Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методов предупреждения прихватов и поломок бурильных труб на участках искривления ствола глубоких скважин

ВАК РФ 25.00.15, Технология бурения и освоения скважин

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов предупреждения прихватов и поломок бурильных труб на участках искривления ствола глубоких скважин"

На правах рукописи

УДК 622 24 051 553+622 24 053 6

ЗЛОПНИКОВ ГЕОРГИЙ ПАВЛОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРИХВАТОВ И ПОЛОМОКБУРИЛЬНЫХ ТРУБ НА УЧАСТКАХ ИСКРИВЛЕНИЯ СТВОЛА ГЛУБОКИХ СКВАЖИН

Специальность 25 00 15 Технология бурения и освоения скважин

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ии^иьв12 1

Ухта-2007

003066121

Работа выполнена в Ухтинском государственном техническом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Осипов П.Ф. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Быков И.Ю.

кандидат технических наук Михеев М.А.

Ведущее предприятие: филиал ООО "ЛУКОЙЛ - Коми" - институт "ПечорНИПИнефть".

Защита состоится 18 октября 2007 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д212.291.01 в Ухтинском государственном техническом университете по адресу: 169300 г. Ухта Республики Коми, ул. Первомайская, дом 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ухтинского государственного технического университета

Автореферат размещен на интернет-сайте Ухтинского государственного технического университета www ugtu net в разделе «Диссертационный совет».

Автореферат разослан 15 сентября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент

Н.М. Уляшева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Прихваты бурильных колонн и вызванные ими поломки бурильных труб всегда сопровождали и, вероятнее всего, будут и в дальнейшем сопровождать строительство глубоких скважин. Из всего многообразия прихватов большая часть прямо или косвенно связана с желобообразованием заклинивание труб и прихваты под действием перепада давления (диффернци-альные прихваты)

Анализ аварий и осложнений, связанных с желобобразованием, например, в филиале "Севербургаз", показал, что, несмотря на наметившуюся тенденцию уменьшения затрат времени на последствия аварий и осложнений, временные затраты на ликвидацию прихватов и аварий составляют многие сотни часов на 1000 м проходки Из сказанного следует, что разработка научно обоснованных мер по предупреждению прихватов является актуальной задачей

Цель работы. Разработка мер по предупреждению прихватов и поломок бурильных колонн на участках искривления ствола глубоких скважин

Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью в работе предусмотрено решение следующих задач

- экспериментальное изучение процесса желобообразования при трении пары "сталь - порода" в условиях, моделирующих условия трения бурильных труб в скважине,

- аналитическая оценка процесса формирования желобных выработок и силового взаимодействия бурильных труб на искривленных участках скважины,

- разработка методики расчета напряженного состояния бурильной колонны в извилистой скважине,

- разработка методик прогнозирования возможного прихвата и поломок бурильной колонны с реализацией их в виде компьютерных программ и технических средств и технологий по предупреждению прихвата

Научная новизна:

1 Экспериментально установлено, что в результате интенсивного нагрева горной породы трением стального кольца о породу в среде глинистого раствора наблюдается послойное разрушение породы с образованием кольцевого желоба, а при трении в водной среде вследствие интенсивного охлаждения стального кольца порода не разрушается и желоб не образуется.

2 Доказано, что при определенных сочетаниях радиуса кривизны скважины, осевых усилий в бурильной колонне и длины трубы на искривленных участках скважины интенсивность термоциклического воздействия на породу при трении бурильных труб о стенки скважины при спускоподъемных операциях достаточна для образования желобов, диаметр которых равен диаметру трубы

3 Установлено, что прихваты бурильных колонн в искривленных скважинах, в которых имеются желоба диаметром, равным диаметру трубы, или когда в процессе бурения возникли условия для их образования, объясняются воз-

никновением и нарастанием клинового трения на замках бурильных труб при условии, что ширина желобов увеличивается во времени вследствие обрушения стенок желобов, а глубина желобов достаточна для проявления клинового трения

4 Обоснован и впервые предложен "показатель извилистости скважины" как нарастающая сумма (сверху вниз) относительных сил прижатия труб к стенке скважины, при этом по разности показателей извилистости фактического и проектных профилей можно объективно оценить качество ствола и прогнозировать возможное аномальное нарастание сил трения в скважине

Практическая ценность:

1 Инструкция по расчету осевых, прижимающих сил и моментов вращения в бурильной колонне с учетом влияния желобов, образовавшихся на искривленных участках скважины, применение которой обеспечивает существенное повышение точности расчетов колонн на прочность

2 Методика расчета бурильных колонн в реальной скважине, осложненной извилистостью траектории ствола, и реализующая ее компьютерная программа, применение которых обеспечивает расчет напряженного состояния бурильной колонны в бурящейся скважине и предупреждение разрушения бурильных труб

3 Методика по проектированию профиля наклонно направленных и горизонтальных скважин и реализующие ее компьютерные программы, использование которых обеспечивает обоснованный выбор оптимального профиля на основе многовариантного экспертного анализа

4 Инструкция по предупреждению прихватов и аварий бурильных иолонн в наклонно направленных и извилистых скважинах, применение которой обеспечивает прогнозирование предкризисной в отношении прихвата обстановки в скважине и выведение ее из этого состояния

Защищаемые положения:

1 Методика расчета параметров желобов на искривленных участках скважины, основанная на том, что желоба образуются в результате термоциклического воздействия на породу в процессе трения тела бурильных труб при спускоподъемных операциях, обеспечивает существенное повышение точности расчетов усилий и моментов в колонне труб и прогнозирование прихвата бурильных и обсадных колонн в желобных выработках

2 Методика расчета усилий и моментов, действующих на бурильную колонну в извилистой скважине, предусматривающая организацию итерационного расчетного цикла для уточнения сил трения на искривленных участках ствола скважины, обеспечивает существенное повышение точности расчета напряжений, запасов прочности элементов бурильной колонны с учетом клиновых сил в желобах и предупреждение разрушения бурильных колонн

3 Комплекс предложенных технологических и технических мер, включающий выбор безопасного профиля наклонно направленной скважины, применение

специальных КНБК, модернизацию базовой части бурильной колонны в процессе углубления скважины, применение укороченных стандартных труб, контроль за изменением темпа нарастания осевых сил и момента на вращение инструмента, обеспечивает прогнозирование и предупреждение прихвата колонн в желобах

Методы исследований Поставленные задачи решались с использованием комплекса методик, включающего анализ и обобщение данных, опубликованных в отечественной и зарубежной литературе, экспериментальное исследование процесса формирования желоба, аналитические исследования силового взаимодействия бурильных труб со стенкой скважины; проведение численных экспериментов на компьютерных моделях процессов подъёма и спуска бурильной колонны в скважину Полученные при проведении экспериментальных исследований результаты анализировались и обрабатывались методами математической статистики

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом аналитических исследований и экспериментов в стендовых и производственных условиях, близкой сходимостью расчетных показателей с данными практики бурения, положительными результатами внедрения полученных в работе рекомендаций

Апробация работы.

Результаты исследований докладывались на Всероссийской научно-практической конференции "Передовые технология строительства скважин" в г, Пермь (ноябрь 2004 г ), Всероссийских научно-технических конференциях "Севергеоэкотех" при Ухтинском государственном техническом университете в 2005-2007 годах, научно-технических семинарах филиала ООО «ВНИИИГАЗ» -"СеверНИПИгаз" и филиала "Севербургаз" ( г Ухта); использовались при разработке дипломных работ и магистерских диссертаций на кафедре бурения УТГУ

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 8 статьях, в том числе 7 — в журнале "Строительство нефтяных скважин на суше и на море"

Структура и объем работы

Диссертационная работа изложена на 159 стр., состоит из 6 разделов (глав), содержит 70 рисунков, 4 таблицы

Благодарности:

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору П Ф Осипову за большую и постоянную помощь в постановке и решении задач исследований до теме диссертации

Неоценимую помощь в подготовке диссертационной работы оказали кафедра бурения УГТУ во главе с профессором В Ф Буслаевым, коллеги по

Службе заказчика по ГРР и строительству скважин ООО "Севергазпром" во главе с НИ Кузнецовым, коллеги ООО «Вуктылгазгеофизика» во главе с директором А В Скобелевым, к которым автор испытывает чувство глубокой благодарности

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В разделе 1 дан анализ состояния изученности прихватов бурильных колонн и опыта их предупреждения На основе изучения литературных данных показано, что основная доля прихватов приходится на прихваты, прямо или косвенно связанных с желобообразованием в искривленных скважина*

