Влияние типоразмера долота на устойчивость равновесия нижней части бурильной колонны при бурении горизонтального ствола скважины

В работе показано, что изменение типа долота оказывает большое влияние на значение «критической длины» нижней части бурильной колонны при бурении горизонтальной части ствола скважины. Впервые сформулирована и решена задача об упругой устойчивости равновесия компоновки нижней части бурильной колонны при бурении горизонтального ствола скважины, с учетом особенностей конструкций долот (шарошечное, лопастное, долото PDC) и механизма разрушения горных пород в процессе бурения скважин. При исследовании используются общепринятые положения линейной теории упругости материалов, теории устойчивости стержней и оболочек. Принято, что нижняя часть бурильной колонны представляет собой тяжелый упругий стержень, испытывающий совместное действие сил собственного веса труб и осевой нагрузки на долото, а скручивающий момент от стола ротора, действующий на колонну труб, не учитывается. Для нахождения «критической длины» получены простые приближенные формулы, учитывающие типоразмер долота, утяжеленных бурильных труб и осевую нагрузку.

1. Бурение нефтяных и газовых скважин : [учебник] / Н. И. Шацов, В. С. Федоров, С. М. Кулиев [и др.] ; под общей редакцией Н. И. Шацова. – Москва : Гостоптехиздат, 1961. – 666 с. – Текст : непосредственный.

2. Федоров, В. С. Изучение природы искривления скважин / В. С. Федоров. – Текст : непосредственный // Труды Грозненского нефтяного института. – 1948. – Вып. 5. – С. 37–41.

3. Сулакшин, С. С. Искривление скважин и способы его измерения / С. С. Сулакшин. – 2-е изд., доп. и перераб. – Москва : Госгеолтехиздат, 1960. – 187 с. – Текст : непосредственный.

4. Мидхейм, К. К. Влияние компоновок низа бурильной колонны на отклонение долота / К. К. Михдейм. – Текст : непосредственный // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. – 1982. – № 4. – С. 52–59.

5. Лейбензон, Л. С. Неустойчивость направления вращательного бурения / Л. С. Лейбензон. – Текст : непосредственный // Азербайджанское нефтяное хозяйство. – 1922. – № 8. – С. 67–72.

6. Лейбензон, Л. С. Неустойчивость направления вращательного бурения / Л. С. Лейбензон. – Текст : непосредственный // Азербайджанское нефтяное хозяйство. – 1923. – № 1. – С. 124–126.

7. Динник, А. Н. К вопросу об отклонении буровых скважин при алмазном бурении / А. Н. Динник. – Текст : непосредственный // Нефтяное и сланцевое хозяйство. – 1925. – № 1. – С. 33–35.

8. Динник, А. Н. Причины искривления буровых скважин при вращательном бурении / А. Н. Динник. – Текст : непосредственный // Горный журнал. – 1925. – № 10. – С. 823–830.

9. Вудс, Г. Искривление скважин при бурении : [cборник статей] / Г. Вудс, А. Лубинский ; перевод с английского. – Москва : Гостоптехиздат, 1960. – 161 с. – Текст : непосредственный.

10. Григулецкий, В. Г. Расчет компоновок бурильной колонны для борьбы с искривлением скважины при роторном и турбинном бурении / В. Г. Григулецкий. – Москва : ВНИИОЭНГ, 1982. – 57 с. – Текст : непосредственный.

11. Григулецкий, В. Г. Проектирование компоновок нижней части бурильной колонны / В. Г. Григулецкий, В. Т. Лукьянов. – Москва : Недра, 1990. – 302 с. – Текст : непосредственный.

12. Григулецкий, В. Г. Об упругой устойчивости колонны бурильных труб / В. Г. Григулецкий. – Текст : непосредственный // Межвузовский тематический сборник «Технология бурения нефтяных и газовых скважин». – Уфа, 1978. – Вып. 5. – С. 45–50.

13. Григулецкий, В. Г. Упругая устойчивость колонны бурильных труб в скважине. Статические задачи / В. Г. Григулецкий. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 1979. – № 3. – С. 19–23.

14. Инструкция по бурению направленных и горизонтальных скважин на севере Тюменской области / В. А. Сехниашвили, А. М. Кириенко, А. П. Туршиев [и др.]. – Тюмень : ТюменьНИИгипрогаз, 2001. – 126 с. – Текст : непосредственный.

15. Проектирование компоновок низа бурильной колонны : монография / Е. Г. Гречин, В. П. Овчинников, А. В. Будько [и др.] ; OАО «Газпром», ООО «Газпром экспо». – Москва : ООО «Газпром экспо», 2012. – 222 с. – Текст : непосредственный.

