Laboratory research of the stress-strain state of the drill string in the local bend of the well

Abstract

Об'єктом дослідження даної роботи є експлуатація бурильної колони в локальному перегині свердловини. Одним із найбільш проблемних аспектів у даному випадку вважається встановлення її напружено-деформованого стану. Це надзвичайно важлива інформація, яка, зокрема, використовується для прийняття рішень щодо тривалості та можливості експлуатації бурильної колони в заданих геолого-технічних умовах.Опираючись на критичний огляд літератури, для вирішення вказаної проблеми обрано фізичне моделювання об'єкту дослідження. Зокрема, було спроектовано, виготовлено та апробовано спеціальний лабораторний стенд, який забезпечує:-навантаження моделі бурильної колони осьовою силою розтягу й крутним моментом; -моделювання криволінійних осей свердловин із можливими локальними перегинами, опираючись на результати промислової інклінометрії та профілеметрії;-вимірювання напружень і деформацій моделі колони та їх інтерпретація до величин натурного об'єкту. В якості моделі бурильної колони використано мідну трубку із обважнювачем для забезпечення критеріальної подібності із натурним об'єктом. Для вимірювання нормальних напружень на моделі бурильної колони використано метод тензометрування. При цьому, аналогові значення напруг на тензодавачах оцифровуються та передаються на персональний комп'ютер для подальшого оброблення й інтерпретації.За допомогою запропонованого лабораторного стенду було проведено експериментальні дослідження напружено-деформованого стану моделі бурильної колони діаметром 127 мм в локальному перегині свердловини No. 10 Одеського родовища (Україна). Встановлено, що нормальні напруження від згину, які при цьому виникають, можуть більше ніж втричі перевищувати аналогічні величини, отримані без врахування наявності вказаного викривлення осі свердловини.Завдяки запропонованому експериментальному методу забезпечується можливість дослідження деформацій і напружень, які виникають у бурильних колонах підчас їх роботи у свердловинах із локальними перегинами осей. При цьому немає необхідності застосовувати складні аналітичні перетворення та алгоритми. Крім того, модель має таку саму фізичну природу, як і об'єкт дослідження. Це є надзвичайно вагомим аргументом, особливо при дослідженні складних випадків взаємодії бурильної колони зі стінками свердловини.Ключові слова: напружено-деформований стан, бурильна колона, локальний перегин, лабораторне дослідження.Rachkevych R., Ivasiv V., Bui V., Yurych L., Rachkevych I.