Исследованию желобообразования и вызванных им осложнений посвящены работы Абдурахманова М Т, Аветисяна Н Г , Александрова М М, Алиша-няна Р Р , Андронова И Н, Буслаева В Ф , Булатова К В , Васильева Ю С , Ви-нярского Р В , Галимова М А , Григорьева В И, Гулизаде М П , Зюзева В А , Кагарманова Н Ф , Калинина А Г , Клюня М Е, Ковтунова Г А , Кошелева Н Н , Кудряшова Б Б , Лубинского А , Миленького А М, Мыслюка М А , Оси-пова П Ф , Пластининой Е В , Попова В М , Пришляка Р Е, Самоток А К , Сидорова Н А , Султанов Б 3 , Танкибаева М А , Фролова Е П, Фоминых В Г, Харькова В А, Шахбазбекова К Б , Чупрова И Ф , Яковлева А М, Ясова В Г и других

Многие авторы указывают, что прихваты наступают с элементом неожиданности Типичным является случай, когда затяжки и посадки инструмента при спускоподъемных операциях стремительно увеличиваясь, в течение нескольких дней, переходят в прихват инструмента Нередко прихват наступает при расхаживании инструмента с целью его освобождения, когда силы сопротивления движению колонны нарастают по мере его расхаживания

По литературным данным все исследователи, за исключением Чупрова И Ф и Осипова П Ф , единодушны в том, что желоба образуются в результате разрушения породы на стенках скважины замками бурильных труб Этот механизм образования желобов без обоснования признается как очевидный, само собой разумеющийся Из этого следует, что предельная ширина желоба равна диаметру замка Клиновые силы при движении бурильных труб в таких желобах не могут быть по определению, так как они полностью "проваливаются" в желоб

Ясов В Г, пытаясь обосновать быстрое нарастание сил сопротивления в желобах, настаивает на существенной роли в этом процессе сил адгезии В то же время он допускает появление клиновых сил, когда в зоне желобов оказывается, например, УБТ или обсадная колонна, диаметр которых больше ширины желоба

Прихваты, вызванные перепадом давления, которые часто называют "дифференциальными" ввиду большой их распространенности давно привлекают к себе внимание исследователей и более других изучены, в том числе на лабораторных моделях Между тем исследователи не связывают явным образом дифференциальные прихваты с желобообразованием В самом деле, если считать,

что размер желоба соответствует диаметру замка, то вьшодит, что замки в стволе скважины выполняют роль своеобразных центраторов, препятствующих касанию поверхности труб стенок скважины Тогда приходится делать вывод о том, что прихваченными под действием перепада давления могут быть только УБТ, не имеющие замков, потому что трудно доказать обратное Практика однако показывает, что дифференциальные прихваты происходят не только с КНБК, но и с бурильными трубами

Осипов П Ф и Чупров И Ф выдвинули новую гипотезу о механизме образования желобов, доказав теоретически, что при трении тела бурильных труб о стенку скважины на искривленных участках температура в зоне трения пары "труба - порода" достигает величин, достаточных для послойного разрушения породы под действием температурных напряжений. Авторы получили формулу для определения прироста температуры разогрева породы зрением

ЛТ = 0,92 " " 2 , (1)

ср&а п

где к - коэффициент трения,

К'уй - удельная (распределенная) нагрузка на трубу .(прижимающая сила на единицу длины Г),

и„, - скорость движения колонны при подъеме или спуске, С? - механический эквивалент тепла (в системе СИ£У=Г), 5 — площадь соприкосновения трубы со стенкой скважины, с - удельная теплоемкость металла, / - длина линии контакта трубы с породой, р - плотность стали где а2 - коэффициент температуропроводности

Известно, что на искривленном участке скважины при малых радиусах искривления тело трубы в средней части прижимается к стенке скважины Расчеты по формуле (1) показали, что температуры нагрева могут существенно превысить критическую для воды и вызвать даже ее кипение. Локальное и быстрое нагревание породы (за время прохожденш адной арубы) вызывает резкое возрастание температурных напряжений в ташкам слое породы с последующим ее послойным разрушением Отсутствие .контакта трубы с породой в области замковых соединений приводит к циклическому охлаждению после такого же циклического нагревания, подготавливая породу к усталостному разрушению Количество циклов воздействия равно жзашичеству труб, проходящих через участок искривления Из этого следует, что инструментом формирования желоба является не замок, как принято считать, а труба, и потому желоб по форме повторяет форму трубы, а не замка Максимальная ширина желоба не может превысить диаметра трубы

Новое представление механизма образования желобов многое объясняет в особенностях изменения сил сопротивления в скважине, но предложенная теория желобообразования требует экспериментального ищшврждедая

Вопросы взаимодействия бурильных колонн (БК) с желобами, меры по предупреждению прихватов и поломок БК не имеют достаточного научного обоснования, В частности, требует оценки практика проработки желобов калибраторами, выбора диаметров труб и УБТ. Мало исследовано влияние извилистости ствола реальной скважины (как вертикальной, гак и наклонно направленной) на напряжённое состояние БК. Отсутствует практика выполнения оперативных проверочьых расчётов БК с учётом текущей реальной извилистости из-за отсутствия методики расчётов усилий в скважине, осложнённой желобами.

в разделе 2 изложены методика и результаты экспериментальных исследований процесса жёлобообразованйя в скважине. С целью экспериментальной проверки результатов теоретических расчётов температур в зоне трения "бурильная труба - порода" и возможности разрушения породы при "чистом" трении (без механического разрушения) с участием автора проведены лабораторные исследования на стенде, моделирующем процесс трения при взаимодействий трубы и породы.

Стенд представляет собой приставку к сверлильному станку, состоящую из устанавливаемой в патроне сверлильного станка обоймы 1, к которой через текстолитовую прокладку 2 прикреп

Рис, 1. Схема экспериментальной установки.

ляется стальное кольцо 3, которое прижимается к неподвижному образцу породы 4 силой Г . Наружный диаметр кольца трения с1„ = 40 мм, внутренний диаметр ие =■ 26 мм. Обойма с кольцом и образец породы в виде керна помещены в цилиндрический стальной сосуд, покоящийся па упорном шарикоподшипнике 10 с основанием 1 I. Керн фиксируется боковыми зажимами 7 через упругие прокладки 8. Снизу керп покоится на упругом основании 9, что совместно с прокладками 8 обеспечивает равномерное распределение усилий прижатия по площади контакта рабочего кольца 3.

Эксперименты проводятся в следующем порядке. [ 1осле закрепления керна в сосуде б последний заполняется буровой жидкостью так, чтобы весь керн и стальное кольцо 3 с изолирующей прокладкой 2 находились постоянно в жидкости. Включается станок, и стальное кольцо с заданным усилием прижимается

к образу породы Через некоторое "стандартное" время станок отключается Обойма с кольцом быстро поднимается над породой, оценивается (наощуп) температурное состояние кольца, извлекается сосуд с керном и замеряется глубина "желоба" 5

В процессе изнашивания породы трением замерялась сила FKß, а умножением ее на измерительное плечо рычага 7 - момент трения кольца о породу

При вращении кольца в водной среде в течение 5-ти мин (а затем и 10-ти мин) с нагрузкой на кольцо F = 400 Н (напряжение 0,55 МПа) и при линейной скорости скольжения кольца 0,82 м/с кольца не нагревались выше температуры водной среды, и при этом полностью отсутствовало желобообразова-ние, несмотря на то, что за 5 мин каждая точка кольца пробегала 245 м Мощность, затраченная на трение, составила 15,6 Вт Испытания на разрушение породы трением кольца в водной среде были проведены на различных породах, в том числе на образцах доломита (твердость 2230 МПа) и аргиллита (твердость 1980 МПа), относящихся к 7-ой категории по твердости (из 12-ти) Ни в одном из проведенных опытов желобообразование не обнаружено

Экспериментально установлено, что коэффициент трения пары трения "сталь - горная порода" в воде не превышает 0,22 - 0,24, что также ограничивало нагревание породы в процессе трения

Отсутствие "износа" породы в водной среде объясняется исключительно высокой охлаждающей способностью воды, обусловленной интенсивным турбулентным перемешиванием воды вокруг и внутри кольца

Описанные выше кинематические и силовые условия испытания были приняты в качестве "стандартных" для последующих опытов.

