Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Бурение на нефть и газ, проводка горизонтальных стволов для повышения нефтеотдачи, экологическая безопасность скважин требует оперативного контроля за процессом бурения, использования безотказного глубинного оборудования. Проблема технического диагностирования оборудования, находящегося в скважине, постоянно возникает, поскольку его конструктивное исполнение очень специфично, режим эксплуатации достигает предельных значений, а последствия отказа приобретают серьезные, в ряде случаев катастрофические последствия. Оценка и прогнозирование работоспособности, технического ресурса долот, забойных двигателей, бурильной колонны в нормальных условиях эксплуатации и на критических режимах работы, обусловленных геологическими причинами, техническими или организационными просчетами, имеют важное значение.
Использование вероятностных методов при диагностировании, включая теорию случайных процессов, спектрально-корреляционный анализ, теорию выбросов за установленный уровень при случайных колебаниях осевой нагрузки, давления промывочной жидкости позволит снизить вероятность отказа глубинного оборудования, увеличить его технический ресурс, определить параметры виброзащиты.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка вероятностных методов диагностирования с использованием выбросов случайных колебаний и оценка параметров виброзащиты для повышения показателей надежности глубинного оборудования.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Аппроксимация статистических характеристик осевой нагрузки на долото, давления промывочной жидкости, представленных в виде случайных стационарных процессов.
2. Исследование изменения выбросов осевой нагрузки и давления
промывочной жидкости в зависимости от технического состояния долот и
забойных двигателей.
3. Оценка собственной частоты колебаний низа бурильной колонны в
наклонной скважине при действии осевой нагрузки.
4. Влияние собственной частоты колебаний и параметров
виброзащиты забойного оборудования как нелинейной системы на число
выбросов при воздействии узкополосного спектра и спектра "белый шум".
1. Использование теории случайных функций, методов спектрально-
корреляционного анализа, теории выбросов случайных функций.
2. Применение методов теории упругости, теории нелинейных
колебаний, теории надежности, вероятностно-статистических методов
обработки промысловых материалов.
-
Вероятностные характеристики выбросов случайных колебаний осевой нагрузки, давления промывочной жидкости за установленный уровень характеризуют режим работы и техническое состояние глубинного оборудования.
-
На число выбросов осевой нагрузки за установленный уровень при случайном воздействии в виде узкополостного спектра или спектра "белый шум" наибольшее влияние оказывает собственная частота колебаний глубинного оборудования при линейной и нелинейной постановках задач.
-
Собственная частота колебаний низа бурильной колонны при переменной зоне контакта под действием осевой нагрузки зависит от кажущегося радиуса и угла искривления скважины.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1. Использование вероятностных характеристик выбросов случайных колебаний осевой нагрузки, давления промывочной жидкости за
установленный уровень в качестве диагностических параметров технического состояния глубинного оборудования.
-
Влияние виброзащитных параметров глубинного оборудования на вероятностные характеристики выбросов случайных колебаний осевой нагрузки при воздействии узкополосного спектра и спектра "белый шум".
-
Расчет собственной частоты колебаний низа бурильной колонны находящейся под действием осевой нагрузки с переменной зоной контакта в наклонной скважине.
1. Рекомендуются в качестве вероятностно-статистического метода
диагностирования технического состояния турбобуров и долот число
выбросов случайных колебаний осевой нагрузки и давления промывочной
жидкости за установленный уровень, а также форма спектров в процессе
бурения наклонных и горизонтальных скважин (а.с. 1427059).
2. Предложен вариант диагностической матрицы Байеса по
спектральной плотности давления промывочной жидкости и числу
выбросов за нулевой уровень для оценки момента подъема
породоразрушающего инструмента (долото - забойный двигатель).
-
Разработана конструкция демпфера с регулируемой частотой собственных колебаний, а также бурильная свеча состоящая из элементов с различными собственными частотами.
-
С использованием числа выбросов за установленный уровень предложен способ регулирования осевой нагрузки на долото и забойный двигатель.
-
Материалы диссертации по использованию выбросов в качестве диагностических параметров забойного оборудования используются в учебном процессе для студентов специальности 17.02.00 - Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технической конференции студентов, молодых ученых и аспирантов. УНИ, Уфа, 1993 г., Всероссийской научно-технической конференции, Проблемы нефтегазового комплекса России, Уфа, 1995 г., 47-й научно-технической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых. УГНТУ. Уфа, 1996 г., 48-й научно-технической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых УГНТУ, Уфа, 1997 г., на научно-технической конференции УГАТУ, Уфа 1997 г., научно-технической конференции "Проблемы разработки нефтяных месторождений и подготовки специалистов в вузе, Альметьевск, Татарстан, 1996 г., 2-й республиканской научно-технической конференции "Техническая диагностика, промышленная и экологическая безопасность предприятий", Уфа 1996 г., 2-й научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России, Москва 1997 г.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 24 работы, в том числе 7 статей, 16 тезисов докладов, одно авторское свидетельство.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, основных выводов, списка использованной литературы 125 наименований, приложений. Работа содержит 156 страниц, в том числе 37 рисунков.
