Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Управление динамикой бурильной колонны в направленных скважинах
ВАК РФ 25.00.15, Технология бурения и освоения скважин

Автореферат диссертации по теме "Управление динамикой бурильной колонны в направленных скважинах"

На правах рукописи

ХЕГАЙ ВАЛЕРИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИКОЙ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ В НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИНАХ

Специальность 25.00.15 - «Технология бурения и освоения скважин»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ухта-2005

Работа выполнена на кафедрах теоретической механики и бурения Ухтинского государственного технического университета.

Научный консультант доктор технических наук,

старший научный сотрудник Юнин Евгений Константинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Андронов Иван Николаевич;

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Овчинников Василий Павлович;

доктор технических наук, профессор Агзамов Фарит Акрамович.

Ведущая организация филиал ООО «ВНИИГАЗ» - «СЕВЕРНИПИГАЗ».

Защита состоится 23 декабря 2005года в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 212.291.01 при Ухтинском государственном техническом университете по адресу: 169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ухтанского государственного технического университета.

Автореферат разослан « ОЗ » ноября 2005 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Уляшева Н.М.

¿006-У £1012.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Бурение глубоких и наклонно-направленных скважин на нефть и газ, как известно, является сложным, многофакторным процессом. При этом углубление забоя скважины представляет собой одну из основных составляющих этого процесса. Как показали исследования последних десятилетий, динамические процессы, происходящие в системе «бурильная колонна-долото-забой» оказывают весьма существенное влияние на эффективность разрушения горных пород. Особо негативное влияние на процесс бурения оказывают низкочастотные колебания бурильной колонны (БК), которые приводят к существенному снижению механической скорости бурения и усталостному разрушению инструмента из-за значительных знакопеременных нагрузок. О влиянии волновых процессов на эффективность разрушения горных пород описано многими исследователями. Однако эти исследования проводились, как правило, для вертикального или прямолинейного наклонного бурения при раздельном (несвязанном) рассмотрении продольной и угловой динамики бурильной колонны (БК), представляя её как одноразмерный (однородный) стержень. Таким образом, исследования, направленные на изучение влияния низкочастотных колебаний бурильного инструмента на эффективность разрушения горных пород, имеют несомненный теоретический и практический интерес. Следовательно тема настоящей работы является актуальной.

Цель работы - разработка теории по управлению динамикой БК, связанной с повышением эффективности процесса бурения глубоких и наклонно-направленных скважин, путём минимизации крутильных и продольных низкочастотных колебаний бурильного инструмента.

Основные задачи:

1. Разработка математических моделей, описывающих динамику БК при её одновременном вращательном и осевом перемещениях при бурении наклонных и

горизонтальных скважин, и их анализ на предмет специфики протекания волновых процессов в условиях наклонно-направленного бурения.

2. Создание математической модели вращения БК, включающей участки бурильных труб (БТ) и утяжелённых бурильных труб (УБТ), с последующим её анализом для определения условий развития крутильных автоколебательных процессов и равномерного вращения.

3. Уточнение границ разбиения области изменения режимных параметров на различные зоны поведения бурильного инструмента (зону автоколебаний, зону равномерного вращения) с целью более грамотного выбора режимных параметров, а также выявление границ применимости эмпирических зависимостей отработки долот, полученных при их испытаниях в стендовых условиях.

4. Выявление новых методов, как для решения проблем подавления вибраций и повышения эффективности разрушения горных пород при глубоком бурении, так и для решения задач, связанных с динамикой бурильного инструмента при проводке наклонных скважин.

Научная новизна работы:

1. Впервые получены уравнения, описывающие поведение БК в наклонно-направленной скважине при её одновременном вращательном и осевом перемещениях с учётом динамических процессов, сопровождающих бурение скважины, что позволило:

■ выявить соотношения для оценки осевой нагрузки на долото и вращающего момента на роторе в режиме равномерного вращения БК в зависимости от физико-механических характеристик системы «БК-долото-забой» и профиля скважины;

■ определить критические значения параметров забойных возмущений (амплитуда и частота) в зависимости от механических свойств БК, расположенной в наклонной скважине, что дало возможность уточнить длину пробега данного возмущения до его полного затухания, как при однородной БК, так и при наличии участка УБТ.

-ММЧ-

2. Впервые для БК, состоящей из участков БТ и УБТ, установлены условия возникновения крутильных автоколебаний в процессе взаимодействия породораз-рушающего инструмента с горной породой, а также условия, при которых возможна долговременная остановка долота на забое, что позволило уточнить границы зон автоколебаний, долговременной остановки и равномерного вращения бурильного инструмента, на которые разбивается область управления режимными параметрами «осевая нагрузка на долото-скорость вращения БК».

3. При установившемся режиме крутильных автоколебаний БК определена закономерность периодического изменения скорости вращения породоразру-шающего инструмента, при котором механическая скорость бурения (при неизменных прочих параметрах, как-то осевая нагрузка на долото, промывка и т.п.) минимальна.

4. Разработаны математические модели и показана принципиальная возможность:

■ предотвращения низкочастотных продольных колебаний посредством специальной компоновки БК, нижняя часть которой представляет собой участок переменного поперечного сечения;

■ выявления условий продольного резонанса бурильного инструмента при

наклонно-направленном бурении.

Основные защищаемые положения:

1. Математические модели, описывающие динамические процессы, протекающие в БК, находящейся в наклонно-направленной скважине, при её одновременном вращательном и осевом перемещениях.

2. Условия развития крутильных автоколебаний, выраженные в виде зависимостей, связывающих механические характеристики БК, состоящей из участков БТ и УБТ, и режимные параметры (осевая нагрузка на долото-скорость вращения БК), а также силу сопротивления вращению бурильной колонны.

3. Условия долговременной остановки долота на забое скважины, выраженные в виде зависимостей, связывающих механические характеристики БК, состоящей из участков БТ и УБТ, и режимные параметры (осевая нагрузка на доло-

то - скорость вращения БК), а также силу сопротивления вращению бурильной колонны.

4. Математические модели, описывающие состояние БК, находящейся в наклонно-направленной скважине, при установившемся режиме бурения, позволяющие определить осевые усилия и крутящие моменты в любых поперечных сечениях БК, в зависимости от физико-механических характеристик системы «БК-долото-забой» и профиля скважины.

Практическая полезность работы:

1. Установленная взаимосвязь между механическими характеристиками БК и режимными параметрами (осевая нагрузка на долото-скорость вращения БК), опасными с точки зрения развития автоколебаний, позволяет:

« при проектировании режимов бурения выбирать сочетания компоновок БК, осевых нагрузок и скоростей вращения, при которых возникновение автоколебательного режима в процессе бурения скважины сводится к минимуму, и тем самым энергия, идущая на поддержание колебательного процесса, идёт на разрушение горной породы. С другой стороны, отсутствие интенсивных вибраций благотворно сказывается на работе бурильного инструмента, продлевая срок его службы;

■ выбирать режимы бурения в зонах равномерного вращения, что способствует как увеличению эффективности работы породоразрушающего инструмента, так и уточнению прогноза результатов отработки долот, созданию математических моделей углубления забоя, основанных на промысловых данных бурения нефтяных и газовых скважин;

■ оперативно управлять динамикой БК в процессе проводки скважины на нефть и газ.

2. Разработанные математические модели динамики БК при бурении наклонно-направленных скважин позволяют получать информацию об усилиях, возникающих в бурильной колонне по её длине, что способствует уточнению прочностных расчётов, а также оценивать осевую нагрузку на долото и крутящий момент, потребный для вращения БК, в зависимости от профиля скважины.

3. Результаты научных исследований диссертации подтверждены промысловыми наблюдениями при бурении скважины на Западно-Сынатыском месторождении.

Апробация работы. Основные научные положения диссертации и ее отдельные разделы были доложены и обсуждены на: 11-ой региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы нефти и газа», Ухта, 1999г.; 1-ой Всероссийской геофизической конференции-ярмарке «Техноэкогеофизика -новые технологии извлечения минерально-сырьевых ресурсов в XXI веке», Ухта, 2002г.; ХХХП Уральском семинаре по механике и процессам управления, Миасс, Челябинской области, 2002г.; XXIII Российской школе по проблемам науки и технологий «Итоги диссертационных исследований» Миасс, Челябинской области, 2003г.; Всероссийской конференции «Большая нефть: реалии, проблемы, перспективы. Нефть и газ Европейского Северо-Востока», Ухта, 2003г.; научно-технических конференциях преподавателей и научных сотрудников Ухтинского государственного технического университета, Ухта, 2002 - 2005г.г.; Межрегиональных молодежных научных конференциях «Севергеоэкотех», Ухта, 2002-2005г.г.; П-ой Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека», Екатеринбург, 2004г.; XXIV Российской школе по проблемам науки и технологий, посвященной 80-летию со дня рождения академика В.П. Ма-неева, Екатеринбург, 2004г.; XIV геологическом съезде Республики Коми «Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России, Сыктывкар, 2004г.; Ш-ем Всероссийском совещании-семинаре заведующих кафедрами теоретической механики вузов Российской Федерации, Пермь, 2004г.; Всероссийской конференции «XVII Губкинские чтения «Нефтегазовая геологическая наука - XXI век», Москва, 2004г.; распшренном научном семинаре кафедры бурения Ухтинского государственного технического университета, Ухта, 2005 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 36 печатных работ, в том числе две монографии и одно учебное пособие.

Работа выполнена в Ухтинском государственном техническом университете на кафедрах теоретической механики и бурения.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 339 страницах машинописного текста и содержит 67 рисунков, 2 таблицы, список литературы из 208 наименований и приложения.

Автор выражает искреннюю благодарность научному консультанту, доктору технических наук Юнину Е.К. за большую помощь при проведении научных исследований и многолетнее плодотворное сотрудничество, ректору УГТУ, доктору технических наук, профессору Цхадая Н.Д. за оказанное содействие в издании монографий и организационную помощь при подготовке диссертации, а также докторам технических наук, профессорам кафедры бурения УГТУ Осипову П.Ф., Буслаеву В.Ф. за полезные советы и сотрудничество, аспиранту Юхнину М.И. за большую техническую помощь.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследованиями динамики бурильного инструмента в процессе проводки скважин на нефть и газ занимались такие видные учёные, как М.М. Александров, П.В. Балицкий, Ю.С. Васильев, B.C. Владиславлев, М.И. Ворожбитов, М.С., Габ-драхимов, A.C. Галеев, В.Г. Григулецкий, И.Л. Гуреев, P.A. Иоаннесян, Л.Е. Исаченко, С.Г. Калинин, З.Г. Керимов, В.Е. Копылов, Г.А. Кулябин, Н.Ф. Лебедев, М.Р. Мавлютов, А.Х. Мирзаджанзаде, Э.М. Мухин, Ю.Ю. Никитин, П.И. Огородников, В.Н. Рукавицын, Р.Х. Санников, В.В. Симонов, С.Л. Симонянц, А.И. Спи-вак, Б.З. Султанов, Н.С. Тимофеев, Ю.К. Шлык, P.M. Эйгелес, М.Г. Эскин, Е.К. Юнин, В.Г. Юртаев, А.Ш. Янтурин.

Из зарубежных исследований наиболее известны работы таких учёных, как D.R.Auslander, Н.Р. Chavez, D.W.Daring, F.H.Deily, J.E.Eronini, W.R.Garret, A.P.Karle, A.Lubinsky, EJ.Radzimovsky, K.Rapold, G.L.Shawer, W.H.Sometron, G.Vuds, M.G.Willcox.

Проведённый анализ современного состояния исследований динамики бурильного инструмента показывает, что проблема минимизации интенсивных низкочастотных колебаний, несмотря на огромные успехи в этой области, всё ещё остаётся чрезвычайно актуальной.

"*W '»■^''»J»»!'!1)«: ич^.от«^ —МЧ .ДМ «' 'У »Wfe»

Во введении дано обоснование актуальности темы исследования, определены основные задачи, сформулирована научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе представлен обзор работ по изучению динамики бурильного инструмента в процессе проводки скважин на нефть и газ и дана постановка задач исследования.

Вопросы влияния БК на эффективность разрушения горных пород стали привлекать внимание инженеров и учёных сравнительно недавно. Основной причиной обращения к этим вопросам послужило частое несоответствие оптимальных параметров бурения, получаемых из математических моделей для целей оптимизации проводки скважин, реальному положению вещей, поскольку в эти модели вводятся эмпирические зависимости, определяемые на лабораторных установках, без учёта механических свойств БК. Последняя, являясь упругим звеном с распределённой массой, при определённых условиях предопределяет возникновение, развитие и усиление различного рода колебаний. При взаимодействии шарошечного долота с забоем скважины в БК возникают как крутильные, так и продольные колебания. В случае роторного способа бурения, при определённых сочетаниях режимных параметров бурения и механических характеристик системы «БК-долото-забой», в бурильной колонне возникают крутильные, а, следовательно и продольные автоколебания. По данным исследований американских учёных (0.\У.0апг^, ЕХКасЫтоувку), низкочастотные колебания уменьшают моторесурс обычных долот на 25-30%, а долот с герметизированной опорой - на 50%, а по данным исследований К.ЯароИ, работа бурильного инструмента в режиме автоколебаний и резонанса приводит к снижению производительности бурения более, чем на 35%. В результате этих исследований установлено, что при роторном бурении в 50% случаев породоразрушающий инструмент работает в режиме автоколебаний и резонанса.

Как показывают промысловые наблюдения, при проводке глубоких скважин, практически всегда наблюдается изменение скорости вращения долота во времени, то есть крутильные автоколебания, которые, как было отмечено выше,

весьма негативно сказываются на эффективности разрушения горных пород (Аксенов В.М., Железняков Ф.И., Daring D.W., Radzimovsky E.Y. и др.). Кроме того, волновые процессы оказывают очень сильное влияние на разницу показателей отработки долот в стендовых и промысловых условиях (Васильев Ю.С., Гуреев И.Л., Никитин Ю.Ю., Юнин Е.К. и др.). Таким образом, исследования, направленные на изучение влияния циклической неравномерности вращения долот на эффективность процесса бурения, имеют несомненный теоретический и практический интерес. Такие исследования помогут принимать соответствующие меры по уменьшению влияния крутильных, а также продольных автоколебаний на результаты отработки долота в промысловых условиях и свести к минимуму их влияние на работу породоразрушающего инструмента. В результате сократится разница между показателями отработки долот в стендовых и промысловых условиях, что позволит повысить надёжность прогноза с точки зрения эффективности работы породоразрушающего инструмента и оптимизации процесса бурения при проводке глубоких и наклонно-направленных скважин.

При наклонном бурении, из-за значительных по протяжённости участков контакта БК со стенками скважины, на протекание волновых процессов должны сказаться диссипативные силы, действующие по длине колонны. Исследованиями (Александров М.М., Антона Ф., Бунятов Р.Б., Гулизаде М.П., Ильясов А.Г., Муллагалиев Р.Т., Рустамов Н.Ш., Сумбатов A.C., Юнин Е.К.) установлено, что одной из составляющих диссипативной силы при наклонном бурении является сила сухого трения, подчиняющейся закону Кулона, а, в целом, силы сопротивления движению БК представляют собой комбинацию сил трения, подчиняющихся закону Кулона, и сил, не зависящих непосредственно от величины нормального давления. Обычно, при исследованиях динамических процессов в БК, диссипативную силу, в большинстве случаев, принимают пропорциональной первой степени скорости. Введение кулоновской составляющей силы сопротивления движению колонны в скважине позволяет раскрыть новые стороны протекания динамических процессов, возникающих в результате взаимодействия шарошечных долот с забоем, и, кроме того, потребует

дополнительного рассмотрения таких вопросов, как оценка осевой нагрузки на долото и вращающего момента на роторе.