Для испытания в среде бурового раствора был приготовлен глинистый раствор плотностью 1100 кг/м3 (с добавлением 0,4% КМЦ) и с условной вязкостью около 40 с Динамическое напряжение сдвига - 13 Па, структурная вязкость - 0,008 Па*с

Для опытов был использован тот же керновый материал, что и при опытах в водной среде доломит и аргиллит с указанными выше величинами твердости При испытании доломита в среде глинистого раствора за 5 мин получена желобная выработка глубиной 1,1 мм (средняя по пяти испытаниям) Жидкость вращалась явно в ламинарном режиме и только в непосредственной близости от кольца, а на расстоянии 1-1,5 см от кольца она находилась в покое При этом наблюдалось сильное нагревание как кольца, так и жидкости внутри него В процессе опыта буровой раствор вокруг кольца приобретал постепенно темно-серую окраску в результате перемешивания с "выбуренной" породой

Аналогичный результат получен при испытании керна аргиллита В среднем за те же 5 мин получен желоб глубиной 0,7 мм

При испытании в среде глинистого раствора наблюдалось увеличение момента трения в процессе опыта Коэффициент трения увеличивался (независимо от породы) с 0,30 до 0,42 Мощность на преодоление трения возрастала пропорционально коэффициенту трения, и это сопровождалось увеличением

тепловыделения Можно предположить, что ввиду сильного нагревания кольца и высушивания жидкости в зоне трения последнее переходило в сухое

Раздел 3 посвящен исследованию процесса формирования желоба при трении тела трубы о породу и взаимодействия труб со стенкой скважины на искривленных участках, осложненных желобами

Формирование желоба проходит в два этапа Первый этап - это когда поверхность желоба представляет часть цилиндрической поверхности, ширина которой постоянно увеличивается по мере углубления желоба Этап заканчивается после того, как ширина желоба станет равной диаметру трубы На втором этапе, если прижимающие трубу к стенке скважины силы (в дальнейшем - "силы прижатия") еще сохранились, желоб приобретает траншеевидную форму, дно которой имеет вид полуцилиндра, радиус которого равен радиусу трубы, а боковые стены - плоские и вертикальные

Максимальная глубина желоба в общем случае выражается зависимостью

K=r{\-cos^j-O^-dm)l2 + ô{lab)-SU3XG,R,El), (2)

где R - радиус искривления ствола скважины, /о - длина трубы, d3M и d3M - соответственно диаметры замка и трубы, 5(1аь) - зависимость радиального перемещения на первом этапе желобообразования, 1аь - текущая ширина желоба, R, El) - функция перемещения центра трубы относительно стенки скважины в результате изгиба в призамковой части Это пермещение зависит от силы натяжения G на концах трубы, радиуса искривления скважины R и жесткости трубы El С увеличением G величина данной функции уменьшается и становится соизмеримой с величиной ô Строгое определение функции ôU3S(G, R, ET) должно стать темой специальных исследований Учитывая сказанное в первом приближении величину hw можно определять по упрощенной формуле

A^^l-cos^j-^-rfJ/2 ' (3)

Для оценочных расчетов максимальной глубины желоба можно воспользоваться формулой

hM = 177,5 ехр(-0,0043Я) (4)

Для вычисления клиновых сил важно знание текущей ширины желобной выработки 1аЬ Выше отмечалось, что ширина желоба в пределе равна диаметру трубы,те lab<dm

Численный анализ показал, что с достаточной для практических расчетов точностью 1аЬ можно определять по формуле

L=55

s \ 0 5 216

А у

Ah

(5)

где Ак - первичное углубление желоба на первом этапе формирования желоба Величина Ак в формуле (5) ограничивается величиной АИ„Р

-|2 63

Ыпр =

55

216 Д.

(6)

На рис 2 приведены результаты расчетов влияния длины трубы на потенциально возможные условия желобообразования (для наиболее часто используемых радиусов искривления) Выводы очевидны во-первых, с помощью длины трубы можно эффективно управлять процессом образования желобов, а во-вторых, при /о = 6 м и менее желоба, если и будут, то только по диаметру замков, поскольку тело трубы не касается стенки скважины Обобщая, можно сказать, что для каждого конкретного случая есть пороговая длина трубы, при которой образование желобов прекращается

Как и следовало ожидать, с увеличением радиуса искривления пороговая длина бурильной трубы увеличивается

Длина трубы м

Рис 2 Влияние длины бурильной трубы на предельную глубину желобов при различных радиусах искривления скважины

В связи с тем, что диаметр замка больше ширины желоба, на кромке желоба возникают дополнительные силы сопротивления "клинового" происхождения между замком (или УБТ), которые определяются по формуле

р

тр сое /3'

где F„p - прижимающая сила, зависящая от радиуса искривления и осевых сил, pi — коэффициент трения,

/? = arcsin(lab / d3M) (8)

Область применимости формулы (8) dmp <1аь< d¡M

Если фактическая ширина желоба 1аь по какой-то причине приблизилась к диаметру замка, оставаясь все же меньше этого диаметра, силы трения в соответствии с формулой (7) достигнут величин, соответствующих прихвату

Приведенные в действующей "Инструкции по расчету бурильных колонн" методики расчетов растягивающих усилий на искривленных участках скважины следует рассматривать как обязательные к применению, но не как универсальные Дело в том, что они не учитывают влияния желобов на определяемые усилия Между тем вероятность существования желобов в наклонно направленных скважинах (и не только на участках набора зенитного угла) весьма высока, и ее следует рассматривать как ожидаемая неизбежность, как данность, которую необходимо учитывать при расчете бурильных колонн на прочность

Автором разработана методика расчета действующих на бурильную колонну сил и моментов вращения, основанная на "потрубном" учете сил сопротивления, в том числе клиновых сил на замках и УБТ Каждая трубка рассматривается как самостоятельная единица колонны, напряженное состояние которой зависит от местоположения трубы на траектории скьажины Суммарное прижимающее усилие определяется радиусом искривления, силой натяжения, весовой характеристикой трубы и величиной зенитного угла в данном месте траектории скважины Прижимающее усилие распределяется между замками и телом трубы Последнее прижимающее усилие формирует желоб, а первое -создает клиновой эффект

Искомая прижимающая сила на участке набора зенитного угла для трубы с порядковым номером i определяется по формуле

F, =(а„, +£?:,„) sm~~ ~ Ят8 h К sin а, (9)

где Qom, Qom - осевые усилия в верхнем и нижнем сечениях трубы, Да — угол охвата трубы, qm - масса пог м трубы, ка - коэффициент облегчения труб в растворе

Просуммировав силы осевые AQ0, и F,, найдем приращение осевых сил и силу прижатия колонны на всем участке искривления

Если теперь начать движение колонны вверх, то для каждой трубы появится сила трения, равная

QmP, = F,n + (К- 1) qm g l0 ka sina,, (10)

где К — известный коэффициент учета дополнительных сил сопротивления движению колонны, например, гидродинамических, который, как и в случае вертикальных скважин, принимается равным 1,15 (не менее)

Для последней п -ой, самой верхней на участке набора зенитного угла трубы сила растяжения в движении определяется по формуле-

1=П

Qpe^Qon+Y^Qmp, (11)

1=1

В выражении (11) только первое слагаемое является точным Этого нельзя сказать о силе трения, поскольку появление последней вызывает дополнительный прирост прижимающей силы, которая добавляет новую долю силы трения и т д

Итак, сила трения, найденная по прижимающей силе в статическом положении, до начала движения, является явно заниженной и нуждается в уточнении Точное значение сопротивления движению Qpe, следовательно, можно найти только организацией расчетного итерационного цикла с постепенным уточнением сил прижатия и трения, из которого можно выйти после достижения заданной точности результата по относительной величине расхождения с предыдущим результатом в цикле

Расчеты с применением итераций удобнее выполнять на ЭВМ Опыт показывает, что достаточную для инженерных расчетов точность можно получить после третьего повторения Такое количество расчетных циклов вполне доступно организовать, например, в программе "Excel"

Появление желоба вносит существенные отличия в силовое взаимодействие замка бурильных труб со стенкой скважины

Методика расчета сил трения отличается от описанного выше тем, что добавляются к обычным силам трения силы трения обусловленные клиновыми силами в замках

Для отдельной трубы сила трения равна

Qmp> = (1 - w) FIИ + (к - 1) Чт g lo ka cosa, + fF¡ р/ cosß, (12)

где у/ - доля замка в создании силы прижатия на стенку скважины со стороны трубы.

Наибольшие по величине "клиновые" силы создаются при у = 1, когда желоб настолько глубок, что тело трубы не касается стенки скважины и вся прижимающая сила передается через замковые соединения труб

Для верхнего сечения сила натяжения определяется по формуле (11) Алгоритм расчета растягивающих сил с учетом сил трения замков в желобах в принципе не отличается от приведенного выше, включая организацию итерационного цикла с целью определения истинного значения растягивающей силы

Использование предложенных методик расчета предполагает их компьютерную реализацию вследствие большого числа вычислений для получения конечных результатов

Однотипость алгоритмов расчета для каждой трубы позволил реализовать методики в среде Excel Каждая строка может быть посвящена одному варианту профиля или одной (очередной) трубе при неизменном профиле Строка содержит информацию о профиле, трубе и весь последовательный набор вычисли-

тельных процедур по определению усилий, моментов и запасов прочности Выходными документами являются графики изменения осевых и прижимающих усилий, моментов и запасов прочности по длине колонны

Автором разработан комплекс программных средств, предназначенных для экспертизы проектных профилей наклонно направленных и горизонтальных скважин с целью выбора оптимального варианта по критерию минимума прижимающих усилий на искривленных участках и для оперативного определения напряженного состояния бурильной колонны при бурении извилистой (реальной) скважины

Ограничимся описанием последней программы под именем "Извил подъем хЬ"

Исходными данными для работы программы являются

- инклинометрические данные по всему стволу скважины,

- описание БК, размещенной в стволе скважины (длина секций, размеры труб, замков и группы прочности),