16. Гречин, Е. Г. Неориентируемые компоновки для бурения горизонтального участка скважин / Е. Г. Гречин, С. Н. Бастриков, В. Г. Кузнецов. – DOI 10.33285/0130-3872-2020-12(336)-5-9. – Текст : непосредственный // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2020. – № 12 (336). – С. 5–9.

17. Гречин, Е. Г. Теория и практика бурения горизонтальных стволов в продуктивных пластах месторождений Западной Сибири : монография / Е. Г. Гречин, С. Н. Бастриков ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Тюменский индустриальный университет. – Тюмень : ТИУ, 2020. – 163 с. – (University). – Текст : непосредственный.

18. Хузина, Л. Б. Технологическое решение для повышения эффективности работы долот PDC / Л. Б. Хузина, А. Ф. Шайхутдинова. – DOI 10.31660/0445-0108-2016-4-84-87. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2016. – № 4. – С. 84–87.

19. Юзбашев, Г. С. Искривление скважин и меры борьбы с кривизной / Г. С. Юзбашев, В. С. Федоров. – Ленинград – Москва – Новосибирск, 1933. – 67 с. – Текст : непосредственный.

20. Балицкий, П. В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины / П. В. Балицкий. – Москва : Недра, 1975. – 294 с. – Текст : непосредственный.

21. Погарский, А. А. Оптимизация процессов глубокого бурения / А. А. Погарский, К. А. Чефранов, О. П. Шишкин. – Москва : Недра, 1981. – 296 с. – Текст : непосредственный.

22. Спивак, А. И. Разрушение горных пород при бурении скважин : учебник / А. И. Спивак, А. Н. Попов. – Москва : Недра, 1994. – 260 с. – Текст : непосредственный.

23. Кулябин, Г. А. Измерения в скважине крутильных колебаний бурильного инструмента / Г. А. Кулябин, В. Е. Копылов. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 1970. – № 6. – С. 33–36.

24. Симонов, В. В. Влияние колебательных процессов на работу бурильного инструмента / В. В. Симонов, Е. К. Юнин. – Москва : Недра, 1977. – 217 с. – Текст : непосредственный.

25. Султанов, Б. З. Управление устойчивостью и динамикой бурильной колонны / Б. З. Султанов. – Москва : Недра, 1991. – 208 с. – Текст : непосредственный.

26. Филимонов, Н. М. Колебания нижней части бурильного инструмента при работе долота / Н. М. Филимонов, М. Р. Мавлютов. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 1964. – № 10. – С. 19–23.

27. Вибрации при алмазном бурении / В. Е. Копылов, Ю. А. Чистяков, Э. М. Мухин. – Москва : Недра, 1967. – 128 с. – Текст : непосредственный.

28. Санников, Р. Х. Вынужденные продольные колебания бурильного инструмента при работе долота / Р. Х. Санников, М. Р. Мавлютов. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 1971. – № 10. – С. 29–34.

29. Сароян, А. Е. Проектирование бурильных колонн / А. Е. Сароян. – Москва : Недра, 1971. – 182 с. – Текст : непосредственный.

30. Сароян, А. Е. Бурильные колонны в глубоком бурении / А. Е. Сароян. – Москва : Недра, 1979. – 230 с. – Текст : непосредственный.

31. Григулецкий, В. Г. Оптимальное управление при бурении скважин / В. Г. Григулецкий. – Москва : Недра, 1988. – 229 с. – Текст : непосредственный.

32. Методика определения размеров центратора с учетом требований искривления ствола скважины и предотвращения желобообразования / М. П. Гулизаде, С. А. Оганов, И. З. Гасанов, С. М. Джалалов. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 1978. – № 4. – С. 21–24.

33. Сесюнин, Н. А. Влияние диаметра калибратора на азимутальное искривление скважины / Н. А. Сесюнин, А. С. Утробин, А. В. Банных. – Текст : непосредственный // Бурение. – 1982. – № 2. – С. 8–9.

34. К расчету компоновки низа бурильной колонны, применяемой для безориентированного управления зенитным углом / М. П. Гулизаде, Л. Я. Сушон, П. В. Емельянов, Л. Я. Кауфман. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 1974. – № 1. – С. 13–16.

35. Тимошенко, С. П. Устойчивость упругих систем / С. П. Тимошенко ; перевод с английского И. К. Снитко. – 2-е изд. – Москва : Гостехиздат, 1955. – 568 с. – Текст : непосредственный.

36. Тимошенко, С. П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек / С. П. Тимошенко ; избр. работы под редакцией Э. И. Григолюка. – Москва : Наука, 1971. – 807 с. – Текст : непосредственный.

37. Исследование загруженности венцов шарошек буровых долот / В. А. Пяльченков, В. В. Долгушин, Г. А. Кулябин [и др.] // DOI 10.31660/0445-0108-2016-4-81-84. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2016. – № 4. – С. 81–84.