах, содержит 115 страниц машинописного текста, 55 рисунков, 11 таблиц.
Автор выражает искреннюю благодарность профессорам Р. А. Иоаннесяну, JL Т. Гусману и М. Г. Зскину, внимательно прочитавшим работу и давшим ряд ценых замечаний и советов. Особую благодарность автор выражает профессору Ю. В. Вадецкому за большую помощь в работе над диссертацией.