- плотность бурового раствора,

- коэффициент трения в паре "трубы - порода",

- перепад давления на долоте и забойном двигателе

Выходные документы программы

1 Усилия на крюке при подъеме инструмента с расчетной глубины

2 Усилия на крюке при спуске инструмента на расчетной глубине

3 Усилия на крюке в состоянии покоя инструмента на расчетной глубине

4 Запасы прочности на разрыв при спуске и подъеме инструмента

5 Минимальный запас выносливости в одном из сечений колонны

6 Моменты вращения колонны на устье

7 Показатель извилистости

8 График изменения осевых усилий по длине колонны при подъеме и спуске колонны

9 График изменения моментов вращения по длине колонны при подъеме и спуске колонны

10 График изменения сил прижатия по длине колонны при подъеме и спуске колонны

11 График изменения запасов прочности и выносливости по длине колонны при подъеме и спуске колонны

Приведем примеры использования программы "Извил подъем хк" для оценки фактического напряженного состояния бурильных колонн в реальных скважинах

На рис 3 приведены результаты расчетов запасов прочности бурильной колонны в условно вертикальной скв 67 Югидского месторождения

Из рис 3 видно, что на устье скважины фактический запас прочности на разрыв при подъеме инструмента оказался меньше 1,5, а в интервале 2400 -2700 м запасы выносливости оказались меньше 1, что стало причиной неоднократных поломок труб на этих глубинах

Раздел 4 посвящен расчету напряженного состояния бурильной колонны в извилистой скважине, которыми являются все пробуренные скважины как наклонно направленные, так и вертикальные При расчетах бурильных колонн (БК) на этапе проектирования скважин используются только проектные профили, когда искривленные (при наборе зенитного угла или его спаде) и прямолинейные участки траектории скважины представляют собой на всем протяжении либо дуги окружностей, либо прямые (вертикальные или наклонные) Усилия на этих участках рассчитываются из допущения, что реальная траектория в точности повторяет идеализированную проектную Обычно считают, что отклонение фактической траектории от проектной не оказывает существенного влияния на реальную прочность БК Для учета влияния ожидаемых (гидродинамических) и непредвиденных факторов, например, желобов, используется известный повышающий коэффициент К

Запас прочности О 2 4 6 8 10

О

200

400

600

800

1000

s. 1200

g 1400 Í3

о 1600 «

| 1800 ю

£ 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200

Рис 3 Запасы прочности и выносливости в бурильной колонне при бурении скв 67-Югидская роторным способом на глубине 3200 м

Автором разработана методика расчета БК в извилистой скважине, основанная на соединении методического подхода М М Александрова (с некоторыми уточнениями и добавлениями) и метода потрубного учета сил сопротив-

ления, изложенного в разд 3 Траектория скважины делится на локальные участки, ограниченные точками замера зенитного и азимутального углов, со своим пространственным радиусом искривления На участке располагается часть колонны Количество труб на участке зависит от его длины и длины трубы Расчеты усилий, в том числе клиновых, выполняются для отдельной трубы Для неполной трубы усилия рассчитываются пропорционально длине Предусматривается использование метода итерации для уточнения сил и напряжений

Пример использования программы для оперативного анализа условий работы БК иллюстрируется данными на рис 3

Однотипные скважины на месторождении (площади) могут иметь разную извилистость Для оперативной оценки текущей извилистости бурящейся и пробуренной скважины предложена методика, в которой за меру извилистости ствола используется не абсолютное значение усилий, напряжений и запасов прочности, а сумму относительных величин прижимающей силы (к осевой) на каждом локальном участке по схеме "сверху вниз" Это отношение вычисляется по формуле

„ аЬз(а1 - а,,)

й=2 ш-^—(13)

а текущее значение показателя извилистости по зенитному углу -

1=Г

<Ра=Т<Р., (14)

;=1

где п - номер последнего локального участка искривления, а, - зенитный угол при г-том замере

Для идеально вертикальной скважины (проектной) (ра равно нулю по определению Для "идеальной" (но никогда не достижимой) траектории наклонно направленной скважины, пробуренной по трехинтервальному профилю, когда вертикальный и наклонный участки представлены прямыми, а участок набора -дугой окружности, искомый показатель извилистости зависит только от параметров участка набора зенитного угла (на прямолинейных участках <рш = 0) и равен

о ак

<Р«=1 (15)

Если, например, конечный максимальный угол по проекту равен 30°, то

30

<ра = 2 «и-—= 0,518 (16)

Если проектный профиль имеет также участок спада, например, до вертикали, то показатель извилистости удваивается (Аа= 30°) и становится равным

0,518+0,518 = 1,036 Разница между фактической извилистостью и проектной является мерой уровня извилистости Чем она больше, тем ниже качество ствола, тем выше опасность прихвата

Раздел 5 посвящен разработке мер по предупреждению прихватов и поломок бурильных колонн Разработан комплекс технических и технологических мероприятий, применение которых обеспечивает эффективное снижение прихватов, обусловленных желобообразованием

В первую очередь предлагается оптимизировать профиль скважины с минимумом удельных прижимающих усилий на искривленных участках Радиусы искривления выбираются такими, чтобы максимальная глубина желобов была ограничена с целью минимизации клиновых сил Эффективно уменьшает глубину желоба, вплоть до отсутствия желобных выработок, применение укороченных труб, особенно при радиусах искривления менее 300 м

Существенную помощь в диагностировании негативных процессов в сква жине, приводящих к аномальному росту сил трения, окажет метод "выработки забоя"

Метод реализуется следующим образом

В первой половине рейса, пока долото еще не изношено, перед наращиванием инструмента останавливают его подачу (не уменьшая нагрузки на долото G) и продолжают вращение колонны ротором, давая возможность долоту "выработать" забой Время выработки зависит от буримости породы Нагрузка на долото постепенно уменьшается во времени Опыт заканчивается после того, как нагрузка снизилась до намеченной заранее величины, например 80 кН при бурении долом 215,9 мм

Интерес представляет опытная зависимость изменения G во времени t при выработке забоя Дело в том, что при небольших силах сопротивления движению колонны бурильная колонна легко и быстро "вытягивается" по мере углубления скважины, и зависимость G(t) получается плавной с минимальными колебаниями G При извилистой вертикальной и наклонно направленной скважине инструмент удлиняется рывками, не успевая из-за сил трения за углублением забоя

Качественную зависимость G(t) можно получить только с помощью СГТИ, причем желательно, чтобы частота передачи сигнала была не менее одного в секунду

Положительный результат в отношении уменьшения глубины желобов достигается введением в буровой раствор смазывающих добавок и применением оптимальных режимов бурения с целью увеличения проходок на долото и уменьшения числа рейсов

Скорость желобообразования (или скорость износа обсадной колонны) зависит от удельной мощности трения - произведения удельной силы трения на скорость подъема (или спуска) инструмента Скорость подъема зависит от приводной мощности лебедки и нагрузки на крюке

Решение на специальное ограничение скорости подъема можно принять в проекте на основании расчета сил прижатия и сил трения на различных стадиях подъема инструмента в начале, с максимальной глубины бурения и в момент, когда КНБК поднята до искривленного участка Оценить возможную скорость

подъема в обоих случаях, а затем вычислить удельные мощности ~Ыу0 Если Ыуд окажется больше 0,1 кН/с, то ограничение скорости необходимо

Необходимость в ограничении скорости может полностью отпасть, если радиусы искривления превышают 600 м Этому способствует и увеличение к\

Обстановка в скважине может быть либо предкризисной, когда еще можно поднять инструмент, и кризисной, когда последнее невозможно прихват произошел и создалась аварийная ситуация, требующая принятия специальных технико-технологических решений и приемов

Принципиально важно, чтобы расчетная величина усилия на крюке Q была равна фактической (¿ф на день анализа Если этого нет, то нужно в расчетную схему ввести учет влияния расширения желобов (через исходные данные), и так "увеличить" ширину желоба в процентах (долях), чтобы Q стало равно (2ф Только при этом условии напряженное состояние бурильной колонны, полученное расчетным путем, будет адекватным реальному (фактическому)

Возможны три ситуации

1 Запасы прочности в опасном (или опасных) сечении при подъеме или вращении колонны меньше допустимых, но больше единицы Вместе с тем, нагрузка на крюке существенно меньше грузоподъемности буровой установки (БУ) Экстраполяция усилий на оставшийся интервал бурения показывает, что в скважине не возникнет предкризисная ситуация в дальнейшем, если сохранится прежний темп увеличения нагрузки на крюке

Бурение в такой ситуации следует прекратить, инструмент поднять, слабые по прочности секции БК укоротить за счет удлинения более прочных или ввести в состав БК трубы более высоких групп прочности Удалить из КНБК УБТ, диаметр которых равен или меньше диаметра замков БТ Рекомендуется при замене труб отдавать предпочтение бурильным трубам того же размера, но с увеличенным диаметром замков После этого углубление скважины можно продолжить

