Концентрація напружень в обсадній колоні при вирізанні отвору для бічного стовбура свердловини

  • Є. І. Крижанівський ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15
  • Д. Г. Чорнописький ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15
  • І. І. Палійчук ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15
Ключові слова: бічна свердловина, обсадна колона, фрезерування вікна, напружено-деформований стан, концентратор напружень

Анотація

Спрямоване буріння додаткових стовбурів в обсадженій свердловині є ефективним методом відновлення роботи виведених з експлуатації, аварійних та ліквідованих свердловин, що дає змогу економити кошти на бурінні нових нафтових і газових свердловин. Забурювання бічних стовбурів шляхом фрезерування вікон в обсадній колоні вважається сьогодні одним із найбільш раціональних методів у технології буріння свердловин. Врізання фрезера в стінку колони є дуже відповідальним процесом. Фрезерний інструмент утворює у ній щілиноподібний отвір внаслідок силової реакції клинового відхилювача в обсадній колоні. Верхня частина отвору набуває еліпсоподібної форми з плавним контуром завдяки малому куту скосу клина під час відхиляння осьового просування інструмента. У цей же час нижній край отвору є прямолінійним і утворює прямі кути з його бічними кромками. Вершини цих кутів стають концентраторами напружень у стінці, ослабленій отвором, оскільки на обсадну колону діє значна розтягувальна сила від її власної ваги. Ці напруження досягають найбільших значень у тих поперечних перетинах труби, де ширина вікна стає максимальною (проєктною), а їх площа – найменшою. Актуаль­ність і новизна вирішеної задачі полягають у необхідності дослідження напружено-деформованого стану навантаженої розтягом обсадної труби під час вирізання у її стінці вікна за формою, близькою до прямокутної, та у визначенні величини максимальних напружень, які виникають навколо прямих кутів отвору. Це рішення дає змогу визначити коефіцієнти концентрації напружень залежно від геометричних параметрів отвору, і тим самим забезпечити розробку інженерних методів проєктування безаварійного процесу зарізання вікна в обсадних трубах. Результатом роботи стала математична модель неосесимет­ричного напруженого стану, який виникає при розтягу-стиску циліндричної оболонки із прямокутними отворами, під час розроблення якої використано аналітичні методи розрахунку напружено-деформованого стану нетонких оболонок з неканонічними концентраторами напружень та проведено теоретико-експериментальні дослідження концентрації напружень у стінках такої оболонки.

 

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Hiliazov R.M. Bureniye neftianykh skvazhyn s bokovymi stvolami. M.: Nedra–Biznes-tsentr, 2002. 255 p.

Krylov V.N., Oganov A.S. Projektiro-vaniye dopolnitelnogo naklonno-napravlennogo i gorizontalnogo stvola iz ekspluatatsionnoi kolonny bezdeistvuyushchei skvazhyny. M.: Neft i gaz, 2002. 102 p.

Shenberger V.M., Zozulia G.P., Geikhman M.G. Tekhnika i tekhnologia stroitelstva bokovykh stvolov v neftianykh i gazovykh skvazhynakh. Tiumen: Tium. GNTU, 2006. 573 p.

Lihotskyi M. Shliakhy optymizatsii protsesu zaburiuvannia dodatkovykh stvoliv v ekspluatatsiinii koloni. Naftova i hazova promyslovist. 1997. No 3. P. 17-18.

Lihotskyi M.V. Vdoskonalennia tekhnolohii zaburiuvannia dodatkovykh stvoliv v ekspluatatsiinii koloni. Nafta i haz Ukrainy: Zbirnyk naukovykh prats: materialy 5-i mizhnarodnoi konferentsii «Nafta-haz Ukrainy – 98», Poltava, 15-17 veresnia 1998 r. Vol. 2. Poltava: UNHA, 1998. P. 110-111.

Voievidko I.V., Kurtash T.S. Heometrychni parametry vikna v obsadnii koloni sverdlovyny ta spetsyfika prokhodzhennia v niomu trub pry burinni bichnykh stovburiv u sverdlovyni. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2010. No 4. P. 59-63.

Voevidko I.V. Sidetrack in well casing. Oil & gas industry of Ukraine. 2013. No 2. P. 23-26.

Voievidko I.V., Chudyk I.I. Analiz napruzhenoho stanu obvazhnenykh burylnykh trub v protsesi zaburiuvannia bichnoho stovbura v obsadnii koloni sverdlovyny. Naftohazova haluz Ukrainy. 2016. No 1. P. 35-37.

Khoma I.Yu. Obobshchennaia teoriya anizotropnykh obolochek. Kyіv: Naukova dumka, 1986. 170 p.

Nemysh Yu.N., Khoma I.Yu., Cherno-pyskii D.H., Kryzhanivskyi E.I. O prostranstvennom upruhom ravnovesii izotropnoi tsylindricheskoi obolochki peremennoi tolshchiny. Prikladnaia mekhanika. 1990. Vol. 26. No 12. P. 7-15.

Lekhnitskyi S.H. Teoriia upruhosti anizotropnoho tela. M.: Nauka, 1977. 415 p.

Aleksandrov A.Ya., Akhmetzianov M.Kh. Poliarizatsionno-opticheskie metody mekhaniki deformiruiemoho tela. Moskva: Nauka, 1973. 576 p.

Опубліковано
2019-09-30
Як цитувати
Крижанівський , Є. І., Чорнописький, Д. Г., & Палійчук, І. І. (2019). Концентрація напружень в обсадній колоні при вирізанні отвору для бічного стовбура свердловини. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, (3(72), 7-18. https://doi.org/10.31471/1993-9973-2019-3(72)-7-18
Розділ
АКТУАЛЬНІ ПИТАННЯ НАФТОГАЗОВОЇ ГАЛУЗІ