Во второй главе решается задача по разработке математических моделей состояния БК, находящейся в наклонной скважине. В общем случае наклонно-

направленная скважина состоит из вертикального, наклонного, криволинейного и горизонтального участков. Однако уравнения, описывающие состояние БК в наиболее общем случае, относятся к криволинейному участку скважины. Расчётная схема для вывода дифференциальных уравнений движения БК в криволинейной скважине

Рис. 1. Расчетная схема для вывода дифференци- представлена на рис. 1. алышх уравнений движения БК Здесь для некоторого

текущего значения угла а (а - угол наклона оси скважины к вертикали) выделен элементарный участок длиной As = ф)Аа, где R(s) - радиус кривизны криволинейного участка; &а - угол, образуемый элементарным участком.

Рассмотрим случай, когда выделенный элемент одновременно совершает вращение с некоторой угловой скоростью п * const (при роторном бурении я * о; при бурении с применением забойного двигателя п = 0) и периодическое осевое перемещение со скоростью v,(v, * const). Приложив все силы, действующие на элемент, на основе законов механики получим следующие уравнения:

X —r+gcosa.

(1)

___' ffcV

gR(s) di gR(s){dt J

WW

Здесь: u(s, t) и <p(s, t) - осевое перемещение и угол поворота текущего поперечного сечения колонны; к- коэффициент трения скольжения; g - ускорение свободного падения; Dud- внешний и внутренний диаметры колонны; % и Я - скорости распространения продольных и крутильных возмущений вдоль колонны.

Соотношения (1) представляют собой дифференциальные уравнения движения БК в криволинейной скважине. Что же касается граничных и начальных условий, то они конкретизируются в зависимости от анализируемой проблемы.

В отличие от уравнений, разработанных другими авторами, последние, как было отмечено выше, получены для случая, когда БК одновременно совершает вращательное и осевое перемещения и находится в криволинейной скважине. Ранее такие исследования проводились при раздельном рассмотрении вращательного и осевого перемещения БК, находящейся в прямолинейной скважине. Как отмечалось выше, уравнения, описывающие состояние БК на криволинейном участке скважины, представляют наиболее общий случай. Уравнения состояния БК на других участках скважины легко могут быть получены из системы (1), как частные случаи. При этом, на прямолинейных участках радиус скважины R = да, а на криволинейных участках с постоянной кривизной - R = const; угол наклона оси скважины а на вертикальном участке а = 0, на прямолинейном наклонном участке а = const, а на горизонтальном участке а = ?г/2. Таким образом, дифференциальные уравнения (1) являются базовыми. С помощью полученных уравнений можно провести самые разнообразные исследования по вопросам динамики БК при наклонном бурении скважин на нефть и газ.

В третьей главе рассмотрены задачи оценки осевых усилий и крутящих моментов в любом поперечном сечении БК, а также осевой нагрузки на долото и

вращающего момента на роторе, необходимых для обеспечения устойчивого режима бурения при проводке наклонных скважин разных типовых профилей.

При бурении наклонных скважин возникает проблема поддержания достаточной осевой нагрузки и крутящего момента, необходимых для эффективного разрушения породы на забое. Это связано, в первую очередь, с увеличением сил сопротивления движению бурильного инструмента на наклонных участках скважины, которые приводят к уменьшению осевой нагрузки на долото.

Перейдём к решению задач по определению осевой нагрузки на долото и крутящего момента на роторе, потребного для вращения БК в установившемся режиме бурения, в зависимости от профиля наклонно-направленных скважин. Для вывода дифференциальных уравнений, описывающих состояние БК при установившемся режиме бурения, обратимся к уравнениям (1), положив в них ckp/dt = п = const, ди/ôt = v,= const. В результате, после несложных преобразований, а также, имея в виду, что согласно закону Гука

N = EF—, M = GJp°*. ds pds

из системы (1) получим уравнения:

л п I (2)

с1М пОгк' „ лО2 ,. . / , Г -+-т-\Н =-к 4>пю1 ,

где к' 'г - эффективный коэффициент трения (по Е.К. Юнину),

+(0.5 Оп)1

к - коэффициент трения при невращающейся колонне, ? - погонный вес колонны.

Иногда удобнее пользоваться уравнениями (2), когда аргументом является угол а. Так как Ж = Ма, то в данном случае имеем:

—- + k*N = qldk' sina-cosa), da x '

dM nD*k' „ nD1 D .

-+-N =-к qRsma.

ds 4v, 4v.

В практике бурения наклонных скважин применяются профили, состоящие из трёх, четырёх, пяти и более участков (Середа Н.П., Соловьёв Е.М., Султанов Б.З.). Типовые профили наклонно-направленных скважин, как правило, состоят из набора прямолинейных и криволинейных участков. В практических расчётах упрощённо считаем, что скважина искривлена в одной плоскости, а радиус кривизны на криволинейных участках принимаем постоянным. В диссертации при помощи системы уравнений (2) и (3) решены задачи по определению осевых усилий и крутящих моментов, возникающих в любых поперечных сечениях БК, для шести типовых профилей наклонно-направленных скважин. В качестве примера рассмотрим профиль скважины, состоящей из пяти участков: вертикального длиной I, двух криволинейных с радиусами ¡г и {, и углами а\ и а\, и двух прямолинейных наклонных длиной 1Ъ и £ соответственно (рис.2).

Рис. 2. Расчётная схема колонны при бурении наклонно-направленной скважины

Положив для вертикального и прямолинейных наклонных участков в уравнениях (2) радиус равным бесконечности, а для криволинейных участков, воспользовавшись уравнениями (3), и обозначив через и М, (/ = 1,2,...,5) осевые усилия и крутящие моменты на соответствующих участках, получаем:

dM. „ г ,,

dN2 (,. . \ dM2 nD2k' ,, л£2*' „ . r

+ N2=qR2(k sina2-cosa2), -- +-iV, =-^sina„ a, 6 O,a, ;

da1 da 2 4v3 4v3 '

dN. / • . . .\ n/)2fc* . r„ „ i ...

» sma2-cosa2), ^ ---qsma2, s,e[0,(¡¡; (4)

úff4 aa4 4v, 4v,

dN. / . \ dM. nD2k' . r. r1

—^L = jma0-«wa„), -T"2^ —¡-?«"<*<>. í5 e [0, ¿J.

Граничные условия:

1. Í, =0;JV,(0)=JV0.M,(o) = M0;

2. S¡=l:a2= 0 ЛГ,(/)=ЛГ2(0),М,(/)=М2(0);

3. a2 =а/ ;í3 =0: JV3(0)= ЛГ2(а2'), M3(o) = M2(a2');

4. = /, :a4 = a2': tf3(/3)=/V4(a2*), A/3(/3)= A/4(a2');

5. í5 =0:a4 =a0: Nt{a0)=N,(O), Jl/4(ar0)=Jl/5(o);

6. 5, = L: Nf (i) = -P, M, (i) = -M„ (P, и)

После интегрирования дифференциальных уравнений (4) с учётом их граничных условий, окончательно находим:

í-í + f1)"'^+ *•») (fe,-N,yk'- +Q,(fOsa2-k's+ x (í/na0 - jfriaie"*"^'"-»'J },

(5)

4 +*•> _ (, _ ^í^) j_ - «» «У^ -fsmaj+lp-x

x (l + ~ (í - + |f |t' «n - «и a¡ (l - е Q, sin a0 J.

Здесь: усилие на крюке и осевая нагрузка на долото, М0и МН(Р, п) - вра-

щающий момент на роторе и момент сопротивления вращению долота со стороны забоя; <2У = д! , (¿х , й. =<?/3 , 0, = и = ^ - силы тяжести соответст-

вующих участков БК.

Как видно из соотношений (5), и осевая нагрузка на долото и вращающий момент на роторе зависят от параметров БК, эффективного коэффициента трения, геометрии профиля скважины и физико-механических свойств горной породы.

Используя данную методику, можно произвести оценку осевых усилий и крутящих моментов в любых поперечных сечениях БК и при любом профиле скважины. Кроме того, полученные уравнения могут быть также использованы при оценке усилий в БК в процессе спускоподъёмных операций.

В четвертой главе рассматривается задача о вращении БК в криволинейной скважине. Исследуются крутильные автоколебания как в однородной, так и в неоднородной БК, состоящей из участков БТ и УБТ. Ранее такие исследования были проведены для одноразмерной БК при вертикальном бурении (Симонов В.В., Юнин Е.К.). Как отмечалось выше, при разработке методов прогнозирования эффективности работы породоразрушающего инструмента на забое скважины и выбора оптимальных режимов бурения, как правило, используются эмпирические зависимости, связывающие показатели обработки долот с режимными параметрами, полученные в случае равномерного вращения долота в стендовых условиях без учета механических свойств БК. Развитие крутильных автоколебаний БК, которые приводят к периодической неравномерности вращения долота при его взаимодействии с забоем скважины, могут сильно искажать эти эмпирические зависимости (Григулецкий В.Г., Середа Н.Г., Соловьев Е.М., Симонов В.В., Юнин Е.К. и др.). На рис. 3 представлена типичная картина развития автоколебательного процесса во времени (ЯароИ К.). Эта картина дает прекрасную иллюстрацию о неравномерности вращения (и даже долговременной остановки) породоразрушающего инструмента при автоколебательном процессе. Наилучшими сочетаниями скорости вращения БК и осевой нагрузки на долото, при прочих равных условиях, будут те, которые находятся в зоне равномерного вращения инструмен-

та. Действительно, в этом случае, с одной стороны, паразитные потери энергии, предназначенные именно для разрушения горной породы на забое скважины, сводятся к минимуму, что улучшает как процесс разрушения горной породы, так и повышает срок службы долота в силу отсутствия значительных знакопеременных нагрузок, способствующих усталостному разрушению инструмента. С другой стороны, в этой зоне, поскольку влияние волновых процессов сводится к минимуму, с точки зрения динамики взаимодействия породоразрушающего инструмента с породой, на первый план выступает пара «долото-горная порода», а условия работы здесь, очевидно, будут наиболее приближены к стендовым. А тогда именно, в указанной зоне можно ожидать наибольшего соответствия между результатами стендовой и промысловой отработок долот, выбрать наилучшее сочетание параметров режимов бурения, способствующих оптимизации процесса проводки скважины. Решение

ОИМИМ|

Рис. 3. Типичная картина процесса развития крутильных автоколебаний

этой сложной проблемы начнем с задачи о вращении БК в скважине криволинейного профиля.

Рассмотрим общий случай криволинейной скважины с переменным радиусом кривизны И(в) (рис.4). Имея в виду, что значения скоростей крутильных колебаний по абсолютной величине много больше скоростей продольных колебаний, второе дифференциальное уравнение системы (1) представим в форме

Л/,(Ля,)

Рис.4. Расчетная схема бурильной колонны в криволинейной скважине

5> 4Dkg д? + Б1+с1г

N \ , дф .2д2<р

ят а--\sign— -Л'

дХ) а дз

(6)

Граничные условия:

1.5=0: <р = паг, = =

Начальные условия:

3. г = 0: © =

4£%

к2[р2+а2)

ásina- — иЬ2- 5 I] Бта- — |с&

чЮ ¿1 1*) .

GJn

Здесь: N - осевое усилие в текущем сечении колонны; д - погонный вес колонны; М,{Р,п,) - момент сопротивления вращению долота со стороны забоя скважины; п, - скорость вращения долота; п0 - скорость вращения ротора; Р - осевое усилие, приложенное к долоту со стороны забоя скважины; Ыа - осевое усилие, приложен-

ное к верхнему торцу колонны (усилие на крюке);

дф 1 при дф

дф _ аг _ 6Г

а дф -1 при дф

а"

>0, '<0.

В результате проведенного в диссертации анализа установлено, что задача о вращении БК в криволинейной скважине (6), после ряда преобразований, переходит в следующую

д2Ф = 2 д2Ф д(2 ~ дэ2 '

= Х~■ (7)

01

Граничные условия:

& GJp

М\Р,Па^\-М,(Р,п0)

1.* = 0:Ф = 0, 2.« = /:£^

Начальные условия:

3. / = 0: Ф = 0, 4. г = о: — = о-а

Здесь: Ф = - угловое смещение текущего поперечного сечения колонны относительно его угла поворота при равномерном вращении; X - скорость распространения крутильных возмущений по бурильной колонне.

Итак, исходная задача (6) свелась к задаче (7), которая полностью совпадает с задачей о вращении вертикального стержня при наличии крутильных автоколебаний, проанализированной в работе Е.К. Юнина «Низкочастотные колебания бурильного инструмента». Имея в виду это важное обстоятельство, анализ динамики вращательного движения БК при проводке наклонных скважин будем проводить как при вертикальном бурении.

Применяемые на практике компоновки БК обычно являются многоразмерными, то есть, колонна состоит из набора участков, отличающихся друг от друга своими механическими свойствами. В подобных ситуациях колонну можно уподобить составному стержню, что естественно скажется на протекании в ней волновых процессов. Эту сторону вопроса наиболее подробно рассмотрим на примере двухразмерной БК, включающей участок БТ длиной / с наружным и внутрен-

ним диаметрами D, и dt, и участок УБТ длиной L с наружным и внутренним диаметрами D2 и йг. Текущая глубина скважины Я = l + L в процессе бурения некоторого интервала увеличивается за счет углубления забоя. При этом будем считать, что L = const, а за счет наращивания Я возрастает величина I. В общем случае считаем, что участки составлены из труб, изготовленных из различного материала. Поэтому первому участку соответствует скорость распространения крутильных возмущений Л,, а второму Л,. Расчетная схема для анализа поведения бурильного инструмента представлена на рис.5.

Для заданной расчетной схемы запишем дифференциальные уравнения движения составной БК с граничными и начальными условиями:

а'л

dt2 'Ч St ) ds,2

(8)

Граничные условия:

1. Sj =0 : ф| =n0t,

2. s, =1 \ s2 =0: GXJX

<3ф, ds.

-G2J2P .

as-,

3. Si =/ : s2 = 0: cpj = ф2,

4. S2=L: G2J2P^ = -M„{r,nH).

OS-,

Начальные условия:

5.t = 0: ф,(5;,/ = 0) =

/пЮ. 2 A,,2

Л, ("о У

+ е

fx2(n0)L t М„{Р,п0j)

G*2 J 2р

6.t = 0:,p2{s2,t = 0) = fl{l) + :

_r2 2Яг

«, -

fz2{n0)L . Мн{Р,щ)

V

G,J■>

'2>

С7Э>

О,

я>1(м)

<р2(«2,<)

и

I

«2^2'О

н

»,е[0./]

Я = / + £

52€[0,1]

А а-а ах

Рис. 5. Расчетная схема для анализа поведения составной бурильной колонны

Здесь: ?>,($,,') и <рг{я2,г)- углы поворота текущих поперечных сечений колонны на соответствующих участках; Л^р^ и Л^р) " Диссипативные члены, характеризующие сопротивление вращению БК на соответствующих участках; и„ - скорость вращения верхнего торца колонны; О, а О, - модули сдвига материалов соответствующих участков; 3п и - полярные моменты инерции поперечного сечения колонны на соответствующих участках; Мн(р,пн) - момент сопротивления вра-

щению долота со стороны забоя; Р - осевая нагрузка на долото; п„ =

- ско-

рость вращения долота; в =

Ы&.