2 Запасы прочности достаточны для продолжения бурения, но график нарастания ()ф происходит с угрожающим темпом, свидетельствующим о скором по времени наступлении предкризисного состояния по грузоподъемности БУ Причина заключается в начавшемся процессе обрушения желобов на участках, с достаточно малыми радиусами искривления Случай характеризуется использованием прочных бурильных колонн при ограниченной по грузоподъемности буровой установке

В подобной ситуации полезно провести модернизацию КНБК (см ситуацию 1), но это только несколько уменьшит Qф Расширение желобов будет продолжаться Если "повезет" и обрушение будет интенсивным, желоба станут шире диаметра замков и УБТ, то проблема исчезнет вместе с исчезновением клиновых сил Если такого не происходит, то рекомендуется улучшить обстановку введением в буровой раствор смазывающих добавок, что позволит на некоторое время отсрочить наступление предкризисного состояния

3 Запасы прочности ниже допустимых, усилие на крюке приближается к предельному Отсутствует возможность (например, по организационным при-

чинам) повысить прочность секций БК Введение смазывающих добавок не дает ощутимого результата

Ситуация явно предкризисная Необходимо прекратить углубление скважины, поднять инструмент и приступить к специальным работам, описанным ниже

Значительная часть прихватов с бурильными колоннами (БК) связаны с желобообразованием дифференциальные прихваты и те, которые обусловлены увеличением во времени клиновых сил при движении замков бурильных труб и УБТ в желобных выработках

В извилистом стволе, где пространственные радиусы искривления колеблются по величине в широких пределах (от тысяч до десятков метров) величины км тоже разные, а вместе с этим различны и клиновые составляющие сил трения

Желоба в скважине, однажды сформировавшись, не остаются неизменными по форме и размерам Породы на стенках желобов под влиянием замков, горного давления, под влиянием физико-химических процессов между буровым раствором и породой, особенно глинистой, разрушаются, а желоба в результате становятся шире Через некоторое время текущая ширина желоба окажется существенно больше начальной ширины Следствием этого явится постепенное, от рейса к рейсу, нарастание усилий в колонне при её подъеме (и посадки -при спуске)

Когда ширина глубоких желобов приблизится к диаметру замков и УБТ, наступит то, что называется прихватом инструмента в желобах

Процесс нарастания усилий на крюке при подъеме поддается оперативному контролю и анализу, если вести компьютерный расчёт напряженного состояния бурильной колонны (БК) в сочетании с учетом динамики изменения фактических усилий в процессе проводки скважины. Из сказанного следует, что прихват БК, если он вызван желобообразованием, в принципе предсказуем

Если в скважине при ее углублении не происходят процессы формирования желобов или их самопроизвольного расширения, то должно наблюдаться "нормальное", пропорциональное росту глубины бурения, увеличение веса инструмента в состоянии покоя При этом должны сохраняться величины приращения (уменьшения) веса на крюке АС при подъеме (спуске) В противном случае, в связи с опережающим нарастанием клиновых сил сопротивления, будет возрастать (уменьшаться) с явным опережением усилие на крюке О при подъеме (спуске) Прогнозирование прихвата заключается именно в том, чтобы уловить появившуюся "непропорциональность" и с этого момента наладить оперативный контроль за "поведением" скважины.

На рис 4 приведены результаты компьютерного моделирования влияния расширения желобов во времени с использованием описанной в разд 3 компьютерной программы "Извил подъем хЬ" на базе фактических данных (по инк-линометрии, конструкции скважины и бурильной колонны) по скв 13-Лекеркская Видно, что по истечении 30 суток тачалось непропорциональное увеличение нагрузки на крюке при подъеме и соответствующее уменьшение

нагрузки при спуске Указанную "непропорциональность" можно обнаружить только при постоянном оперативном выполнении расчетов напряженного состояния колонны в процессе проводки скважины В результате удается заблаговременно предсказать время наступления предкризисной ситуации и предотвратить прихват и поломку инструмента

Для возможного случая, когда не удается избежать наступления предкризисной ситуации, разработана технология выведения обстановки из таковой

Время бурения сутки

Рис 4 Изменение усилий на крюке, минимальных запасов прочности в бурильной колонне и коэффициента расширения желобов в скв 13-Леккерская при бурении в интервале 3490 3640 м

Опасный в отношении прихватов желоб, как указывалось выше, имеет ширину, близкую к диаметру замка, но не больше его Следовательно, чтобы превратить опасный желоб в безопасный достаточно его расширить так, чтобы он стал на 2-3 мм больше диаметра замка БТ и самой большой утяжелённой трубы Такого расширения желоба можно добиться только применением специального инструмента-расширителя типа райбера, у которого диаметр по поро-доразрушающим элементам-резцам превышает наибольший диаметр элеменов БК на 2-3 мм Поскольку не известны размеры желобов по стволу и не исключено, что какие-то из них не превышают диаметр трубы (сохранили первона-

чальный размер), то нужно, чтобы райбер мог расширять жёлоб до заданного размера, начиная с диаметра трубы

Недопустимо вести проработку желобов калибраторами для бурения, диаметр которых равен диаметру долота Такая проработав приведет только к разрушению кромок желобов и сделает их еще более прихватоопасными Кроме того, лопасти калибратора, проваливаясь поочередно в жёлоб, инициируют динамические удары при вращении, которые могут завершиться поломкой лопастей или труб

Итак, желобной райбер (ЖР) должен обладать способностью разрушать полукольцо породы на дне желоба от диаметра трубы до диаметра, превышающего на 2-3 мм наибольший диаметр элемента КНБК или диаметр замка БТ, перемещаясь вниз по скважине Таким образом, ЖР является иородоразрушаю-щим инструментом для бурения кольцевого забоя с одновременным калиброванием желоба до заданного размера

Для эффективной работы ЖР необходимо, чтобы он был прижат к стенке скважины, и при этом была создана нагрузка в осевом направлении как при обычном бурении При установке ЖР вместо долота результата не будет, так как при этом не будет прижимающей силы, необходимой для разрушения породы

Проработку желобов необходимо вести роторным способом Источниками прижимающей силы являются искривление скважины и усилия осевого натяжения в колонне на концах участка искривления При недостаточной силе прижатия ЖР будет стремиться "выскочить" из жёлоба, и тогда не будет ни расширения, ни бурения кольцевого забоя

Необходимую длину бурильных труб и УБТ, .размещённых ниже ЖР и обеспечивающих необходимую силу прижатия райбера, рекомендуется определять по формуле

1 __^__^убт Л 74

тж 7 V^ ')

Isinqm 9,81 к cos ос 2 R4m

где F - запланированная сила прижатия на райбер,

I,-,,, - длина бесконтактного участка, рекомендуется принять равной 6 м,

R — радиус искривления скважины, м,

qm - масса пог м бурильной трубы,

ка - коэффициент облегчения труб в буровом растворе;

а - средний текущий зенитный угол на участке, заде

qm - масса пог м утяжеленной бурильной трубнц

1убт - длина утяжеленных труб

Возможно использование одновременно 1 - 3-х ЖР, размещённых по одному на каждую очередную трубу

В разделе 6 на конкретных примерах из практжи ©уреиия показаны возможности применения разработанных методик и ггратрамм для предсказания местонахождения разрушения бурильных труб (промывов ш поломок) методом

оперативного расчета напряженного состояния бурильных колонн в бурящейся скважине с применением программы "Извил подъемхк" Доказано, что места разрушения соответствуют сечениям с минимальным запасом выносливости

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Экспериментально подтверждена теория о термоциклическом механизме формирования желобов при трении бурильных труб о породу на искривленных участках скважины, в соответствии с которой максимальный диаметр желоба при его формировании не может быть больше диаметра трубы

2 Установлено, что желобообразование не зависит от твердости породы

3 Аналитически решена задача по определению глубины и ширины желоба в зависимости от параметров трубы и радиуса искривления скважины

4 Установлено, что с увеличением длины трубы максимально возможная глубина желоба увеличивается, и для конкретного радиуса искривления существует своя критическая длина трубы, соответствующая началу желобообразо-вания

5 Разработана методика расчета сил трения при движении колонны труб в наклонно направленных и горизонтальных скважинах, основанная на потруб-ном учете действующих сил, в том числе клиновых сил между замками бурильных труб и кромками желобов

6 Установлено, что механический прихват бурильных колонн может происходить в результате расширения во времени желобов до размеров, близких к диаметру замков или УБТ в результате, например, гидратации глин

7 При выборе участков искривления скважины в наклонно направленных скважинах не рекомендуется размещать их глинистых породах

8 Разработан комплекс программных средств для выбора оптимального профиля по критерию минимума сил прижатия и для расчета напряженного состояния бурильной колонны на стадии проектирования и в реальной скважине с извилистым профилем, описанным инклинометрическими измерениями

9 Обоснована и предложена для практического использования методика определения показателя извилистости ствола по данным инклинометрии, на основании которого можно оценить степень риска в отношении возможных прихватов бурильной колонны

