«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

О формировании резонансных колебаний бурильной колонны

УДК: 622.24.051
DOI: 10.33285/0130-3872-2022-2(350)-5-11

Авторы:

¹ Ухтинский государственный технический университет, Ухта, Россия
² НПО Анкон Инжиринг, Москва, Россия

Ключевые слова: крутильные автоколебания, колебания, продольные резонансные колебания, автоколебания, резонанс, бурильная колонна, долото, забой скважины

Аннотация:

При роторном бурении при определённых сочетаниях режимных параметров (P0 – осевая нагрузка на долото; n0 – скорость вращения ротора) и механических характеристик системы "бурильная колонна–долото–забой" в бурильном инструменте могут возникать как крутильные автоколебания, так и продольные резонансные колебания. Они оказывают весьма негативное влияние как на эффективность разрушения горных пород, так и на долговечность бурильного инструмента. В работе рассмотрены вопросы минимизации низкочастотных продольных резонансных колебаний бурильной колонны. Получены условия возникновения продольных резонансных колебаний в зонах крутильных автоколебаний и равномерного вращения бурильного инструмента, а также соотношения, дающие границы интервалов, в которых находятся резонансные значения глубин скважин.

Список литературы:

1. Юнин Е.К. Низкочастотные колебания бурильного инструмента. – М.: Недра, 1983. – 132 с.
2. Юнин Е.К., Хегай В.К. Динамика глубокого бурения: моногр. – М.: Недра, 2004. – 286 с.
3. Хегай В.К. Управление динамикой бурильной колонны в направленных скважинах: дис. … д-ра техн. наук: 25.00.15. – Ухта, 2005. – 339 с.
4. Симонов В.В., Юнин Е.К. Влияние колебательных процессов на работу бурильного инструмента. – М.: Недра, 1977. – 217 с.
5. Ворожбитов М.И. Анализ взаимодействия долота с забоем скважины по данным записи вибраций // Нефт. хоз-во. – 1972. – № 4. – С. 29–33.
6. Эйгелес Р.М., Стрекалова Р.В. Расчет и оптимизация процессов бурения скважин. – М.: Недра, 1977. – 200 с.
7. Балицкий П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. – М.: Недра, 1975. – 293 с.
8. Юнин Е.К., Хегай В.К. Основы механики глубокого бурения. – М.: Наука, 2010. – 163 с.
9. Хегай В.К., Осипов П.Ф., Краснов С.А. Анализ продольных колебаний бурильной колонны по данным станций геолого-технологических исследований // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2004. – № 8. – С. 10–11.
10. Юнин Е.К. К вопросу предотвращения вибраций бурильной колонны // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2009. – № 12. – С. 6–11.
11. Rapold K. Drilling optimized with surface measurement of down hole vibration // Oil and gas J. – 1993. – V. 91, no 7. – P. 58–62.
12. Rapold K. Drilling vibration measurement detect bit stick-slip // Oil and gas Journal. – 1993. – V. 91, no 9. – P. 66–70.
13. Юнин Е.К., Хегай В.К. К проблеме низкочастотных продольных колебаний бурильной колонны // Изв. вузов. Нефть и газ. – 2003. – № 4. – С. 32–40.
14. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний. – М.: Высшая шк., 1972. – 416 с.
15. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. – М.: Наука, 1980. – 272 с.
16. Бабаков И.М. Теория колебаний. – М.: Наука, 1968. – 560 с.