(I) - значение угла поворота нижнего торца

верхнего участка колонны.

В результате проведенного анализа задачи (8) найдены условия возникно-

вения крутильных автоколебаний в случае составной БК, состоящей из участков БТ и УБТ:

Я= 1-

М.

Вк

# =

мЛ мЛ

1п

А^ЛМ н + С2

М1

Х^ЛМ и —

«О Мг1-

-к,е**

ч ^

У (9)

Здесь: = (и0) и = /21(и0) - коэффициенты диссипации на соответствующих

участках колонны; А:,

- коэффициент отражения волны крутиль-

ных возмущений на границе раздела двух разнородных участков составной ко-

лонны; М'н =

; ЛЛ/Н = Мн(Р,о)-Ми(Р,пс) - разность между моментом стра-

гивания долота и номинальным моментом на долоте; Н = 1 + 1,- глубина скважины.

Верхнее равенство системы (9) определяет границу разделяющей области устойчивого и неустойчивого режимов вращения составной БК, а нижнее соотношение дает границу долговременной остановки породоразрушающего инструмента на забое скважины.

В случае одноразмерной БК (Я, = X, = Я, = , = 0) ус-

ловия возникновения крутильных автоколебаний (9) принимают вид:

я\М<„ + 0/,

х\м'н -<иР

¿1 И

(10)

ЯЛМН - 03Р п„

Соотношения (10), найденные для частного случая, когда к, = 0, полностью совпадают с результатами исследований Е.К. Юнина, проведенных для однородной БК, однако, другим способом.

Условия (9) позволяют решить задачу о выявлении в области управления режимными параметрами различных зон, связанных с закономерностями вращения бурильного инструмента. Анализ данной задачи проведем с привлечением эмпирической зависимости (Середа Н.Г., Соловьев Е.М.)

Ми=АР„ |1+—

(П)

где А = 0,4а0с102; В = 7,25 - эмпирические постоянные;а0 - эмпирический коэффициент; Р0- осевая нагрузка на долото, Я; диаметр долота, м; <5„ =1-5-l.se"1; пн - скорость вращения долота, с'1,

В результате проведенных исследований получены соотношения, дающие возможность разбить область управления режимными параметрами (Р0,п„) на различные зоны поведения бурильного инструмента:

х2лвх 0

1 -к,е

Ри =

1 -кл

8*Р

ЖН-Ь) М 2Л, 2Л,

р _1~к-е г- I ' \ 2Л, IX,

У (12)

"о =¿0

I 2Я,

2Д,

2^ \ 2Л,

7

Здесь:/1*- осевая нагрузка на долото для случая неустойчивого равномерного вращения; Ръ и Ри - осевые нагрузки, соответствующие верхней и нижней границам автоколебаний; - скорость вращения долота при РН=РЬ.

Очевидно, что и0 = п() соответствует точке пересечения функций Ръ и Ри, определяемые вторым и третьим уравнениями системы (12). Тогда область управ-

ления режимными параметрами (и0 ,Рй) разобьется на несколько зон:

-зона долговременной остановки бурильного инструмента, определяемая неравенством Р0>РЬ;

-зона неравномерного вращения (зона крутильных автоколебаний), определяемая неравенствами Рн <Р0<РЬ и пд<п0. Внутри этой зоны находится кривая Р0 = Р* неустойчивого равномерного вращения БК;

-зона равномерного вращения бурильного инструмента, определяемая неравенствами Ра <РН при щ <«„' и Ра <РЬ при п0 >п0'.

Область управления п0 е е И > ] в координатной плоскости

(п0,Р0) изображена в виде прямоугольника abed (рис.6). На рис.6,б показан характер поведения различных зон. Прямая А, с, есть зависимость Рь (п0), отсекающая треугольник bfic{ (пунктирная штриховка), который является зоной долговременной остановки. Кривая у0 является линией неустойчивого равномерного вращения БК Р"(п0). Кривая а,е2 дает нижнюю границу Рн(и0) зоны крутильных автоколебаьшй, которая ограничена фигурой abte2at (сплошная штриховка), включающей у0. Тогда е, соответствует точке пересечения верхней границы Рь(п0) и кривой Р'(п0); точка е2 соответствует значению п0=щ. Зона, ограниченная фигурой afa^cd является зоной равномерного вращения БК. Данная картина построена для некоторой конкретной глубины (длины) я и параметра \х. По мере изменения этих величин будет изменяться и конфигурация описанных зон. Как видно из рис.6, характер поведения бурильного инструмента в процессе бурения скважины является весьма сложной, сильно отличающейся от процесса бурения в стендовых условиях. Итак, размеры зон неравномерного вращения бурильного инструмента и динамика их изменения по глубине скважины зависят от механических и геометрических характеристик бурильного инструмента, момента сопротивления вращению долота и реологических свойств бурового раствора (параметр |i), что в большой мере влияет на величину и характер сил сопротивления враще-

Рис.6. Различные зоны поведения бурильного инструмента в области управления режимными параметрами

нию колонны в скважине.

Таким образом, чтобы минимизировать вероятность возникновения крутильных автоколебаний бурильного инструмента в зависимости от глубины скважины необходимо так подбирать режимные параметры ?ил, (при неизменных прочих условиях), чтобы процесс бурения велся в зоне равномерного вращения. И тогда, как было указано выше, именно в этой зоне можно ожидать наибольшего повышения эффективности процесса бурения и соответствия между результатами стендовых и промысловых отработок долот, и выбрать наилучшее сочетание параметров режимов бурения.

Теперь рассмотрим эффект влияния неравномерности вращения долота на механическую скорость бурения. Впервые наиболее полно этот вопрос был про-

анализирован в работах Е.К. Юнина. Однако проведённые исследования охватывают не все стороны данного явления.

Пусть в результате автоколебательного режима вращения бурильной колонны устанавливается циклический режим изменения во времени t скорости

2 Н

вращения долота пн (г) с периодом Т0, где Т„=кТ, Т = — - элементарный период,

к- число элементарных периодов за один период крутильных автоколебаний.

Среднее значение механической скорости бурения ус за один период колебаний будет равно

(13)

-'о о

где V, - начальная механическая скорость бурения при совершенно новом (неизношенном) долоте.

Применяя зависимость у(пн,Р„), предложенную Н.Г. Середой и Е.М. Соловьевым

v=И^>.K^ (14)

где ч/(Р0) и ¡3 (согласно экспериментальным данным р е (0,1)) - экспериментальные коэффициенты, равенство (13) представим в виде

где т,(р)Л±[^. (15)

Очевидно, что коэффициент ц(0) показывает, во сколько раз изменилась механическая скорость бурения при работе БК в режиме крутильных автоколебаний за один период Т„.

В результате проведенного анализа показано, что минимальное значение механической скорости бурения можно оценить следующим соотношением

(16)

Как следует из этого равенства, при развитии крутильных автоколебаний механическая скорость бурения уменьшается, причем минимальное её значение может быть оценено соотношением (16). О значительном падении механической

скорости бурения при развитии крутильных автоколебаний говорят и промысловые испытания на Запад-но-Сынатыском месторождении (Хе-гай В.К., Осипов П.Ф, Краснов С.А.). При бурении одной из скважин на глубине 1566 м наблюдались интенсивные автоколебания БК, которые приводили к значительному снижению механической скорости бурения (в

Нагрузка на долото, 10 кН; Механическая скорость, м/ч

Нагрузка на допело, 10 кН; Механическая скорость, м/ч

- Нагрузка на долото •Механическая скорость

3000

— Нагрузка на долото Механическая скорость

Рис.7. Взаимосвязь между колебаниями нагрузки на долото и изменением механической скорости бурения

некоторых случаях более чем в 2 раза (рис.7)). Об этом говорят также данные исследований американского ученого ИароИ К. (рис.8).

Проведенный анализ влияния крутильных автоколебаний БК на механическую скорость бурения позволил выделить из множества циклических изменений вращения долота во времени периодическое движение при котором механическая скорость минимальна. Данный результат важен с точки зрения искажения опытных зависимостей долота, получаемых при равномерном вращении в стендовых условиях, и используемых при оптимизации процесса проводки скважины.

Рис. 8. Влияние режима автоколебаний на эффективность бурения (1 - без автоколебаний; 2 - в режиме автоколебаний)

В пятой главе рассматриваются задачи, связанные с распространением вдоль неоднородной (составной) БК, волнового возмущения при наклонном бурении с учетом кулоновской составляющей силы сопротивления движению, передачей осевой нагрузки на долото на горизонтальном участке скважины. Задача по распространению волнового возмущения вдоль однородной БК рассмотрены в докторской диссертации Е.К. Юнина.

Рассмотрим случай, когда БК эквивалентна составному стержню, состоящему из двух разнородных участков. Нижняя часть колонны включает участок УБТ длиной Ь. Поскольку длина IУБТ намного меньше остальной части колонны, то с целью облегчения последующего анализа пренебрегаем силами сопротивления движению колонны на этом участке, а сам участок рассматриваем как материальную точку массы т (рис. 9). Сила сопротивления движению колонны на остальном участке подчиняется закону Кулона. Колонна прямолинейна, а её ось составляет с вертикалью угол а„. Начало координатной оси поместим на забое скважины. Запишем уравнение осевых перемещений сечений БК без учета

Po sin а»

Рис. 9. Расчетная схема к исследованию продольных колебаний бурильной колонны при наличии УБТ

гравитационных членов, так как специальным приёмом их всегда можно ликвидировать. Положив в первом уравнении системы (1) — = 0 (вращение колонны

81

отсутствует), получим

д2и

ди

д(2 + kgsina0sigrt~ = х

а2«

д2и „„ди

, s б

М .

(17)

Граничные условия: 1.5 = 0 : т-^ = -ЕР— + Ре ¡тах, 2. Нти=0-

J-»<»

Здесь: к - коэффициент трения БК о стенку скважины; g- ускорение свободного падения; х- скорость распространения продольных возмущений вдоль колонны; Е- модуль Юнга; Г - площадь поперечного сечения колонны; Р0 - амплитудное значение возмущающей силы; ю- циклическая частота возмущающей силы;

sign

ди dt _

dt

1, при — >0, at

I n

-I "P" —<o.

ot

Так как рассматривается установившийся колебательный процесс, то начальные условия не потребуются.

Для исследования нелинейной задачи (17) применяется метод механического аналога, который был разработан Е.К. Юн иным в его докторской диссертации. В результате проведенного анализа получены соотношения, которые позволяют найти основные параметры, обуславливающие условия протекания волнового возмущения вдоль неоднородной бурильной колонны и, прежде всего, условия возникновения продольного резонанса. Из механики сплошной среды известно, что состояние резонанса в некотором замкнутом объеме упругой среды возможно только при наличии в нем отраженных волн. В свете сказанного, нас будут интересовать такие параметры, как длина полного затухания волнового возмущения, а также условия развития волнового процесса.

Проведенный анализ показал, что волновое возмущение, распространяющееся вдоль неоднородной наклонной БК, затухает на конечном расстоянии $„ от забоя скважины, которое можно оценить соотношением

1+

V Х°>й ) К $;'/> а0

-1

(18)

где = вес УБТ.

Для случая однородной БК формула (18) принимает вид

яхаРо

-1.

, -• (19)

Как отмечалось выше, этот случай был рассмотрен Е.К. Юниным, а формула (19) была получена другим способом.

Очевидно для развития волнового процесса, необходимо выполнение условия 50 > /, где 1 - длина прямолинейной наклонной скважины. В этом случае от верхнего торца БК будет отражаться динамическое возмущение, пришедшее с забоя, и прямая волна, суммируясь с обратной, при определенном соотношении фаз может вызвать состояние резонанса. Наоборот, если «0 < /, то забойное возмуще-

ние не достигает устья скважины, обратная волна отсутствует и состояние резонанса невозможно.

На рис.10 представлен график зависимости .?0 от т при наличии УБТ, а на рис. 11 - в отсутствии УБТ. Как видно из рис.10, в случае, когда <2*0 (наличие УБТ), максимальное значение х0 достигается при фиксированном значении да = тэ, тогда как при @ = 0 $0 стремитсяк .!■„""' при а>-><я (рис.11).

Рис.10. К анализу границы полного затухания волнового процесса бурильной колонне при наличии УБТ

Рис.11. К анализу границы полного затухания волнового процесса в однородной бурильной колонне

Условие развития продольных колебаний при заданном значении со определяется неравенством

(20)

где D и d— внешний и внутренний диаметры колонны.

В случае приложения силы, меньшей значения, даваемого условием (20) БК будет оставаться в покое.

Волновой процесс при заданном значении Р0 возможен только при выполнении условия

2 EFkgsinan

чР«

л(л2 -d2)

Здесь F = —'—--'-площадь поперечного сечения БК.

Таким образом, получены условия развития продольных резонансных колебаний и соотношение для определения границы полного затухания забойного возмущения при его распространении по БК, состоящей из разнородных участков, при наклонном бурении.

Эффективность разрушения горной породы, как было отмечено выше, во многом зависит от осевой нагрузки на долото. Проблема передачи осевой нагрузки на долото особенно актуальна при горизонтальном бурении. Рассмотрим задачу передачи осевого усилия на горизонтальном участке БК длиной L (рис.12). Вначале обратим внимание на случай не вращающейся БК. В третьей главе диссертации эта задача решена при установившемся режиме бурения, то есть, когда

— = const,—= const, и, в частности, при dcpjdt = 0. dt dt

Решение этой задачи дает

N(s) +kqs, P = NX -kqL, (22)

где к - коэффициент трения БК о стенку скважины, ЛГ, - осевое усилие, приложенное к поперечному сечению в начале горизонтального участка, и которое создается весом расположенной выше частью БК, Р- усилие на долото со стороны забоя, q - погонный вес колонны.

Рис. 12. Расчетная схема горизонтального участка бурильной колонны

Как видно из второй формулы (22), член kqL дает уменьшение силы Р за счет трения на участке длиной L. Очевидно, что как только эти потери превысят значение Nx, то сила на забое будет равна нулю. Наименьшее значение L определяется из равенства Nl - kql - 0. В этом случае распределение усилий в поперечных сечениях, согласно первому соотношению (22), запишется

N{s) = kq{s-L). (23)

Итак, при не вращающейся БК, как только s > L, определяемой равенством L - Njkq, осевая нагрузка на долото будет нулевой.

Рассмотрим теперь случай, когда const, а ~ = л0 (БК вращается с постоянной угловой скоростью) и проанализируем передачу осевого усилия на забой. Для решения этой задачи опять обратимся к первому уравнению системы (1).