10 Предложена методика косвенной оценки уровня сил сопротивления движению бурильной колонны в реальной скважине методом, основанном на анализе изменения нагрузки на долото во времени при бурении без подачи инструмента (методом "выработки забоя")

11 Предложен комплекс технических и технологических мер по предупреждению аномального увеличения сил сопротивления движению и вращению колонны труб, включающий выполнение тепловых расчетов в зоне трения, нормирование скорости движения колонны, корректировку КНБК и элементов бурильной колонны

12 Разработана методика прогнозирования предкризисной ситуации, предшествующей прихвату инструмента, путем оперативного анализа динами-

ки изменения усилий при подъеме и спуске инструмента в сочетании с моделированием этих процессов расчетным методом

13 Разработана технология выведения бурящейся скважины из предкризисного состояния, предусматривающая расширение желобов до диаметра замков или УБТ с помощью специальных желобных райберов и технологии расширения

14 На промысловом опыте доказана возможность прогнозирования мест разрушения бурильных труб на основе оперативного анализа запасов прочности и выносливости по длине бурильной колонны с помощью разработанной компьютерной программы расчета напряженного состояния бурильных труб в извилистой скважине при роторном бурении

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМ Е ДИСС ЕРТАЦИИ

1 Осипов ПФ, Злотников ГП Формирование желобов в наклонно и., правленных скважинах // Строительство нефтяных скважин на суше и ьа м оое -2006 — № 3, с 9-12

2 Осипов П Ф , Злотников Г П , Мымрин МН Расчет осевых усилий в бурильной колонне на участках набора и спада зенитного угла // Строительство нефтяных скважин на суше и на море -2006 -№ 4, с 17-20

3 Осипов П Ф , Быков В Г, Лужиков Д А , Мымрин М Л , Злотников Г П Экспериментальное исследование процесса желобообразования в наклонно направленных скважинах // Строительство нефтяных скважин на суше и на море -2006 -№ 5, с 11-13

4 Осипов П Ф , Злотников Г П Причины прихватов бурильных колонн в желобах // Строительство нефтяных скважин на суше и на море - 2006 - № 5, с 17-19

5 Злотников ГП , Осипов П Ф , Чупров И Ф Механизм образования при-хватоопасных желобов в глубоких скважинах // С б научных трудов Материалы 7-й научно-технической конференции Часть 1 - Ухта УГТУ - 2006 - с 138-143

6 Злотников ГП Оценка степени извилистости ствола и ее влияния на качество проводки скважины // Строительство нефтяных скважин на суше и на море -2007, №4 -С 2-4

7 Злотников Г П , Лахтионов С А , Мымрин М Н , Осипов П Ф Анализ причин промывов бурильных труб в глубоком бурении //Строительство нефтяных скважин на суше и на море -2007, №5 -С 16-18

8 Злотников ГП Возможности прогнозирования кризисной ситуации в отношении прихвата бурильной колонны // Строительство нефтяных скважин на суше и на море - 2007, № 6 -С 6-8

Соискатель

ГП Злотников

Уел печ л 1,2 Подписано в печать 13 09 2007 г Тираж 115 экз Заказ №213 Ухтинский государственный технический университет

Отдел оперативной полиграфии УГТУ 169300, Республика Коми, г Ухта, ул Октябрьская, 13

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Злотников, Георгий Павлович

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРИЧИН ПРИХВАТОВ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ.

1.1. Причины прихватов бурильных колонн.

1.2. Желобообразование и его причины.

1.3. Опыт предупреждения прихватов и поломок бурильных труб.

1.4. Постановка задач исследований.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ЖЕЛОБОВ.

2.1. Обоснование параметров опытной установки для исследования процесса желобообразования.

2.2. Экспериментальная установка и методика исследований.

2.3. Результаты исследований.

3, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ СО СТЕНКОЙ СКВАЖИНЫ НА УЧАСТКАХ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ.

3.1. Формирование желобов в скважине при термоциклическом воздействии на породы при трении труб в скважине.

3.2. Взаимодействие жёлоба с замком бурильной трубы.

3.3. Расчет осевых сил при движении бурильных и обсадных колонн.

3.3.1. Расчет растягивающих усилий на участке набора угла без учета влияния желобов.

3.3.2. Расчет растягивающих усилий на участке набора зенитного угла с учетом влияния желобов.

3.3.3. Расчет растягивающих усилий на участке спада зенитного угла без учета и с учетом влияния желобов.

3.4. Методики расчёта усилий и напряжённого состояния бурильной колонны на этапе проектирования скважины.

3.5. Компьютерная реализация методики расчёта усилий и напряжённого состояния бурильной колонны.

3.5.1. Программа расчёта осевых усилий, прижимающих сил в наклонно направленной скважине "Влияние hi.xls".

3.5.2. Программа расчёта осевых усилий, прижимающих сил в горизонтальной скважине "Влияние h]aopu3.xls".

3.5.3. Программа расчёта напряжённого состояния бурильной колонны в извилистой сважине "Извилподъём.хЬ".

4. РАСЧЕТ УСИЛИЙ И НАПРЯЖЁННОГО СОСТОЯНИЯ В БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЕ В ИЗВИЛИСТОЙ СКВАЖИНЕ.

4.1. Методика расчета осевых сил и моментов в бурильных трубах с учётом влияния желобов.

4.2. Методика расчета напряжённого состояния бурильной колонны в извилистой скважине и её компьютерная реализация.

4.3. Опенка степени извилистости скважины в процессе бурения.

L РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ПРИХВАТОВ БУРИЛЬНЫХ И ОБСАДНЫХ КОЛОНН В ИЗВИЛИСТОЙ СКВАЖИНЕ.

5.1. Методика оптимизации траектории наклонно направленной скважины по критерию минимума сил трения на участках искривления скважины и её компьютерная реализация.

5.1.1. Подготовка исходных данных для анализа вариантов профиля.

5.1.2. Расчёт вариантов профиляи их силовых характеристик.

5.2. Методы предупреждения прихватов и поломок бурильной колонны в желобных выработках.

5.2.1. Промысловые исследования сил трения методом "выработки забоя".

5.2.2. Инженерные и тепловые расчёты на различных этапах бурения.

5.2.3. Управление коэффициентом трения бурильной колонны о породу в скважине.

5.2.4. Управление скоростью движения колонны.

5.2.5. Выбор способов бурения и оптимизация режимов бурения и отработки долот.

5.3. Технико-технологические мероприятия по предупреждению предкризисной ситуации в отношении прихватов бурильных и обсадных колонн в желобных выработках.

5.3.1. Объём исходной информации для разработки предложений.

5.3.2. Прогнозирование предкризисной ситуации.

5.3.3. Расчёт ожидаемых температур в зоне трения бурильной колонны со стенкой скважины.

5.3.4. Выбор инструмента для бурения. Уточнение параметров КНБК по интервалам бурения.

5.3.5. Выбор конструкции базовых бурильных колонн по интервалам бурения.

5.4. Техника и технология приведения желобов в безопасное в отношении прихватов состояние.

5.4.1. Породоразрушаюший инструмент для проработки прихватоопасных желобов.

5.4.2. Технология проработки желобов.

5.5. Идентификация типа прихватов (возможных и происшедших).

5.5.1. Методика идентификации типа прихватов бурильной колонны.

5.5.2. Рекомендации по нейтрализации факторов, способствующих возникновению дифференциальных прихватов. ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА УСЛОВИЙ РАБОТЫ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН В

СКВАЖИНАХ. ПРОБУРЕННЫХ В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ.

6.1. Анализ напряжённого состояния бурильных колонн в бурящихся и пробуренных скважинах.

6.1.1. Экспертиза аварийных ситуаций при бурении условно вертикальной скв. 67-Югидская.

6.1.2. Экспертиза аварийных ситуаций при бурении под промежуточную колонну диаметром 245 мм (2-й ствол) скв. 1-Восточно-Лемвинская.

6.1.3. Экспертиза аварийных ситуаций при бурении под эксплуатационную колонну диаметром 168 мм (2-й ствол) скв. 1-Восточно-Лемвинская.

6.1.4. Экспертиза аварийных ситуаций при бурении под эксплуатационную колонну диаметром 168 мм наклонно направленной скв. 115-Кыртаельская.

6.2. Экспертный анализ случаев промыва бурильных колонн.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методов предупреждения прихватов и поломок бурильных труб на участках искривления ствола глубоких скважин"

Прихватом бурильной колонны называется ситуация, когда сумма сил от весовой составляющей колонны труб и сил сопротивления ее движению вверх либо превышает грузоподъёмность буровой установки, либо достигает таких значений, когда в одном из сечений колонны запас прочности уменьшается ниже допустимой величины. Аномальным вариантом прихвата также является случай, когда бурильный инструмент из-за возросших сил сопротивления не движется вниз при разрешённых значениях разгрузки инструмента в процессе его расхаживания.

