Название/Title

Исследование и анализ динамических режимов при перемещении колонны бурильных труб с учетом ее упругости

Автор/Author

Год выпуска/
Year of publication

Номер журнала/
Number of journal

2

Страницы/Pages

39-46

Индекс УДК/
UDC identifier

622.276.012:621.311

Аннотация/Annotation

Для повышения уровня добычи нефти и газа в Западно-Сибирском регионе необходимо разбуривание новых скважин. Основным путем уменьшения времени строительства скважин является увеличение скорости бурения за счет повышения технического уровня применяемого бурового оборудования. Операции по спуску и подъему колонны бурильных труб – наиболее длительные и трудоемкие операции при бурении скважины. Как правило, расчет параметров механического и электрического оборудования буровой лебедки и параметров их работы производится без учета влияния упругих сил, действующих на колонну бурильных труб. Однако колонна бурильных труб и талевый канат не являются абсолютно жесткими телами. Помимо сил, направленных непосредственно на перемещения колонны, на нее воздействуют разнонаправленные силы упругости как самой колонны, так и талевого каната, приводящие к возникновению упругих колебаний их элементов. Рассмотрен процесс подъема колонны бурильных труб с учетом ее упругости. Все расчеты произведены для буровых лебедок с наиболее перспективной системой электропривода «преобразователь частоты–асинхронный электродвигатель». Разработана кинематическая схема многомассовой системы, произведено ее математическое описание. Исследования проводились в среде MATLAB Simulink. Имеющиеся в буровой колонне и талевом канате упругие колебания негативно отражаются на динамических процессах как системы электропривода, так и механического оборудования. Для снижения влияния упругих колебаний на системы механического и электрического оборудования буровой лебедки необходимо регламентировать ускорение электропривода, которое должно изменяться по определенному закону.

Ключевые слова/
Key words

Библиографический список/References

1. Герман О. И. Разработка динамически оптимальных компоновок сжатого низа бурильной колонны применительно к условиям бурения в Западной Сибири: дис. ... канд. техн. наук. Тюмень, 1984. 170 с.
2. Моцохейн Б. И. Электротехнические комплексы буровых установок. М.: Недра, 1991. 254 с.
3. Уралмаш Нефтегазовое Оборудование Холдинг. URL: http://www.uralmash-ngo.com/index.php/ 2011-07-21-12-48-02
4. Квартальнов Б. В. Динамика автоматизированных электроприводов с упругими связями. М.; Л.: Энергия, 1965. 88 с.
5. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода: учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 1981. 576 с.
6. Терехов В. М., Осипов О. И. Системы управления электроприводов: учебник для вузов. М.: Академия, 2005. 301 с.
7. Бурильная труба (варианты): пат. 2260665 Рос. Федерация. № 2004112095/03; заявл. 20.04.04; опубл. 20.04.05, Бюл. № 26.
8. Балденко Ф. Д. Расчеты бурового оборудования: учеб. пособие. М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2012. 428 с.
9. ТМК-Премиум Сервис. Бурильные трубы. URL: http://www.tmk-group.ru/media_ru/files/75/ tmk_bur_tr_ru_0913.pdf
10. Расчет бурильной колонны на прочность. URL: http://www.drillings.ru/raschetbk
11. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического управления: учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. СПб.: Профессия, 2003. 752 с.
12. Лысова О. А., Жданов И. М. Анализ возможных технологических осложнений в процессе функционирования буровой лебедки // Актуальные вопросы энергетического комплекса: сб. науч. трудов. Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. С. 38–40.
13. Лысова О. А., Жданов И. М. Обзор возможных аварийных ситуаций в процессе функционирования спускоподъемного механизма буровой установки // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы регион. науч.-практ. конф. Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. С. 44–46.