ди

В предположении того, что скорость вращения и0 велика, а потому 0.5n0D » —,

пренебрегаем в подкоренном выражении квадратом скорости в осевом направлении. В этом случае задача может быть сформулирована так

Граничные условия: 1.5=0: Я/^—= 2.5=1: к = 0.

д»

Начальные условия: 3.^ = 0: — = 0,

4./= 0: ЕР— -кд(з-1).

&

Граничное условие 1 говорит о том, что усилие лг, = ЩЬ даёт в начальный момент процесса нулевое значение забойного усилия Р; граничное условие 2 показывает, что разрушение забоя крайне незначительно, а потому изменением его положения в осевом направлении 0« можно пренебречь. Начальные же условия 3 и 4 говорят о том, что колонна находилась в покое, а распределение осевых усилий подчинялось закону (23). Конечно, вид уравнения (24) говорит о том, что в момент времени / = 0 все сечения колонны вращаются с одинаковыми скоростями «о. Однако этот факт не учтён в условиях 3 и 4, поскольку сильно затруднил бы исследование сформулированной задачи, не оказав при этом никакого принципиального влияния на конечные выводы.

В результате решения задачи (24) получено уравнение для определения осевой нагрузки на долото в динамическом режиме бурения

Как видно из (25), с течением времени второй член в квадратной скобке стремится к нулю. Следовательно, с течением времени усилие полностью передаётся на забой.

Таким образом, при вращении БК передача осевой нагрузки на долото особой проблемы не представляет (при этом теоретически длина Ь горизонтального участка может быть сколь угодно большой, но конечно, в разумных пределах).

С учётом второго равенства (22) соотношение (25) можно переписать в следующем виде

(25)

Р(/)=лг, -к(0<2,

(26)

где () = цЬ - вес горизонтального участка колонны.

Сравнивая её со второй зависимостью (22) нетрудно видеть, что в этом случае коэффициент трения не является постоянной величиной, а его вид легко определяется из (25)

Следовательно, при вращении БК коэффициент трения уменьшается от максимально возможного значения до нуля.

В шестой главе рассматриваются перспективные направления по исследованию динамики бурильного инструмента при проводке глубоких и наклонно-направленных скважин как для решения проблем предотвращения вибраций и повышения эффективности разрушения горных пород, так и для решения ряда задач по распространению волновых возмущений в БК конечных размеров, находящейся в прямолинейной наклонной скважине.

Рассмотрим возможность предотвращения низкочастотных продольных колебаний с помощью специальной компоновки БК при проводке вертикальных скважин. Для решения задачи запишем уравнение, описывающее поведение произвольного поперечного сечения бурильной колонны, в случае изменения его площади в зависимости от текущей координаты (рис. 13).

В этом случае дифференциальное уравнение движения БК запишется в форме

где F (s) - площадь текущего поперечного сечения колонны, F'(s)~—, х - скоси

рость распространения продольных возмущений по длине БК, g - ускорение свободного падения.

(27)

(28)

Рассмотрим случай, когда площадь её поперечного сечения F(s) изменяется по закону

F{s) = F0e*,

где F0 = F(s = 0), a g = const- некоторая постоянная величина. С учётом (29) уравнение (28) перепишем в виде д2и 2(д2и ,ди)

Граничные условия:

1. 5 = 0: ^ = 0,

&

ди

2.л=£: ЕР, — = -Р1-Р^то/,

&

где Р1 - постоянная составляющая силы, а Ра- амплитуда гармонической составляющей с круговой частотой а. Верхний торец стержня считаем свободным. Решая задачу (30) методом разделения переменных и проведя исследование на продольный резонанс, окончательно получаем:

N(s+hs,t)

(29)

(30)

Рис. 13. Расчетная схема бурильной колонны

Р, In

1 =

7{FL-Fa)

F° „-Р -15XT(FL-F0) --, n И, --,

• '15*. F, п<п , и = —

nzL F„

Здесь у- удельный вес материала колонны, г - число колебаний за один оборот-долота. Неравенство п < п устанавливает граничное значение скорости вращения долота, ниже которой резонанс не возникает. Соотношения (31) позволяют дать оценку множества значений скорости вращения долота, при которых возможность возникновения интенсивных продольных колебаний минимальна. На рис.15 изображена принципиальная схема компоновки нижней части БК, позволяющей реализовать условия (31). БТ и УБТ соединены посредством специального узла, который передает момент от нижней части, возникающий в процессе бурения, но позволяет свободно перемещаться в осевом направлении УБТ. При этом, очевидно, осевая нагрузка на долото Р, будет равна весу УБТ длиной ¿площадь которой описывается зависимостью

*е[0,£]. (32)

Рис. 15. Принципиальная схема компоновки нижней части бурильной колонны

Таким образом, проведенные исследования показывают, что имеется принципиальная возможность минимизации низкочастотных продольных колебаний посредством специальной компоновки, включающей УБТ с переменным сечением. Поэтому необходимо проводить дальнейшие исследования проблемы наилучшего выбора нижней части бурильной колонны с точки зрения эволюции формы поперечного сечения по длине бурильной колонны.

Обычно, при исследовании колебаний длинных стержней (в нашем случае стержнем является БК), волновое уравнение берётся в виде

д2и „ ди гЪ2и

p-+2/,aT*V (33)

Зададимся следующим вопросом: чему должен быть равен коэффициент /л, чтобы данное уравнение описывало волновой процесс при наличии силы сопротивления движению БК в скважине, подчиняющейся закону трения Кулона? Для ответа на этот вопрос, в диссертации, анализируются продольные колебания БК в заданной выше постановке. В результате, получено соотношение, связывающее коэффициент диссипации ц с коэффициентом трения к, в виде

М- Д , (34)

•ídKH

где s0граница полного затухания волнового возмущения, а„- угол 2kg sin а0

наклона оси скважины к вертикали, А0 и а> - амплитуда и круговая частота возмущения, g-ускорение свободного падения, i - текущая координата поперечного сечения колонны.

Следовательно, в данном случае волновое уравнение (33) принимает вид

dt2 s0(a0)-sdt X ds2' * '

Это уравнение - линейное, но описывает закон распространения волны при кулоновском трении. Как следует из (34), в данном случае коэффициент диссипации // зависит от частоты забойных возмущений »(поскольку от неё зависит параметр s0(a0) (см.34), что замечалось и в экспериментах (Антона Ф.А., Мирзоев Д.А., Юнин Е.К.). Здесь важно отметить, что если при изучении установившихся колебаний БК, по длине которой действует кулоновская сила трения, заменить уравнение с диссипативным членом kgsina0 на уравнение (35), то решение можно представить в аналитическом виде. В диссертации дается полное решение такой задачи для бурильной колонны конечных размеров, находящейся в наклонной скважине. Окончательное решение этой задачи представлено в виде

«(s,í)=(í0-j)|C/(5)jsin

(36)

где = -у/б,2+ ()22(ь\) - модуль комплексной функции = ¿У^я),

и <22(5) - функции только переменной з, ] = -Гл- мнимая единица.

В заключении необходимо отметить, что оценка погрешности полученного решения изложенным методом для стержня конечных размеров требует проведения дальнейших исследований, поскольку изыскания как теоретического, так и экспериментального характера в данном направлении будут способствовать решению проблемы предотвращения резонансных явлений при бурении наклонно-направленных скважин.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенного исследования разработаны математические модели поведения бурильной колонны при проводке наклонно-направленных скважин с учетом динамических процессов, сопровождающих бурение. Полученные уравнения описывают состояние бурильной колонны как при роторном способе, так и при проводке скважины с применением забойных двигателей.

2. Проведенный анализ, полученных в диссертации математических моделей в случае установившегося режима равномерного вращения бурильной колонны, позволил получить соотношения для оценки осевой нагрузки на долото и вращающего момента на роторе для типовых профилей наклонно-направленных скважин. Полученные уравнения могут бьггь использованы при оценке усилий в бурильной колонне, возникающих как в процессе бурения, так и в процессе спус-коподъемных операций, что способствует уточнению результатов прочностных расчетов бурильной колонны.

3. Анализ математической модели вращения бурильной колонны, состоящей из участков бурильных труб и утяжеленных бурильных труб, позволил найти условия возникновения крутильных автоколебаний бурильной колонны в вертикальной скважине и условия долговременной остановки долота на забое. Полученные соотношения, связывающие значения режимных параметров (осевая нагрузка на долото - скорость вращения бурильной колонны) и механические характеристики бурильной колонны, позволили для текущей глубины скважины

определить границы в области управления различных зон поведения инструмента: зону крутильных (а следовательно и продольных) автоколебаний, зону долговременной остановки долота на забое и зону равномерного вращения бурильной колонны. Выявление указанных зон способствует более грамотному подходу в выборе значений режимных параметров при решении задач оптимизации процесса бурения.

4. Проведенный анализ влияния крутильных автоколебаний бурильной колонны на механическую скорость бурения позволил выделить из множества циклических изменений вращения долота во времени периодическое движение, при котором (при неизменных прочих условиях, как-то промывка, осевая нагрузка и т.д.) механическая скорость минимальна. Данный результат важен с точки зрения искажения опытных зависимостей, полученных при равномерном вращении долота в стендовых условиях, и используемых при оптимизации процесса проводки скважин.

5. Определены критические значения параметров забойных возмущений (амплитуда и частота) в зависимости от механических свойств бурильной колонны, при превышении которых по бурильной колонне, находящейся в наклонной скважине, распространяется от забоя волновое возмущение (в случае меньших значений, чем критические, волновое возмущение отсутствует). Получены зависимости для определения границы полного затухания забойного возмущения при его распространении по бурильной колонне. В результате принятия участка утяжеленных бурильных труб в виде точечной массы, присоединенной к нижнему торцу участка бурильных труб, найдены соотношения для построения зон возможного возникновения резонанса бурильной колонны, имеющие более простую структуру, чем найденные ранее другими исследователями.

6. Разработана математическая модель передачи осевой нагрузки на долото на горизонтальном участке скважин. Проведенный анализ показал, что при вращении бурильной колонны осевая нагрузка на долото передается практически без потерь из-за сил трения между бурильной колонной и стенками скважины на горизонтальном участке.

7. Проведенные исследования позволили определить ряд задач с точки зрения дальнейших направлений исследований динамики бурильного инструмента при проводке скважин на нефть и газ, конечной целью которых является совершенствование методов отработки породоразрушающего инструмента как с точки зрения его эффективности, так и с точки зрения долговечности бурильного инструмента.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА

Монографии

1. Юнин Е.К., Рубановский В.Н., Хегай В.К. Волновые процессы при наклонно-направленном бурении. - Ухта: Ухтинский государственный технический университет, 2002. - 60с.

2. Юнин Е.К., Хегай В.К. Динамика глубокого бурения. - М.: Недра, 2004. - 286с. Научные статьи и тезисы докладов

3. Хегай В.К. К вопросу исследования поперечной устойчивости движения долота с бурильной колонной // Актуальные проблемы геологии нефти и газа: Матер. 2-й региональной науч.-практ. конф,- Ухта: УИИ, 1999. - С.197-201.

4. Хегай В.К. Математическая модель бурильной колонны при проводке искривлённых скважин // Техноэкогеофизика - новые технологии извлечения минерально-сырьевых ресурсов в XXI веке: Матер. 1-й Всероссийской геофизической конф.-ярмарки / Ухтинский государственный технический университет -Ухта, 2002. -С.246-250.

5. Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследования нагруженности бурильной колонны при наклонно-направленном бурении // Техноэкогеофизика - новые технологии извлечения минерально-сырьевых ресурсов в XXI веке: Матер. 1-й Всероссийской геофизической конф.-ярмарки / Ухтинский государственный технический университет - Ухта, 2002. - С. 250-254.

6. Хегай В.К., Попов A.C., Юнин Е.К. Исследования вьшужденных колебаний системы с сухим трением // Экология и безопасность жизнедеятельности в XXI веке: Матер, науч.-практ. конф. / Ухтинский государственный технический университет - Ухта, 2002. - С. 38-39.

7. Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследования динамики бурильной колонны при проводке наклонных скважин // Механика и процессы управления. Тр. XXXII Уральского семинара/УрО РАН. - Екатеринбург, 2002. - С. 184-195.

8. Мишенко Р.Н., Юхнин М.И., Хегай В.К. Исследования крутильных колебаний бурильной колонны // Севергеоэкотех - 2003. Межрегиональная молодёжная научная конференция / Ухтинский государственный технический университет -Ухта,2003. -С. 216-218.

9. Хегай В.К. Математическая модель бурильной колонны при наклонно-напрвленном бурении // Изв. вузов. Нефть и газ. - 2003. - №3. - С.22-26.

Ю.Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследования крутильных колебаний бурильной колонны при наклонно-направленном бурении // Сб. науч. трудов: Матер, науч.-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет - Ухта, 2003.-С. 88-93.

11.Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследования нагруженности бурильной колонны при глубоком бурении // Сб. науч. трудов: Матер, науч.-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет - Ухта, 2003. - С. 93-100.

12.Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследования нагруженности бурильной колонны при наклонно-направленном бурении // Изв. вузов. Нефть и газ. - 2003. - №2. -С.32-38.

13.Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследования продольных колебаний бурильной колонны при наклонно-направленном бурении // Сб. науч. трудов: Матер, науч.-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет - Ухта, 2003.-С. 83-88.

14.Хегай В.К., Юнин Е.К. К вопросу минимизации низкочастотных продольных колебаний бурильной колонны // Наука и технологии. Серия «Итоги диссерта-

ционных исследований». Тр. XXIII Российской школы / УрО РАН. - М: 2003. -С. 165-174.

15.Хегай В.К., Юнин Е.К. К вопросу устойчивости вращения бурильной колонны, состоящей из разнородных участков // XXIII Российская школа по проблемам науки и технологии. Краткие сообщения / УрО РАН. - Екатеринбург: 2003. - С. 98-104.

16.Хегай В.К., Юнин Е.К. К проблеме устойчивости вращения составной бурильной колонны при проводке вертикальных скважин // Наука и технологии. Серия «Итоги диссертационных исследований». Тр. XXIII Российской школы / УрО РАН. - М: 2003. - С. 153-165.

17.Хегай В.К., Юнин Е.К. Об устойчивости движения бурильной колонны при проводке вертикальных скважин // Сб. науч. трудов: Матер, науч.-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет - Ухта, 2003. - С. 168169.

18.Хегай В.К., Юнин Е.К. О динамике бурильной колонны при проводке наклонно-направленных скважин // Большая нефть: Реалии, проблемы, перспективы. Нефть и газ Европейского Северо-востока. Матер. Всероссийской конференции / Ухтинский государственный технический университет - Ухта, 2003. - С. 264-268.

19.Хегай В.К., Юнин Е.К. О минимизации низкочастотных продольных колебаний посредством специальной компоновки бурильной колонны // XXIII Российская школа по проблемам науки и технологии. Краткие сообщения / УрО РАН. - Екатеринбург: 2003. - С. 93-98.

20.Юнин Е.К., Хегай В.К. К проблеме низкочастотных продольных колебаний бурильной колонны // Изв. вузов. Нефть и газ. - 2003. - №4. - С.32-40.

21.Юнин Е.К., Хегай В.К. К проблеме предотвращения продольных низкочастотных продольных колебаний при бурении вертикальных скважин// Большая нефть и газ Европейского Северо-Востока. Матер. Всероссийской конференции /Ухтинский государственный технический университет -Ухта, 2003. - С. 262-264.