Прихваты бурильных колонн, поломки бурильных труб связаны, как правило, с аномальными силовыми и моментными воздействиями на элементы бурильных колонн, из которых наиболее опасными являются силы трения и изгибающие моменты, возникающие в трубах. Наличие желобов способствует увеличению сил сопротивления движению колонны труб в скважине.

В данной работе получили дальнейшее развитие научно-методические положения, разработанные различными исследователями в области изучения механизма прихватов, причин поломок труб и разработке мер по их предупреждению.

Основное внимание уделено анализу технологической ситуации и прогнозированию возникновения предаварийной (предкризисной) ситуации на основе учёта влияния извилистости ствола, осложненного желобами, на силы сопротивления в скважине. Разработаны научно-методические основы расчёта этих сил, реализованные в виде "Инструкции по расчету дополнительных усилий в бурильных колоннах при бурении наклонно направленных скважин", в которых впервые учтено влияние желобов на силы сопротивления.

Разработаны и предложены принципиально новые рекомендации по прогнозированию прихватов, а также по предупреждению прихватов и поломок бурильных труб.

Предупреждение аварий с бурильными трубами в желобах сводится к решению трёх задач:

- предупреждение образования прихватоопасных желобов в вертикальных и наклонно направленных скважинах на этапе проектирования траектории и технологии бурения скважины;

- распознавание превращения желобов в прихватоопасные и приведение их в прихватобезопасное состояние;

- контроль за фактическим напряжённым состоянием всех элементов бурильной колонны в процессе проводки скважины в условиях наличия желоб-ных выработок и предупреждение поломок труб из-за локального уменьшения запасов прочности;

- планирование и осуществление мер по выведению скважины из предкризисного состояния в отношении возможных прихватов.

Решение перечисленных задач стало возможным благодаря полученным в последнее время новым научным данным о механизме формирования желобов и разработке новой методики расчёта сил трения в наклонно направленных или "извилистых" скважинах.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Прихваты бурильных колонн и вызванные ими поломки бурильных труб всегда сопровождали и, вероятнее всего, будут и в дальнейшем сопровождать строительство глубоких скважин. Из всего многообразия прихватов большая часть прямо или косвенно связана с желобообразо-ванием: заклинивание труб и прихваты под действием перепада давления (диффернциальные прихваты).

Анализ аварий и осложнений, связанных с жёлобобразованием, например, в филиале "Севербургаз", показал, что, несмотря на наметившуюся тенденцию уменьшения затрат времени на ликвидацию последствий аварий и осложнений, временные затраты на ликвидацию прихватов и аварий составляют многие сотни часов на 1000 м проходки. Из сказанного следует, что разработка научно обоснованных мер по предупреждению прихватов является актуальной задачей.

Цель работы. Разработка методов предупреждения прихватов и поломок бурильных колонн на участках искривления ствола глубоких скважин.

Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью в работе предусмотрено решение следующих задач:

- экспериментальное изучение процесса жёлобообразования при трении пары "сталь - порода" в условиях, моделирующих условия трения бурильных труб в скважине;

- аналитическая оценка процесса формирования желобных выработок и силового взаимодействия бурильных труб на искривлённых участках скважины;

- разработка методики расчёта напряжённого состояния бурильной колонны в извилистой скважине;

- разработка методик прогнозирования возможного прихвата и поломок бурильной колонны с реализацией их в виде компьютерных программ и технических средств и технологий по предупреждению прихвата.

Научная новизна:

Экспериментально установлено, что в результате интенсивного нагрева горной породы трением стального кольца о породу в среде глинистого раствора наблюдается послойное разрушение породы с образованием кольцевого желоба, а при трении в водной среде вследствие интенсивного охлаждения стального кольца порода не разрушается и желоб не образуется.

Доказано, что при определенных сочетаниях радиуса кривизны скважины, осевых усилий в бурильной колонне и длины трубы на искривленных участках скважины интенсивность термоциклического воздействия на породу при трении бурильных труб о стенки скважины при спускоподъемных операциях достаточна для образования желобов, диаметр которых равен диаметру трубы.

Установлено, что прихваты бурильных колонн в искривленных скважинах, в которых имеются желоба диаметром, равным диаметру трубы, или когда в процессе бурения возникли условия для их образования, объясняются возникновением и нарастанием клинового трения на замках бурильных труб при условии, что ширина желобов увеличивается во времени вследствие обрушения стенок желобов, а глубина желобов достаточна для проявления клинового трения. Обоснован и впервые предложен "показатель извилистости скважины" как нарастающая сумма (сверху вниз) относительных сил прижатия труб к стенке скважины, при этом по разности показателей извилистости фактического и проектных профилей можно объективно оценить качество ствола и прогнозировать возможное аномальное нарастание сил трения в скважине.

Практическая ценность:

- Методика расчёта осевых, прижимающих сил и моментов вращения в бурильной колонне с учётом влияния желобов, образовавшихся на искривленных участках скважины, применение которой обеспечивает существенное повышение точности расчетов колонн на прочность.

- Методика расчёта бурильных колонн в реальной скважине, осложнённой извилистостью траектории ствола, и реализующая ее компьютерная программа, применение которых обеспечивает расчёт напряжённого состояния бурильной колонны в бурящейся скважине и предупреждение разрушения бурильных труб.

- Методика по проектированию профиля наклонно направленных и горизонтальных скважин и реализующие её компьютерные программы, использование которых обеспечивает обоснованный выбор оптимального профиля на основе многовариантного экспертного анализа.

- Комплекс технических и технологических рекомендаций по предупреждению прихватов и аварий бурильных колонн в наклонно направленных и извилистых скважинах, применение которого обеспечивает прогнозирование предкризисной в отношении прихвата обстановки в скважине и выведение её из этого состояния.

Защищаемые положения:

1. Методика расчета параметров желобов на искривленных участках скважины, основанная на том, что желоба образуются в результате термоциклического воздействия на породу в процессе трения тела бурильных труб при спускоподъёмных операциях, обеспечивает существенное повышение точности расчётов усилий и моментов в колонне труб и прогнозирование прихвата бурильных и обсадных колонн в желобных выработках.

2. Методика расчета усилий и моментов, действующих на бурильную колонну в извилистой скважине, предусматривающая организацию итерационного расчетного цикла для уточнения сил трения на искривленных участках ствола скважины, обеспечивает существенное повышение точности расчета напряжений, запасов прочности элементов бурильной колонны с учётом клиновых сил в желобах и предупреждение разрушения бурильных колонн.

3. Комплекс предложенных технологических и технических мер, включающий выбор безопасного профиля наклонно направленной скважины, применение специальных КНБК, модернизацию базовой части бурильной колонны в процессе углубления скважины, применение укороченных стандартных труб, контроль за изменением темпа нарастания осевых сил и момента на вращение инструмента, обеспечивает прогнозирование и предупреждение прихвата колонн в желобах.

Методы исследований. Поставленные задачи решались с использованием комплекса методик, включающего: анализ и обобщение данных, опубликованных в отечественной и зарубежной литературе; экспериментальное исследование процесса формирования жёлоба; аналитические исследования силового взаимодействия бурильных труб со стенкой скважины; проведение численных экспериментов на компьютерных моделях процессов подъёма и спуска скважины. Полученные при проведении экспериментальных исследований результаты анализировались и обрабатывались методами математической статистики.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом аналитических исследований и экспериментов в стендовых и производственных условиях, близкой сходимостью расчетных показателей с данными практики бурения, положительными результатами внедрения полученных в работе рекомендаций.

Апробация работы.

Результаты исследований докладывались: на Всероссийской научно-практической конференции "Передовые технологии строительства скважин" в г, Пермь (ноябрь 2004 г.), Всероссийских научно-технических конференциях "Севергеоэкотех" при Ухтинском государственном техническом университете в 2005-2007 годах, научно-технических семинарах "СеверНИПИгаз" и филиала "Севербургаз" (г. Ухта).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 8 статьях, в том числе 7 - в журнале "Строительство нефтяных скважин на суше и на море".

Структура и объём работы.

Диссертационная работа изложена на 159 стр., состоит из 6 разделов (глав), содержит 70 рисунков, 4 таблицы.

Благодарности.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору П.Ф. Осипову за большую и постоянную помощь в постановке и решении задач исследований по теме диссертации.

Неоценимую помощь в подготовке диссертационной работы оказали кафедра бурения УГТУ во главе с профессором В.Ф. Буслаевым, коллеги по Службе заказчика по ГРР и строительству скважин ООО "Севергазпром" во главе с Н.И. Кузнецовым, коллеги ООО «Вуктылгазгеофизика» во главе с директором А. В. Скобелевым, к которым автор испытывает чувство глубокой благодарности.

Заключение Диссертация по теме "Технология бурения и освоения скважин", Злотников, Георгий Павлович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

1. Экспериментально подтверждена теория о термоциклическом механизме формирования желобов при трении бурильных труб о породу на искривлённых участках скважины, в соответствии с которой максимальный диаметр желоба не может быть больше диаметра трубы.