22.Юнин Е.К., Хегай В.К. Элементы механики бурения наклонно-направленных скважин // Введение в механику глубокого бурения: Учеб. пособие. - Ухта 2003.-гл.5. - С.105-117.

23.Хегай В.К. Задача о вращении бурильной колонны (БК) в скважине криволинейного профиля // Тез. докл. П1 Всероссийского совещ. семин. зав. кафедрами теорет. мех. вузов Российской Федерации. - Пермь, 2004. - С. 142-146.

24.Хегай В.К. Исследования осевой нагрузки при наклонно-направленном бурении // Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России. Матер. XIV Всероссийского геологического съезда Республики Коми / Коми научный центр УрО РАН. - Сыктывкар, 2004. - С. 223-225.

25.Хегай В.К. К вопросу определения вращающего момента на роторе при наклонно-направленном бурении И Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России. Матер. XIV Всероссийского геологического съезда Республики Коми / Коми научный центр УрО РАН. - Сыктывкар, 2004. -С. 225-227.

26.Хешй В.К. Нагруженность бурильной колонны при наклонно-направленном бурении // Технологии, оборудов. для горной и нефтегаз. пром-ти: Сб. докл. П Международной научно-техн. конф. / Уральская гос. горно-геологич. академия - Екатеринбург, 2004. - С. 131-135.

27.Хегай В.К. О крутильных колебаниях бурильной колонны при проводке искривлённых скважин // Сбор. науч. тр.: Матер, науч-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет. - Ухта, 2004. - С. 171-172.

28.Хегай В.К. О нагруженности долота при наклонно-направленном бурении // XXIV Российская школа по проблемам науки и технологии, посвящённой 80-летию со дня рождения академика В.П. Макеева / УрО РАН. - Екатеринбург, 2004.-С. 405-410.

29.Хегай В.К. О продольных колебаниях колонны при проводке искривлённых скважин // Сбор. науч. тр.: Матер, науч-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет. - Ухта, 2004. - С. 169-171.

30.Хегай В.К., Осипов П.Ф., Краснов С.А. Анализ продольных колебаний бурильной колонны по данным станций геолого-технологических исследований / Стр-во нефт. и газ. скважин на суше и на море. - 2004. - №8 - С. 10-11.

31.Хегай В.К., Юнин Е.К. К проблеме передачи осевой нагрузки на долото при горизонтальном бурении // XXVII Губкинские чтения. Нефтегазовая геологическая наука - XXI век. - М., 2004. - С. 275-276.

32.Хегай В.К. Исследование вращающего момента на роторе при наклонном бурении // Сбор. науч. тр.: Матер, науч-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет. - Ухта, 2005. - С. 128-131.

33.Хегай В.К. К вопросу определения осевой нагрузки при наклонно-направленном бурении // Сбор. науч. тр.: Матер, науч-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет. - Ухта, 2005. - С. 291-293.

34.Хегай В.К. О нагруженности долота при наклонно-направленном бурении // Сбор. науч. тр.: Матер, науч-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет. - Ухта, 2005. - С. 131-134.

35.Хегай В.К., Юнин Е.К. Математическая модель бурильной колонны при квазистатическом режиме бурения // Сбор. науч. тр.: Матер, науч-техн. конф. / Ухтинский государственный технический университет - Ухта, 2005. - С. 134-137.

36.Хегай В.К., Юнин Е.К., Осипов П.Ф. К вопросу определения вращающего момента на роторе при наклонно-направленном бурении // Сбор. науч. тр.: Матер, науч-техн. конф./ Ухтинский государственный технический университет. - Ухта, 2005. - С. 294-296.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просьба присылать по адресу: 169300, г.Ухта, Республика Коми, ул. Первомайская, 13, Ухтинский государственный технический университет, ученому секретарю диссертационного совета.

Соискатель

Подписано к печати 20.09.2005 г. Формат бумаги 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 2,60

Тираж 150 экз. Заказ № 193 Ухтинский государственный технический университет. 169300, г. Ухта, ул. Первомайская, 13. Отдел оперативной полиграфии УГТУ.

169300, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13. Лицензия ПД № 00578 от 25 мая 2000 г.

РЫБ Русский фонд

»2142* 2006-4

21912

Содержание диссертации, доктора технических наук, Хегай, Валерий Константинович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ В ИСКРИВЛЕННОЙ СКВАЖНЕ.

2.1. Основные положения и допущения, принимаемые при составлении математической модели бурильной колонны в искривленной скважине.

2.2. Вывод основных уравнений состояния бурильной колонны.

2.3. Частные случаи уравнений состояния бурильной колонны.

Выводы.

3. АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ (КВАЗИСТАТИЧЕСКОМ) РЕЖИМЕ БУРЕНИЯ.

3.1. Основные уравнения, описывающие состояние бурильной колонны в искривленной скважине при установившемся режиме бурения.

3.2. Постановка и решение задачи по изучению состояния бурильной колонны в искривленной скважине.

3.3. Осевая нагрузка на долото, и момент потребный на вращение колонны при наклонно-направленном бурении.

3.3.1. Нагруженность колонны при бурении скважины по первому профилю.

3.3.2. Нагруженность колонны при бурении скважины по второму профилю.

3.3.3. Нагруженность колонны при бурении скважины по третьему профилю.

3.3.4. Нагруженность колонны при бурении скважины по четвертому профилю.

3.3.5. Нагруженность колонны при бурении скважины по пятому профилю.

3.4. Осевая нагрузка на долото при невращающейся бурильной колонне (бурение скважины с применением забойных двигателей).

Выводы.

4. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ УСТОЙЧИВОСТИ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ В ПРОЦЕССЕ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНОЙ ПОРОДЫ.

4.1. О проблеме устойчивости вращения бурильной колонны в процессе разрушения горной породы.

4.2. Задача о вращении бурильной колонны в скважине криволинейного профиля.

4.3. Разбиение области управления режимными параметрами на различные зоны поведения бурильного инструмента.

4.4. Условие развития крутильных автоколебаний бурильной колонны, состоящей из двух разнородных участков.

4.5. Граница области долговременной остановки бурильного инструмента в случае двухразмерной компоновки бурильной колонны

4.6. Разбиение области управления режимными параметрами на различные зоны поведения составной бурильной колонны.

4.7. Влияние крутильных автоколебаний на механическую скорость бурения.

Выводы.

5. ДИНАМИКА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ В УСЛОВИЯХ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ.

5.1. Условие возникновения продольных колебаний в однородной бурильной колонне.

5.2. Оценка области возникновения продольного резонанса в неоднородной (составной) бурильной колонне.

5.3. Поведение бурильной колонны на горизонтальном участке скважины в свете проблемы передачи осевой нагрузки на долото.

Выводы.

6. О НЕКОТОРЫХ ПРОБЛЕМАХ ДИНАМИКИ БУРИЛЬНОЙ

КОЛОННЫ.

6.1. Проблема предотвращения низкочастотных продольных колебаний посредством специальной компоновки бурильной колонны

6.2. Проблемы исследования волновых процессов внутри области продольного резонанса методом механического аналога.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Управление динамикой бурильной колонны в направленных скважинах"

Для обеспечения растущей потребности и прироста добычи запасов нефти и газа необходимо постоянное наращивание объемов буровых работ. Для этого следует направить усилия как на освоение новых нефтяных и газовых месторождений, так и на интенсификацию разработки эксплуатируемых месторождений, повышение нефтеотдачи пластов. При этом в буровой практике прослеживается тенденция расширения доли глубокого и наклонно-направленного бурения. В этой связи исследования процесса бурения глубоких и наклонно-направленных скважин приобретают большое теоретическое и практическое значение.

Бурение нефтяных и газовых скважин является весьма дорогостоящим процессом. При этом углубление забоя скважины представляет собой одну из основных составляющих этого процесса. Повышение эффективности процесса бурения глубоких и наклонно-направленных скважин в условиях, когда исследователь не имеет непосредственного доступа к забою, во многом определяется широтой и глубиной теоретических и экспериментальных исследований.

При глубоком бурении между долотом, разрушающим горную породу на забое, и источником энергии, расположенным на дневной поверхности, имеется бурильная колонна большой протяженности при малом её поперечном сечении, что во многом определяет динамику работы долота [17, 27, 82, 192]. И хотя опыт бурения достаточно велик и исчисляется многими десятилетиями и миллионами метров пробуренных скважин, вопросы, связанные с влиянием бурильной колонны на эффективность разрушения горных пород, стали привлекать внимание инженеров и ученых сравнительно недавно. Основной причиной обращения к этим вопросам послужило частое несоответствие оптимальных параметров режимов бурения, получаемых из математических моделей для целей оптимизации процесса проводки скважин, реальному положению вещей, поскольку в эти модели вводятся эмпирические зависимости, определяемые на лабораторных установках.

При разработке методов прогнозирования эффективности работы породоразрушающего инструмента на забое скважины и выбора оптимальных режимов бурения, как правило, используются эмпирические зависимости, связывающие показатели отработки долот с режимными параметрами, но которые не учитывают механические свойства бурильной колонны. Подобный подход породил немалое количество зависимостей, довольно часто не согласующихся друг с другом, Примеры противоречивости зависимостей, предложенных разными авторами, можно привести в довольно большом количестве. Отмеченные факты, при прочих равных условиях, имеют место, поскольку не учитывается взаимное влияние долота и колонны друг на друга при разрушении породы на забое. Рассмотрение процесса работы породоразрушающего инструмента в отрыве от бурильной колонны может привести к ложной трактовке результатов исследований закономерностей процесса бурения нефтяных и газовых скважин со всеми вытекающими последствиями для теории и практики этой области техники. Кроме того, весьма важной проблемой является определение ограничений, которые необходимо налагать на области применения зависимостей, используемых для целей прогноза эффективности разрушения горных пород и оптимизации режимов бурения, что будет способствовать наиболее эффективному применению этих зависимостей.

При разрушении горных пород шарошечными долотами в бурильной колонне возникают колебания, которые в самом общем случае можно разделить на два вида — высокочастотные и низкочастотные [131,141,181,192 и др.]. Высокочастотные колебания органически присущи вращательному способу бурения, поскольку разрушение породы происходит путем периодического воздействия на нее зубцов долота. Низкочастотные колебания имеют гораздо более сложную природу возникновения [181, 192 и др.].

Многочисленными промысловыми наблюдениями установлено весьма негативное влияние низкочастотных колебаний как на долговечность бурильного инструмента, так и на эффективность разрушения горных пород.

Это обстоятельство явилось причиной появления различного рода наддолотных амортизаторов. Однако такие устройства, являясь узкополосными механическими фильтрами, не в состоянии эффективно гасить колебания с широким спектром частот, возбуждаемых в бурильной колонне, которая представляет собой механическую систему с распределенными параметрами. Амортизаторы изменяют амплитудно-частотную характеристику бурильной колонны, при этом происходит сдвиг резонансных зон, но не ликвидируют полностью условия возникновения низкочастотных колебаний. И как показывает опыт, применение амортизаторов не всегда является эффективным, а в ряде случаев - даже вредным [8,45,51,54, 66, 73, 88, 110, 111, 131, 176, 177, 180, 185, 198, 201, 202]. Также следует отметить, что пока еще применяемые виброзащитные средства при их высокой стоимости не обладают столь же высокой надежностью и долговечностью.

В то же самое время, если соответствующим образом подобрать сочетания режимных параметров (скорость вращения инструмента — осевая нагрузка на долото), то бурильная колонна, помимо своего основного назначения, возлагает на себя и роль амортизатора, а потому можно обойтись и без специальных гасителей колебаний.

Актуальность вышеобозначенных проблем особенно возрастает в связи с увеличением объемов бурения в труднодоступных районах страны в условиях ограниченного количества трудовых и материальных ресурсов. В этих условиях наиболее эффективным и доступным средством для дальнейшего снижения стоимости буровых работ и повышения производительности труда при бурении является освоение теории и практики управления работой бурильной колонны при проводке глубоких вертикальных и наклонно-направленных скважин.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Разработка теории по управлению динамикой бурильной колонны, связанной с повышением эффективности процесса бурения глубоких и наклонно-направленных скважин, путем минимизации крутильных и продольных низкочастотных колебаний бурильного инструмента.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ

Разработка математических моделей, описывающих динамику бурильной колонны при ее одновременном вращательном и осевом перемещениях при бурении наклонных и горизонтальных скважин, и их анализ на предмет специфики протекания волновых процессов в условиях наклонно-направленного бурения. г

Создание математической модели вращения бурильной колонны, включающей участки бурильных труб (БТ) и утяжеленных бурильных труб (УБТ), с последующим ее анализом для определения условий развития колебательных процессов и равномерного вращения.

Уточнение границ разбиения области изменения режимных параметров на различные зоны поведения бурильного инструмента: зону автоколебаний, зону равномерного вращения с целью более грамотного выбора режимных параметров, а также выявления границ применимости эмпирических зависимостей отработки долот, полученных при их испытаниях в стендовых условиях.

Выявление новых методов, как для решения проблем подавления вибраций и повышения эффективности разрушения горных пород при глубоком бурении, так и для решения ряда задач, связанных с динамикой бурильного инструмента при проводке наклонных скважин.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Впервые получены уравнения, описывающие поведения бурильной колонны в наклонно-направленной скважине при ее одновременном вращательном и осевом перемещениях с учетом динамических процессов, сопровождающих бурение скважины, что позволило: выявить соотношения для оценки осевой нагрузки на долото и вращающего момента на роторе в режиме равномерного вращения бурильной колонны в зависимости от физико-механических характеристик системы «бурильная колонна - долото — забой» и профиля скважины; определить критические значения параметров забойных возмущений (амплитуда и частота) в зависимости от механических свойств бурильной колонны, расположенной в наклонной скважине, при превышении которых вдоль колонны от забоя распространяются волновые возмущения, что дало возможность уточнить длину пробега данного возмущения до его полного затухания как при однородной бурильной колонне, так и при наличии участка УБТ.

2. Впервые для бурильной колонны, состоящей из участков бурильных труб и УБТ, установлены условия возникновения крутильных автоколебаний в процессе взаимодействия породоразрушающего инструмента с забоем, а так же условия, при которых возможна долговременная остановка долота на забое, что позволило уточнить границы зон автоколебаний, долговременной остановки и равномерного вращения бурильного инструмента, на которые разбивается область управления режимными параметрами «осевая нагрузка на долото - скорость вращения бурильной колонны».

3. При установившемся режиме крутильных автоколебаний бурильной колонны определена закономерность периодического изменения скорости вращения породоразрушающего инструмента, при котором механическая скорость бурения (при неизменных прочих параметрах, как - то осевая нагрузка на долото, промывка и т.п.) - минимальна.

4. Разработаны математические модели и показана принципиальная возможность: предотвращения низкочастотных продольных колебаний посредством специальной компоновки бурильной колонны, нижняя часть которой представляет собой участок переменного поперечного сечения; выявления условий продольного резонанса бурильного инструмента при наклонно-направленном бурении.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Математические модели, описывающие динамические процессы, протекающие в бурильной колонне, находящейся в наклонно-направленной скважине, при ее одновременном вращательном и осевом перемещениях.

2. Условия развития крутильных автоколебаний, выраженные в виде зависимостей, связывающих механические характеристики бурильной колонны, состоящей из участков БТ и УБТ, и режимные параметры (осевая нагрузка на долото - скорость вращения бурильной колонны), а также силу сопротивления вращению бурильной колонны.

3. Условия долговременной остановки долота на забое скважины, выраженные в виде зависимостей, связывающих механические характеристики бурильной колонны, состоящей из участков БТ и УБТ, и режимные параметры (осевая нагрузка - скорость вращения БК), а также силу сопротивления вращению бурильной колонны.

4. Математические модели, описывающие состояние бурильной колонны, находящейся в наклонно-направленной скважине, при установившемся режиме бурения, позволяющие определить осевые усилия и крутящие моменты в любых поперечных сечениях бурильной колонны, в зависимости от физико-механических характеристик системы «бурильная колонна — долото - забой» и профиля скважины.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ПОЛЕЗНОСТЬ РАБОТЫ

1. Установленная взаимосвязь между механическими характеристиками бурильной колонны и режимными параметрами, опасными с точки зрения развития автоколебаний, позволяет: при проектировании режимов бурения выбирать сочетания компоновок бурильной колонны, осевых нагрузок и скоростей вращения, при которых возникновение автоколебательного режима в процессе бурения скважины сводится к минимуму и, тем самым, энергия, идущая на поддержание колебательного процесса, идет на разрушение горной породы. С другой стороны, отсутствие интенсивных вибраций благотворно сказывается на работе бурильного инструмента, продлевая срок его службы; выбирать режимы бурения в зонах равномерного вращения, что способствует как уточнению прогноза результатов отработки долот, так и созданию математических моделей углубления забоя, основанных на промысловых данных бурения нефтяных и газовых скважин; оперативно управлять динамикой бурильной колонны в процессе проводки скважины на нефть и газ.

2. Разработанные математические модели динамики бурильной колонны при бурении наклонно-направленных скважин позволяют получить информацию о усилиях, возникающих в бурильной колонне по её длине, что способствует уточнению прочностных расчетов, а также оценить осевую нагрузку на долото и крутящий момент, потребный для вращения бурильной колонны, в зависимости от профиля скважины.

3. Результаты исследований диссертации подтверждены промысловыми наблюдениями (экспериментами) при бурении скважины на Западно-Сынатыском месторождении, докладывались на Международных, Всероссийских и региональных научно-технических конференциях, совещаниях и семинарах по проблемам глубокого и наклонно-направленного бурения скважин на нефть и газ.

Диссертация изложена на 339 страницах, в том числе иллюстраций - 67, таблиц - 2, приложений - 2.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные научные положения диссертации и ее отдельные разделы были доложены и обсуждены на:

• П-ой региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы геологии нефти и газа», Ухта, 1999г.;

• 1-ой Всероссийской геофизической конференции-ярмарке «Техноэкогеофизика — новые технологии извлечения минерально — сырьевых ресурсов в XXI веке», Ухта, 2002г.;

• XXXII Уральском семинаре по механике и процессам управления, Миасс, Челябинской области, 2002г.;

• XXIII Российской школе по проблемам науки и технологии «Итоги диссертационных исследований» Миасс, Челябинской области, 2003г.;

• Всероссийской конференции «Большая нефть: реалии, проблемы, перспективы. Нефть и газ Европейского Северо-Востока», Ухта, 2003г.;

• научно-технических конференциях преподавателей и научных сотрудников Ухтинского государственного технического университета, Ухта, 2000-2005 г.г.;

• Межрегиональной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2003», Ухта, 2002-2005г.г.;

• П-ой Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека», Екатеринбург, 2004 г.;

• XXIV Российской школе по проблемам науки и технологий, посвященной 80-летию со дня рождения академика В.П. Манеева, Екатеринбург, 2004 г.;

• XIV геологическом съезде Республики Коми «Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России, Сыктывкар, 2004 г.;

• III-ем Всероссийском совещании-семинаре заведующих кафедрами теоретической механики вузов Российской Федерации, Пермь, 2004 г.;

• Всероссийской конференции «XVII Губкинские чтения «Нефтегазовая геологическая наука-XXI век», Москва, 2004г.;

• расширенном научном семинаре кафедры бурения Ухтинского государственного технического университета, Ухта, 2005 г.

Заключение Диссертация по теме "Технология бурения и освоения скважин", Хегай, Валерий Константинович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В результате проведенного исследования разработаны математические модели поведения бурильной колонны при проводке наклонно-направленных скважин с учетом динамических процессов, сопровождающих бурение. Полученные уравнения описывают состояние бурильной колонны как при роторном способе, так и при проводке скважины с применением забойных двигателей.

2. Проведенный анализ, полученных в диссертации математических моделей в случае установившегося режима равномерного вращения бурильной колонны, позволил получить соотношения для оценки осевой нагрузки на долото и вращающего момента на роторе для типовых профилей наклонно-направленных скважин. Полученные уравнения могут быть использованы при оценке усилий в бурильной колонне, возникающих как в процессе бурения, так и в процессе спуско-подъемйых операций, что способствует уточнению результатов прочностных расчетов бурильной колонны.

3. Анализ математической модели вращения бурильной колонны, состоящей из участков бурильных труб и утяжеленных бурильных труб, позволил найти условия возникновения крутильных автоколебаний бурильной колонны в вертикальной скважине и условия долговременной остановки долота на забое. Полученные соотношения, связывающие значения режимных параметров «осевая нагрузка на долото - скорость вращения бурильной колонны» и механические характеристики бурильной колонны, позволили для текущей глубины скважины определить границы в области управления различных зон поведения инструмента: зону крутильных (а следовательно и продольных) автоколебаний, зону долговременной остановки долота на забое и зону равномерного вращения бурильной колонны. Выявление указанных зон способствует более грамотному подходу в выборе значений режимных параметров при решении задач оптимизации процесса бурения.

4. Проведенный анализ влияния крутильных автоколебаний бурильной колонны на механическую скорость бурения позволил выделить из множества циклических изменений вращения долота во времени периодическое движение при котором (при неизменных прочих условиях, как-то промывка, осевая нагрузка и т.д.) механическая скорость минимальна. Данный результат важен с точки зрения искажения опытных зависимостей, полученных при равномерном вращении долота в стендовых условиях, и используемых при оптимизации процесса проводки скважин.

5. Определены критические значения параметров забойных возмущений (амплитуда и частота) в зависимости от механических свойств бурильной колонны, при превышении которых по бурильной колонне, находящейся в наклонной скважине, распространяется от забоя волновое возмущение (в случае меньших значений, чем критические, волновое возмущение отсутствует). Получены зависимости для определения границы полного затухания забойного возмущения при его распространении по бурильной колонне. В результате принятия участка утяжеленных бурильных труб в виде точечной массы, присоединенной к нижнему торцу участка бурильных труб, найдены соотношения для построения зон возможного возникновения резонанса бурильной колонны, имеющие более простую структуру, чем найденные ранее другими исследователями.

6. Разработана математическая модель передачи осевой нагрузки на долото на горизонтальном участке скважин. Проведенный анализ показал, что при вращении бурильной колонны осевая нагрузка на долото передается практически без потерь из-за сил трения между бурильной колонной и стенками скважины на горизонтальном участке.

7. Проведенные исследования позволили определить ряд задач с точки зрения дальнейших направлений исследований динамики бурильного инструмента при проводке скважин на нефть и газ, конечной целью которых является совершенствование методов отработки породоразрушающего инструмента, как с точки зрения его эффективности, так и с точки зрения долговечности бурильного инструмента: сформулирована проблема и разработана математическая модель механизма предотвращения продольных колебаний посредством специальной компоновки бурильной колонны. На основании созданной модели рассмотрен пример одного из вариантов реализации данного подхода к предотвращению низкочастотных продольных вибраций, который показал принципиальную возможность создания подобных специальных компоновок бурильной колонны; рассмотрена проблема распространения волновых возмущений в бурильной колонне конечных размеров, эквивалентной однородному стержню, находящейся в прямолинейной наклонной скважине. Проанализирована возможность применения метода механического аналога к выявлению условий резонанса в этом случае. Дальнейшие исследования в данном направлении будут способствовать решению проблемы резонанса при бурении наклонно-направленных скважин.

8. Корректность направления исследований, представленных в настоящей диссертации, подтверждается экспериментальными данными как зарубежных, так и отечественных исследователей (Rapold К., Garret W.R, Shawer G.L., Daring D.W., Radzimovsky E.J., Пехньо М.И., Цыхан А.И., Бойко В.Г. Копылов В.Е., Мальковский Н.А., Ткаченко В.И., Александров А.А., Шашков А.Н., Залкин C.JL, Липский В.А., Шебылкин В.Г. и др.).

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Хегай, Валерий Константинович, Ухта

1. Аксенов В.Е. Исследование работы долот с герметизированной маслона-полненной опорой. - Дис. . канд. тех. наук. -М., 1978.-196с.

2. Александров М.М. Взаимодействие колонны труб со стенками скважины. -М.: Недра, 1982.-144с.

3. Ангона Ф.А. Затухание колебаний в колонне буровых труб и его значение для метода бурения с поверхностным вибратором // Тр. американского общества инженеров механиков. - 1965. - Вып.2. - М.: Мир.1. С. 25-30.

4. Армянинов Г.Ф. К вопросу исследования крутящих моментов и кинематики шарошечных долот. Дис. . канд. техн. наук. - М., 1996.- 165с.

5. Армянинов Г.Ф., Кулябин Г.А. Влияние резонансных явлений в бурильной колонне на работу долота // Технология бурения скважин в Западной Сибири. Тюмень, 1976. - Вып.54. - С. 5-13.

6. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Наука, 1965. - 560с.

7. Балицкий П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. — М.: Недра, 1975.-293с.

8. Балицкий П.В. Исследование взаимодействия бурильной колонны с забоем при бурении вертикальных скважин шарошечными долотами с забойными двигателями: Дис. д-ра техн. наук. М., 1970. - 683с.

9. Балицкий П.В. Исследования критических и резонансных частот вращения шарошечных долот// Нефтяное хозяйство.-1980.- № 12. С.15-17.

10. Бевзюк Ф.Г. Исследование влияния виброгасителя различной жесткости на гашение вибраций бурильной колонны // Науч. труды / Укр.НИИ нефт. промышленности. 1976. - Вып. 17. - С.54-58.

11. Бентриу А. Выбор и совершенствование методики оптимизации режима бурения: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1989. 17с.

12. Бидерман B.JI. Прикладная теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1972. -416с.

13. Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Ассимтотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Недра, 1974. - 504с.

14. Бойко В.Г., Копылов В.Е. Бурение с амортизатором в Тюменской области // Бурение. 1969. - № 3. - С. 5-7.

15. Бредбери Р., Уилхойт Д. Влияние замковых соединений на распространение продольных и крутильных волн в буровых трубах // Конструирование и технология машиностроения. 1963.- № 2. С. 20-25.

16. Бревдо Г.Д. Методика проектирования углубления забоя // Разрушение горных пород при бурении скважин. Докл. третьей Всесоюз. науч. — техн. конф. Уфа: Миннефтепром, 1982, т.2. - С. 162-165.

17. Бреслав Б.М. Метод физического моделирования для исследования динамических процессов в буровых установках //Изв. вузов. Нефть и газ. -1968.-№12.-С. 89-92.

18. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Физ-матгиз, 1964. - 608с.

19. Бурение скважин с использованием наддолотных многоступенчатых виброгасителей/ М.С. Габдрахимов, А.С. Галеев, Б.З. Султанов и др.// Нефт. хоз-во. 1990. - №4. С. 12-15.

20. Варсобин Ю.Е., Карненко В.А., Посташ С.А., Юнин Е.К. К вопросу о частоте крутильных автоколебаний бурового инструмента в процессе бурения. -М., 1979. 8с. Рус. - Деп. в ВИНИТИ, 12.07.1979, № 2522-78.

21. Васильев Ю.С., Никитин Ю.Ю. К вопросу использования энергии продольных колебаний долот при бурении скважины // PC. Бурение газовых и газоконденсатных скважин. 1976. - №1. - С. 13-17.

22. Васильев Ю.С., Никитин Ю.Ю. Регулирование динамической нагрузки на долото// Бурение. 1974. - № 9. - С. 12-14.

23. Васильев Ю.С., Рогоцкий Г.В. Метод исследования и разработки динамически согласованных компоновок бурильного инструмента и режимов бурения// Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. 1981. - Вып. 52. - С. 65-71.

24. Векерик В.И., Мойсишин В.М. Определение динамической составляющей осевой нагрузки на долото по данным колебаний верхней части бурильной колонны //Изв. вузов. Нефть и газ. — 1986, № 4. С.22-26.

25. Величкович А.С., Величкович С.В. Забойный амортизатор с оболочен-ным упругим элементом //Химическое и нефтяное машиностроение. — 1994. № 8. - С. 10-11.

26. Владиславлев B.C. Разрушение пород при бурении скважин. М.: Гос-топтехиздат, 1958. -241с.

27. Влияние продольных колебаний долота на работу турбобура/ Васильев Ю.С., Скобло В.З., Зможин Ю.С. и др. //Изв. вузов. Нефть и газ. 1985. -№7.-С. 19-23.

28. Вопияков В.А., Посташ С.А., Колесников П.И. Возникновение автоколебаний бурильной колонны критерий износа шарошечных долот. - Бурение, 1974, № 8. - С.23-25.

29. Ворожбитов М.И., Анализ взаимодействия долота с забоем скважины по данным записи вибрации// Нефтяное хозяйство. 1972. - № 4. - С.29-33.

30. Выскребцов В.Г., Варсобин Ю.Е. Анализ работы шарошечных долот по форме вершин кернов большого диаметра//Нефтяное хозяйство. 1975. -№ 6. -С.41-44.

31. Вудс Г., Лубинский А. Искривление скважин при бурении. М.: Гостоп-техиздат, I960. - 162с.

32. Габдрахимов М.С. Влияние амортизатора крутильных колебаний, устанавливаемого над турбобуром, на механическую скорость бурения // Машины и оборуд. для бурения и эксплуатации нефт. и газ. скважин. Уфа: Изд-во УНИ, 1982. - С. 18-22.

33. Габдрахимов М.С. Влияние демпфера продольных колебаний на показатели турбобура //Современные проблемы буровой и нефтепромыслововой механики: Сб. науч. тр. Уфа, 1986. - С. 90 - 91.

34. Габдрахимов М.С., Султанов Б.З. Динамические гасители колебаний бурильного инструмента// Обзор, информ./ ВНИИОЭНГ. Сер. Стр-во нефт. и газ. скважин на суше и на море. М., 1991. - 60с.

35. Галеев А.С., Султанов Б.З., Габдрахимов М.С. Дальность распространения продольных колебаний по бурильной колонне при сухом трении //Изв. вузов. Нефть и газ. 1986. -№11.- С.22-25.

36. Галеев А.С. Разработка теоретических основ снижения потерь осевой нагрузки на долото при бурении горизонтальных скважин: Автореф. дис. .док. техн. наук. Уфа, 2000. - 48с.

37. Ганджумян Р.А. Экспериментальное исследование продольных колебаний штыревых шарошечных долот в стендовых условиях //Машины и нефтяное оборудование. 1970. - № 6. - С.6-10.

38. Гаррет У.Р. Влияние скважинного амортизатора ударов на эксплуатационные характеристики долот и бурильных труб. НТС Нефтепромысловое дело. М.: ВНИИОЭНГ, 1963. - № 4. - С. 16-21.

39. Гаррет У.Р. Снижение затрат на бурение с помощью амортизатора, размещаемого вблизи от забоя. Бурение, 1963. - № 7. - С.37-39.

40. Грачев Ю.В., Варламов В.П. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. -М.: Недра, 1968. 328с.

41. Григулецкий В.Г. Оптимальное управление при бурении скважин. — М.: Недра, 1988.-229с.

42. Гулизаде М.П., Ильясов А.Г., Рустамов Н.Ш., Бунятов Р.Б. Исследование сил сопротивления на экспериментальной установке, имитирующей наклонную скважину //Изв. вузов. Нефть и газ.-1972.- №4.-С.21-25.

43. Гулизаде М.П., Ильясов А.Г., Рустамов Н.Ш., Бунятов Р.Б. Исследование сил сопротивления на экспериментальной установке, имитирующей наклонную скважину. Нефть и газ, 1972. - № 4. С.21-25.

44. Гуреев И.Л. Исследование механизма разрушения горных пород по размерам частиц бурового шлама //Новые пути получения технологической информации с забоя скважины при бурении: Сб. науч. тр. Тюмень, 1974. -вып.39. — С.176-190.

45. Гуреев И.Л., Лукьянов Э.Е., Мазур В.И., Ахв В.А. Влияние волновых процессов в бурильной колонне на показатели проводки скважин. — Тр. Тюмен. индустр. инс-т. 1976. - Вып. 54. - С.14-19.

46. Гусман М.Т., Никитин Г.М., Шумилов В.П.Задачи совершенствования опор качения турбобуров. В кн.: Материалы I Всесоюз. конф. по динамике и прочности нефтепромыслового оборудования. - Баку: АзИНЕФ-ТЕХИМ, 1974. - С. 136 -139.

47. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. — М.: Наука, 1977.-224с.

48. Железняков Ф.И. Оценка стойкости опор шарошечных долот //Нефт. хоз-во.-1977.-№5.-С. 11-14.

49. Забойный прибор для записи вибрации низа бурильной колонны /Тимофеев Н.С., Ворожбитов М.И., Бергштейн О.Ю. и др.// Нефтяное хозяйство. 1970. - № 1. - С. 11 - 14.

50. Заикина О.А. Оценка осевой нагрузки по спектру колебаний промывочной жидкости //Современные проблемы буровой и нефтепромысловой механики. Сб. науч. тр. Уфа, 1992. - С. 12-15.

51. Иоаннесян Р.А. Новое направление развития техники турбинного бурения //Нефтяное хозяйство. 1977.-№ 1. - С. 10-13.

52. Исаченко Л.Е. Теоретические исследования динамики работы долота с турбобурами разных конструкций //Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. 1977. - Вып. 42. - С.47-56.

53. Кадиров Н.Б., Мирзоев Г.Г. Исследование продольных колебаний колонны бурильных труб с учетом сил сопротивления //Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1973. - № 7. - С.24-26.

54. Кадиров Н.Б., Садыхов Т.А., Мирзоев Г.Г. К вопросу продольных колебаний вала турбобура //Азербайджанское нефтяное хозяйство. 1976. - № 1.-С.23-26.

55. Кайданов Э.П., Никитин Ю.Ю. Основные аспекты изучения и использования энергии колебаний бурильного инструмента //Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. 1980. - Вып.50. - С.40-48.

56. Кайданов Э.П. О волновом разделении бурильной колонны //Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. 1981. - Вып.52. - С.36-43.

57. Калинин А.Г., Григорян Н.А., Султанов Б.З. Бурение наклонных скважин. М.: Недра, 1990. - 348с.

58. К вопросу применения виброгасителей при бурении твердых пород /З.Г. Керимов, Г.Н. Джалил Заде, М.А. Садыхов и др. - Ученые записки АзИНЕФТЕХИМа.- Баку: АзИНЕФТЕХИМ, 1973.- № 4.-С.28-32.

59. Керимов З.Г. Динамика нефтепромыслового оборудования //Материалы I Всесоюз. конф. по динамике и прочности нефтепромыслового оборудования. Баку: АзИНЕФТЕХИМ, 1974. - С.3-14.

60. Керимов З.Г. Динамические гасители бурильной колонны. -М.: Недра, 1971.-168с.

61. Керимов З.Г. Динамические расчеты бурильной колонны. М.: Недра, 1970.-155с.

62. Керимов З.Г., Копылов В.Е. Исследование гашения виброгасителем колебаний бурильной колонны// Изв. вузов. Нефть и газ. — 1971. № 4. — С. 21-24.

63. Керимов З.Г., Садыхов М.А. Исследования продольных колебаний бурильных труб при бурении //Изв. вузов. Нефть и газ. 1971. - №9. — С.ЗЗ -36.

64. Колебания стержневых систем с амортизатором //Васильев Ю.С., Кайда-нов Э.П., Мушников А.В. и др. //Науч. труды /ВНИИ буровой техники. — 1978. Вып. 41. - С.150-155.

65. Колесников Н.А., Бицута В.К., Федоров B.C. Определение максимальной динамической нагрузки на долото //Изв. вузов. Нефть и газ. 1964. - № 10.-С. 28-32.

66. Кольцов О.П., Осипов В.В. Экспериментальные исследования продольных колебаний бурильной колонны //Науч. труды / Краснодар НИПИ-нефть. 1972. - Вып.З. - С.36-46.

67. Копылов В.Е. Бурение? . Интересно! -М.: Недра, 1981. 160с.

68. Копылов В.Е. Проблемы гашения вибраций бурильных труб //Технология бурения нефтяных и газовых скважин: Сб. науч. тр. Тюмень, 1972.-Вып. 13.-С. 9-15.

69. Копылов В.Е., Файн Г.М., Герман О.И. Виброуправляемые компоновки низа бурильной колонны труб из алюминиевых сплавов с увеличенной толщиной стенки //Машины и нефтяное оборудование. 1982. - №5. -С.14-16.

70. Копылов В.Е., Чистяков А.Ю., Мухин Э.М. Вибрации при алмазном бурении. М.: Недра, 1967. - 128с.

71. Кошляков Н.С. Глинер Э.Б., Смирнов М.М. Уравнения в частных производных математической физики. М.: Высшая школа, 1970. — 712с.

72. Кулябин Г.А., Бочарников В.Ф. Определение длины секции сжатой части бурильной колонны при турбинном бурении //Изв. вузов. Нефть и газ. — 1979. -№ 8.-С. 15-18.

73. Кулябин Г.А. К определению динамической нагрузки на долото в упруго-пластичных породах //Технология бурения нефтяных и газовых скважин: Сб. науч. тр. Тюмень, 1972. - Вып.13. — С.33-37.

74. Кулябин Г.А., Копылов В.Е. Измерения в скважине крутильных колебаний бурильного инструмента //Изв. вузов. Нефть и газ. — 1970. №6. — С.33-36.

75. Леонов Е.Г., Исаков В.И. Гидромеханика в бурении. М.: Недра, 1987. -304с.

76. Лукьянов Э.Е. Исследование скважин в процессе бурения. М.: Недра, 1979.-248с.

77. Лурье Л.И. Крутильные колебания бурильной колонны. Дис. . канд. техн. наук. - Пермь, 1976. - 143с.

78. Любарский А.П., Ефимов В.Д. Исследования динамических усилий, возникающих при вращении шарошечного долота //Машины и нефтяное оборудование. 1977. - № 10. - С.29-31.

79. Магнус К. Колебания. М.: Мир, 1982. - 304с.

80. Максименко М.Е., Симонов В.В, Юнин Е.К. Низкочастотный резонанс бурильной колонны в вертикальной скважине и способ его устранения /Гос. акад. нефти и газа. М., 1993. - 43с. - Деп. в ВИНИТИ 02.08.93, № 2189.

81. Мальковский Н.А., Ткаченко В.И, Александров А.А. Влияние скорости вращения на показатели работы долот в роторном бурении. Бурение, 1978. -№3.-C.3-5.

82. Меджидов Г.Н. Повышение эффективности процесса бурения скважин с учетом закономерностей разрушения горных пород в усложненных условиях: Дис. .канд. техн. наук. Баку, 1999.

83. Мельников В.И. О влиянии динамики бурильной колонны на энергетический баланс шарошечного долота. — В кн.: Материалы третьей отраслевой конф. молодых специалистов Мин-ва нефт. пром. М.: Миннефтепром, 1973.- С. 22-37.

84. Меркин Д.Р. Введение в теорию устойчивости движения. М.: Наука, 1971.-312с.

85. Мирзаджанзаде А.Х., Керимов З.Г., Копейкис М.Г. Теория колебаний в нефтепромысловом деле. Баку: Маариф, 1976. - 363с.

86. Мирзоев Д.А. Исследование колебаний гибких цилиндрических стержней в жидкости //Изв. вузов. Нефть и газ. 1972. -№4. — С. 103-106.

87. Мищенко Р.Н., Юхнин М.И., Хегай В.К. Исследование крутильных колебаний бурильной колонны //Севергеоэкотех-2003. Межрегиональная молодежная научная конференция (19-21 марта 2003г.)/ Ухтинский гос. тех. ун-т. Ухта, 2003. - С.216-218.

88. Муллагалиев Р.Т. Определение сил сопротивления при бурении наклонно-направленных скважин. Бурение, 1971. - №12. - С.8-11.

89. Мухин Е.М., Копылов В.Е. О динамике взаимодействия долота с неде-формируемым забоем //Технология бурения нефтяных и газовых скважин: Сб. науч. тр. Тюмень, 1972. - Вып. 13. - С.57-61.

90. Мухин Е.М., Копылов В.Е. О форме поперечных колебаний бурильных труб, связанной с упругим основанием //Нефть и газ Тюмени. -Тюмень, 1969. -Вып.2. С.25-29.

91. Некрасов A.M. О динамической составляющей осевой нагрузки при работе долот различных конструкций //Нефтяное хозяйство. 1976. - №4. — С.21-25.

92. Никитин Ю.Ю Исследование особенностей технологии бурения скважин с регулированием динамической нагрузки на долото: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1975. - 21с.

93. Никитин Ю.Ю., Рогачев O.K. Перспективы оптимизации режима бурения скважин составными спецкомпоновками в объединении «Татнефть» //Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. 1981. - Вып. 52. - С.44-54.

94. Норин В.Н., Лурье Л.И. Крутильные колебания системы турбобур-колонна бурильных труб. -М.: ВНИИ буровой техники, 1975. 8с. (Деп. во ВНИИОЭНГ 01.04.75, №181).

95. Огородников П.И., Плисак В.Ф., Огородников Г.Н., Борисевич Б. Некоторые результаты исследования работы виброзащитных устройств //Изв. вузов. Нефть и газ. 1977. - №3. - С. 15-16.

96. Огородников П.И., Реймерс Н.А. Вибросостояние бурильной колонны в процессе углубления скважины /Ивано-Франк. ин-т нефти и газа. Ивано-Франковск, 1986. - 11с. - Деп. в УкрНИИНТИ 14.07.86, № 1717.

97. Огородников П.И., Сурнин JI.C. Влияние компоновки низа бурильной колонны на углубление скважины //Тез. докл. IV Всесоюз. науч.-техн. конф. «Разрушение горных пород при бурении скважин», 9-11 сентября 1986г. Уфа, 1986. - С. 204 - 206.

98. Огородников П.И. Управление углублением забоя скважины на базе изучения динамических процессов в бурильной колонне: Дис. .д-ра техн. наук. -М., 1991.- 421с.

99. Осипов П.Ф. Использование зависимости проходки долота за один оборот от осевой нагрузки для оптимизации режима бурения в промысловых условиях //РНТС ВНИИОЭНГ, Сер. Бурение. 1974. -№11.

100. Осипов П.Ф., Скрябин Г.Ф. Оптимизация режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами. Ярославль: Медиум-пресс, 2001. -240с.

101. Пановко Я.Г. Введение в теория механических колебаний. М.: Наука, 1980. - 270с.

102. Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977.-224с.

103. Пашков А.Н. Метод исследования изнашивания и разрушения опоры шарошечных долот. Дис. канд. техн. наук. — М., 1968. - 126с.

104. Пехнью М.И., Цыхан А.И. Бурение нефтяных и газовых скважин с применением наддолотных амортизаторов. Киев: Наукова думка, 1971. - 123с.

105. Пицик P.JI., Борисевич Б.Д., Векерик В.И. Экспериментальное исследование особенностей работы шарошечного долота при износе его вооружения //Изв. вузов. Нефть и газ. 1988. - №8. - С.21-24.

106. ПЗ.Погарский А.А., Автоматизация процесса бурения глубоких скважин. — М.: Недра, 1972. -216с.

107. Погарский А.А., Чефранов К.А., Шишкин О.П. Оптимизация процессов глубокого бурения. М.: Недра, 1981. - 296с.

108. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования. — М.: Наука, 1989.

109. Потапов Ю.Ф, Симонов В.В. Разрушение горных пород трехшарошеч-ными долотами малого диаметра. М.: Гостоптехиздат, 1961. - 87с.

110. Работа бурильной колонны в скважине /Султанов Б.З., Ишемгужин Е.И., Шаммасов Н.Х. и др./ М.: Недра, 1973. 216 с.

111. Регулирование динамической нагрузки на долото при бурении скважин в Чернушинском УБР / Князев И.К., Каплун В.А, Богомазов JI.B. и др. // Бурение. 1979. - №8. - С.8-10.

112. Результаты бурения скважин с применением составной бурильной колонны/ Бикчурин Т.Н., Васильев Ю.С., Гельфгат Я.А. и др// Бурение. — 1977.-№3.-С. 38-41.

113. Результаты испытаний волнового отражателя /Мельников В.И, Живов-цев Н.А., Левченко А.Т. и др. //Бурение. 1973. - №1. - С. 7-11.

114. Результаты промысловых исследований специальных компоновок бурильной колонны в объединении Саратовнефтегаз/ Васильев Ю.С., Гордеев Ю.П., Курочкин Ю.С. и др. //Бурение. 1979. - №3. - С. 18-20.

115. Рогоцкий Г.В. Исследование динамики взаимодействия в системе горная порода бурильный инструмент //Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. - 1981.-Вып. 52. -С.55-64.

116. Рукавицын В.Н. Контроль забойных параметров в процессе бурения скважин //Обз. инф. ВНИИОЭНГ. Автоматизация и телемеханизация нефт. пром-ти. -1987.-№7/15. С.1-42.

117. Санников Р.Х., Мавлютов М.Р. Вынужденные продольные колебания бурильного инструмента и динамическая нагрузка на долото //Изв. вузов. Нефть и газ. 1972. -№3. - С.25-30.

118. Санников Р.Х., Мавлютов М.Р. Вынужденные продольные колебания бурильного инструмента и динамическая нагрузка на долото и талевый канат//Изв. вузов. Нефть и газ. -1973.-№2. С.35-40.

119. Санников Р.Х., Мавлютов М.Р., Канбекова Р.В. Вынужденные продольные колебания бурильного инструмента с учетом хрупкого разрушения забоя //Изв. вузов. Нефть и газ. 1980. -№12.- С. 15-20.

120. Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин.- М.: Недра, 1988.-360с.

121. Симонов В.В., Выскребцов В.Г. Работа шарошечных долот и их совершенствование. М.: Недра, 1975. - 240с.

122. Симонов В.В., Палащенко Ю.А., Юнин Е.К. Разрушение горных пород шарошечными долотами. М.: ВИНИТИ, 1977. - С.5-52.- (Итоги науки и техники. Сер. «Разраб. Нефт. и газ. месторожд.», т.9).

123. Симонов В.В., Юнин Е.К. Влияние колебательных процессов на работу бурильного инструмента. М.: Недра, 1977. - 217с.

124. Симонов В.В, Юнин Е.К. Волновые процессы в бурильной колонне. -М.: Моск. ин-т нефтехимической и газ. пром-ти им. И.М. Губкина, 1979. -112с.

125. Симонянц JLE. Разрушение горных пород и рациональная характеристика двигателей для бурения . М.: Недра, 1966. - 227с.

126. Симонянц С.JI. Аналитическое исследование устойчивости работы турбобура // Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. — 1977. Вып. 42.-С.97 -104.

127. Симонянц С.Л. О влиянии динамической нагрузки на колебания частоты вращения вала турбобура //Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. -1980.-Вып. 50. С.49-54.

128. Скобло В.В., Власов И.А., Пальмов В.Л. Экспериментальные исследования работы наддолотного амортизатора в процессе бурения скважины //Науч. труды/ ВНИИ буровой техники. -1989. -Вып.67.- С.37-46.

129. Скобло В.З. Исследование низкочастотных продольных колебаний бурильного инструмента и разработка методов их использования для повышения эффективности турбинного бурения: Дис. . канд. техн. наук. — М., 1986.-178с.

130. Смирнов В.И. Курс высшей математики. Т.2: Учебник. — 21-е изд. — М.: Наука, 1974. 656с.

131. Спивак А.И., Попов А.Н. Разрушение горных пород при бурении скважин. -М.: Недра, 1994. 261с.

132. Султанов Б.З., Габдрахимов М.С., Галеев А.С. Влияние наддолотного виброгасителя на ресурс электробура// Современные проблемы буровой и нефтепромысловой механики: Сб. науч. тр. Уфа, 1986. - С.185- 190.

133. Султанов Б.З., Габдрахимов М.С., Сафуллин P.P., Галеев А.С. Техника управления динамикой бурильного инструмента.- М.: Недра, 1997. — 165с.

134. Султанов Б.З. Управление устойчивостью и динамикой бурильной колонны. -М.: Недра, 1991. 208 с.

135. Сумбатов А.С., Юнин Е.К. Очерки о трении. — М.: Вычислительный центр РАН, 2000. 139с.

136. Сурнин Л.С. Повышение эффективности применения амортизаторов в бурении скважин на базе исследования волновых процессов в бурильной колонне: Дис. канд. техн. наук. Ивано-Франковск, 1987. - 189с.

137. Техника управления динамикой бурильного инструмента при проводке глубоких скважин /Султанов Б.З., Габдрахимов М.С., Сафиуллин P.P., Галлеев А.С. М.: Недра, 1999. - 164с.

138. Технология бурения глубоких скважин: Учебное пособие для вузов/ Мавлютов М.Р., Алексеев JI.A., Вдовин К.И. и др. Под общ. Ред. проф. М.Р. Мавлютова. М.: Недра, 1982. - 287с.

139. Тимофеев Н.С., Ворожбитов М.И., Дранкер Г.И. Особенности работы турбобура в компоновке с амортизатором// Бурение. 1971. - №10. - С. 35.

140. Управление динамикой бурильной колонны: Учебное пособие/ Копылов

141. B.Е., Черемных А.Г., Шлык. Ю.К. и др.- Тюмень: ТГУ, 1985.- 119с.

142. Устройство для исследования процесса трения между горной породой и бурильными трубами/ Юнин Е.К., Аксенов В.Е., Симонов В.В. и др. — А.С. 1432219 СССР. БИ № 39, 1988.

143. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. -М.: Наука, 1970. 544с.

144. Хегай В.К. Задача о вращении бурильной колонны (БК) в скважине криволинейного профиля //Тез. докл. III Всерос. совещ. семин. зав. кафедрами теорет. мех. вузов Российской Федерации, июнь 2004. - Пермь, 2004. - С.142-146.

145. Хегай В.К. Исследование вращающего момента на роторе при наклонном бурении //Сбор. Науч. тр.: Матер. Науч. техн. конф. (20-23 апр. 2005)/ Ухтинский гос. техн. ун-т. - Ухта, 2005. - С. 128 - 131.

146. Хегай В.К. К вопросу исследования поперечной устойчивости движения долота с бурильной колонной // Актуальные проблемы геологии нефти и газа: Матер. II региональной науч.- практич. конф. Ухта: УИИ, 1999. —1. C. 197-201.

147. Хегай В.К. К вопросу определения осевой нагрузки при наклонно-направленном бурении// Сбор. Науч. тр.: Матер. Науч. техн. конф. (2023 апр. 2005)/ Ухтинский гос. техн ун-т. - Ухта, 2005. - с.291-293.

148. Хегай В.К. Математическая модель бурильной колонны при наклонно-направленном бурении //Изв. вузов. Нефть и газ.- 2003.-№3 С.22-26.

149. Хегай В.К. О крутильных колебаниях бурильной колонны при проводке искривленных скважин // Сбор. науч. тр.: Матер, науч.-техн. конф. (15-17 апр. 2003)/ Ухтинский гос.тех.ун-т.-Ухта, 2004. С. 171-172.

150. Хегай В.К. О нагруженности долта при наклоннонаправленном бурении// Сбор. Науч. тр.: Матер. Науч. техн. конф. (20-23 апр.2005)/ Ухтинский гос.техн. ун-т. — Ухта, 2005. - С.131-134.

151. Хегай В.К. О продольных колебаниях колонны при проводке искривленных скважин //Сбор. науч. тр. Матер, науч.- техн. конф. (15-17 апр. 2003)/ Ухтинский гос. тех. ун-т. Ухта, 2004. - С. 169-171.

152. Хегай В.К., Осипов П.Ф., Краснов С.А. Анализ продольных колебаний бурильной колонны по данным станций геолого-технологических исследований //Строительство нефт. и газ. скважин на суше и на море. — 2004. -№8.-С.10-11.

153. Хегай В.К., Попов А.С., Юнин Е.К. Исследование вынужденных колебаний системы с сухим трением // Экология и безопасность жизнедеятельности в XXI веке: матер, науч.-практ. Конф. (20-22 февраля 2002)/Ухтинский гос. тех. ун-т. Ухта, 2002 - С.38 - 39.

154. Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследование динамики бурильной колонны при проводке наклонных скважин //Механика и процессы управления. Тр. XXXII Уральского семинара /УрО РАН. Екатеринбург, 2002. - С. 184 -195.

155. Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследование крутильных колебаний бурильной колонны при наклонно-направленном бурении // Сб. науч. трудов: Матер, науч.- тех. конф.(15-16 апреля 2002г.)/ Ухтинский гос. тех. ун-т. — Ухта,2003.-С. 88-93.

156. Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследование нагруженности бурильной колонны при глубоком бурении //Сб. науч. трудов: Матер, науч.-тех.конф. (1516 апреля 2002г.)/ Ухтинский гос. тех. ун-т. Ухта, 2003. - С. 93-100.

157. Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследование нагруженности бурильной колонны при наклонно-направленном бурении //Изв. вузов. Нефть и газ. 2003. -№2.-С. 32-38.

158. Хегай В.К., Юнин Е.К. Исследование продольных колебаний бурильной колонны при наклонно-направленном бурении //Сб. науч. трудов: Матер, науч.-тех. конф. (15-16 апреля 2002г.) /Ухтинский гос. тех. ун-т. — Ухта, 2003. -С.83-88.

159. Хегай В.К., Юнин Е.К. К вопросу минимизации низкочастотных продольных колебаний бурильной колонны //Наука и технологии. Серия «Итоги диссертационных исследований». Тр. XXIII Российской школы /УрО РАН. -М. 2003. - С.165-174.

160. Хегай В.К., Юнин Е.К. К вопросу устойчивости вращения бурильной колонны, состоящей из разнородных участков// XXIII Российская школа по проблемам науки и технологии. Краткие сообщения/ УрО РАН. — Екатеринбург, 2003. С. 98-104.

161. Хегай В.К., Юнин Е.К. К проблеме передачи осевой нагрузки на долото при горизонтальном бурении // XVII Губкинские чтения. Нефтегазовая геологическая наука XXI век (9-10 декабря 2004)/ РГУНГ им. И.М. Губкина. - М., 2004. - С.275-276.

162. Хегай В.К., Юнин Е.К. К проблеме устойчивости вращения составной бурильной колонны при проводке вертикальных скважин //Наука и технологии. Серия. Итоги диссертационных исследований. Тр. XXIII Российской школы/ УрО РАН. М.: 2003. - С. 153-165.

163. Хегай В.К., Юнин Е.К. Математическая модель бурильной колонны при квазистатическом режиме бурения //Сбор. Науч. тр.: Матер. Науч. техн. конф. (20-23 апр. 2005)/Ухтинский гос. тех. ун-т.-Ухта, 2005. - С.134-137.

164. Хегай В.К, Юнин Е.К. Об устойчивости движения бурильной колонны при проводке вертикальных скважин //Изв. вузов. Нефть и газ. 2004. -№3.-С. 38-43.

165. Хегай В.К., Юнин Е.К. О минимизации низкочастотных продольных колебаний посредством специальной компоновки бурильной колонны // XXIII Российская школа по проблемам науки и технологии. Краткие сообщения / УрО РАН. Екатеринбург, 2003. - С. 93-98.

166. Хегай В.К., Юнин Е.К., Осипов П.Ф. К вопросу определения вращающего момента на роторе при наклонно-направленном бурении// Сбор, на-уч.тр.: Матер, науч.-техн. конф. (20-23 апр. 2005)/ Ухтинский гос. техн. ун-т. Ухта, 2005. - С.294 - 296.

167. Шлык Ю.К., Мавлютов М.Р., Санников Р.Х. Механико-гидравлический канал связи с забоем при турбинном бурении скважин. Тюмень: Изд-во «Вектор Бук», 1999. - 199с.

168. Экспериментальное исследование вибрации низа бурильной колонны в бурящейся скважине / Н.С. Тимофеев, М.И. Ворожбитов, О.Ю. Берг-штейн и др. Тр. / Всесоюз. н.- и. ин-т. буровой техники. - 1971, вып. 28. -С.75-80.

169. Эйгелес P.M., Стрекалова Р.В., Комлягина Н.Н. Влияние отраженных волн на эффективность разрушения горных пород и показатели эффективности бурения. Тр./ Всесоюз. н.-и. ин-т буровой техники. - 1975, вып. 33.-С. 173- 178.

170. Эйгелес P.M., Стрекалова Р.В. Расчет и оптимизация процессов бурения скважин. — М.: Недра, 1977. 200с.

171. Юнин Е.К. Автоколебания, возникающие при бурении шарошечными долотами //Проблемы бурения скважин и добычи нефти: Тез. докл. конф. молодых ученых и ст-ов нефт. вузов СССР. -Баку: АзИНЕФТЕХИМ, 1973. -С.39-40.

172. Юнин Е.К. Динамика бурения нефтяных и газовых скважин: Учебное пособие для вузов /Ухтинский гос. тех. ун-т, 2004. 89с.

173. Юнин Е.К. К вопросу динамики бурильной колонны в случае наклонной скважины. -М., 1980 9с. Рус. - Деп. в ВИНИТИ 20.6. 1980.- № 2668 - 80.

174. Юнин Е.К. Некоторые вопросы влияния бурильной колонны на кинематику и динамику долот: Дис. . канд. техн. наук. М., 1974. - 132с.

175. Юнин Е.К. Низкочастотные колебания бурильного инструмента. -М.: Недра, 1983. 132с.

176. Юнин Е.К., Рубановский В.Н., Хегай В.К. Волновые процессы при наклонно-направленном бурении. -Ухта: Ухтинский гос. тех. ун-т, 2002. -60с.

177. Юнин Е.К., Симонов В.В. Влияние волновых процессов на эффективность разрушения горных пород. М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1994. -116с. Рус. -Деп. в ВИНИТИ 23.12.1994. - №3019894.

178. Юнин Е.К. Управление низкочастотными колебаниями бурильной колонны с целью повышения эффективности процесса бурения: Дис.д-ра техн. наук. М., 1983. - 367с.

179. Юнин Е.К. Устойчивость равномерного вращения бурильной колонны // Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности. Сб. статей, вып.2/ Ин-т проблем нефти и газа РАН и Мин обр. РФ. -М.: 2002. С.296 - 302.

180. Юнин Е.К., Хегай В.К. Динамика глубокого бурения. М.: Недра, 2004. -286с.

181. Юнин Е.К., Хегай В.К. К проблеме низкочастотных продольных колебаний бурильной колонны //Изв.вузов. Нефть и газ.-2003. №4.-С.32 - 40.

182. Юнин Е.К., Хегай В.К. Элементы механики бурения наклонно-направленных скважин/ Под ред. Е.К. Юнина// Введение в мехенику глубокого бурения: Учеб. Пособие. Ухта, 2003. - Гл.5. - С. 105-117.

183. Юртаев В.Г. Динамика буровых установок. М.: Недра, 1987. - 156с.

184. Янтурин А.Ш. Выбор длины УБТ с учетом условий проводки скважины. -Нефтяное хозяйство. 1988. - №9. - С. 18 - 21.

185. Daring D.W., Radzimovsky E.Y. Effect of Dynamic Bit Forces on Bit Bearing Life // "Society of Petroleum Engineers journal" 1965. - XII. -P. 272-276.

186. Deily F.H. A new bottom hole register // Oil and gas Journal. vol.66. -№2.- 1968.-P. 27-30.

187. Eronini I.E., Sometron W.H., Auslander D.R. A dynamic model for rotary drilling //Trans. ASME. J. Energy Resour. Technol. 1982. - 104. -№2.-P. 108-120.

188. Garret W.R. The effect of a down hole shock absorber on drill stem performance //Paper Amer. Soc. Engr's. 1962. - №21. - P. 11.

189. How to engineer an effective drill string //Oil and gas Journal. 1979. -vol.77.-№10.-P.99.

190. Rapold K. Drilling optimized with surface measurement of downhole vibration // Oil and gas Journal. 1993. - vol.91. - №7. - P.58 - 62.

191. Rapold K. Drilling vibration measurement detect bit stick-slip // Oil and gas Journal. 1993.- V.91. - №9. - P. 66-70.

192. Shawer G.L. Down hole shock absorber saves bit's, drill string, time and rig. The Oil and gas journal, May 15, 1961.

193. Willcox M.G., Karle A.P., Chavez H.P. Shock absorbing tools speed drilling // Oil and gas Journal, 1977. - V.75. - №14. - P. 149 - 159.