2. Установлено, что желобообразование не зависит от твёрдости породы.

3. Аналитически решена задача по определению глубины и ширины жёлоба в зависимости от параметров трубы и радиуса искривления скважины.

4. Установлено, что с увеличением длины трубы максимально возможная глубина жёлоба увеличивается, и для конкретного радиуса искривления существует своя критическая длина трубы, соответствующая началу жёлобообразования.

5. Разработана методика расчёта сил трения при движении колонны труб в наклонно направленных и горизонтальных скважинах, основанная на потрубном учёте действующих сил, в том числе клиновых сил между замками бурильных труб и кромками желобов.

6. Установлено, что механический прихват бурильных колонн может происходить в результате расширения во времени желобов до размеров, близких к диаметру замков или УБТ в результате, например, гидратации глин.

7. При выборе участков искривления скважины в наклонно направленных скважинах не рекомендуется размещать их в глинистых породах.

8. Разработан комплекс программных средств для выбора оптимального профиля по критерию минимума сил прижатия и для расчёта напряжённого состояния бурильной колонны на стадии проектирования и в реальной скважине с извилистым профилем, описанным инклинометрическими измерениями.

9. Обоснована и предложена для практического использования методика определения показателя извилистости ствола по данным инклинометрии, на основании которого можно оценить степень риска в отношении возможных прихватов бурильной колонны.

10. Предложена методика косвенной оценки уровня сил сопротивления движению бурильной колонны в реальной скважине методом, основанном на анализе изменения нагрузки на долото во времени при бурении без подачи инструмента (методом "выработки забоя").

11. Предложен комплекс технических и технологических мер по предупреждению аномального увеличения сил сопротивления движению и вращению колонны труб, включающий выполнение тепловых расчётов в зоне трения, нормирование скорости движения колонны, корректировку КНБК и элементов бурильной колонны

12. Разработана методика прогнозирования предкризисной ситуации, предшествующей прихвату инструмента, путём оперативного анализа динамики изменения усилий при подъёме и спуске инструмента в сочетании с моделированием этих процессов расчётным методом.

13. Разработана технология выведения бурящейся скважины из предкризисного состояния, предусматривающая расширение желобов до диаметра замков или УБТ с помощью специальных желобных райберов и технологии расширения.

14. На промысловом опыте доказана возможность прогнозирования мест разрушения бурильных труб на основе оперативного анализа запасов прочности и выносливости по длине бурильной колонны с помощью компьютерной программы расчёта напряжённого состояния бурильных труб в извилистой скважине при роторном бурении.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Злотников, Георгий Павлович, Ухта

1. Абдурахманов М.Т., Кагарманов Н.Ф. Оптимизация профилей горизонтальных скважин // Пути интенсификации добычи нефти: Сб. тр. ин-та БАШНИПИНефть. -Уфа: 1989.-Вып. 80.

2. Аветисян Н.Г., Григорьев В.И. О воздействии на стенку скважины изогнутого и вибрирующего низа бурильной колонны // Реферат, сборник "Бурение". 1964. -№9.

3. Александров М.М. Определение сил сопротивления при бурении скважин. М.: Недра, 1965.-с. 176.

4. Александров М.М. Силы сопротивления при движении труб в скважине. М.: Недра, 1978.- с.209.

5. Александров М.М. Взаимодействие колонны труб со стенками скважины. М.: Недра, 1982.

6. Булатов А.И. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1977.

7. Васильев Ю.С., Калинин А.Г., Попов В.М. О зависимости между нагрузками на крюке при подъёме, спуске и нагрузками на забое в скважине, искривлённой с малой интенсивностью // Труды ВНИИБТ. 1965. - Вып. 14.-е. 102-105.

8. Винярский Р.В., Пришляк Р.Е., Клюнь М.Е., Булатов КВ. Исследование процесса образования желобных выработок // Нефтяное хозяйство 1983. - № 3. - С.12-13.

9. Вудс Г., Лубинский А. Искривление скважин при бурении. М.: Гостоптехиздат, 1960.-с. 160.

10. Галимов М.А., Самотой А.К Гидродинамические способы ликвидации прихватов бурильных колонн. Обзорная информация, серия "Бурение". М.: ВНИИО-ЭНГ, 1981.

11. Дерягин Б.В. Что такое трение. М.: Изд-во АН СССР. - 1963. - с.230.

12. Дуркин В.В. Разработка технологии буровых растворов и промывки наклонно направленных скважин в осложнённых условиях. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Ухта: УГТУ, 2004.

13. Дуркин В.В., Дашук Ю.Г., Осипов П.Ф. Методические основы управления очисткой ствола наклонно направленной скважины // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2004 - № 1. - С. 28-32.

14. Зарубежная техника и технология ликвидации прихватов колонн труб в глубоких скважинах / И.А. Серенко, Н.А. Сидоров, Ю.А. Пешалов и др. 03JT, серия "Бурение" -М.: ВНИИОЭНГ, 1977.

15. Зейналов Ф.Ю. Определение закономерности изменения дополнительных нагрузок при подъёме бурильной колонны из наклонной скважины // АзИНТИ. 1966.- № 3. с. 10-23.

16. Зюзев В.А. Возникновение желобов и предупреждение прихватов при бурении скважин на Вуктыльском газоконденсатном месторождении (ГКМ) // Реф. сб. ВНИИЭгазпром. 1987. - № 1. - С. 22-27.

17. Инструкция по ликвидации прихвата колонны труб в глубоких скважинах гидроимпульсным способом (ГИС). М.: ВНИИБТ - Институт механики МГУ, 1972.

18. Инструкция по установке нефтяных ванн для ликвидации прихватов. Краснодар, ВНИИКРнефть, 1974.

19. Инструкция по борьбе с прихватами колонны труб при бурении скважин. М.: Недра, 1976.

20. Инструкция по расчету бурильных колонн. М.: 1997. - с. 156.

21. Исследование динамики движения колонны труб в наклонной скважине / М.П. Гулизаде, К.Б. Шахбазбеков, В.О. Рапопорт и др. II Нефть и газ. 1964. - с.23-28.

22. Киселъман МЛ. Износ обсадных колонн // РНТС "Бурение". 1965. - № 1.

23. Крагелъский И.В., Щедрое B.C. Развитие науки о трении. М.: Изд-во АН СССР.- 1956.-С.235.

24. Коломоец А.В. Предупреждение и ликвидация прихватов в разведочном бурении.-М.: Недра, 1983.

25. Кошелев Н.Н., Сидоров Н.А., Фролов ЕЛ. Измерения конфигурацииствола скважины и связанные с ними осложнения. Обзор. Информ. Сер. Бурение. - М.: ВНИИОЭНГ, 1983.

26. Кузнецов В.Д. Физика твёрдого тела. Томское книжное изд-во. - 1947. - том 4.-с. 102.

27. Кудряшов Б.Б., Яковлев A.M. Бурение скважин в осложненных условиях. М.: Недра, 1987. - С. 269.

28. Кулиев С.М., Есъман Б.И., Габузов Г.Г. Температурный режим бурящихся скважин. М.: Недра, 1968. - С. 186.

29. Методическое руководство по распознаванию, прогнозированию и предупреждению прихватов колонн труб методом последовательной диагностической процедуры. Краснодар: ВНИИКРнефть, 1977.

30. Миленький A.M. Развитие исследований и технико-технологических решений по предупреждению образования желобных выработок в стволах направленных скважин. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Ухта: УГТУ, 2001.

31. Миленький A.M., Буслаев В.Ф. Прогноз интенсивности желобообразовний в зависимости от способа бурения. Ухта: УГТУ, 2000. - Вып. 4. - С. 49-54.

32. Новый способ предупреждения прихватов колонны труб в скважине. Техника и технология промывки и крепления скважин / Н.Н. Кошелев, А.К. Самотой, М.А. Галимов и др. // Труды ВНИИКР нефти. вып. 10. - Краснодар: ВНИИКРнефть., 1976.-с. 3-8.

33. Осипов П.Ф., Чупров И.Ф., Фомин А.С. Причины прихвата алмазных долот и долот ИСМ на забое при турбинном бурении // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2005 - № 9. - С. 31-33.

34. Осипов П.Ф. Влияние замков бурильных труб на изгибные напряжения на участке набора зенитного угла // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2005 -№ 12. - С.11-13.

35. Причины прихватов бурильного инструмента, способы их предупреждения и ликвидации / М.К. Сеид-Рза, Н.М. Шерстнев. А.О. Бабаев и др. Баку: Азербайджанское государственное изд-во. 1975.

36. Пластинина ЕВ., Миленький A.M., Андронов И.Н. Исследование поперечных сил в бурильной колонне при проводке направленных скважин. // Тезисы докл. науч-но-техн. конф. Сыктывкар. - 2000.

37. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и методы ликвидации аварий и осложнений в бурении. М.: Недра, 1987.

38. Рапин В.А. Танкибаев М.А. Классификация видов и технических средств оптического исследования скважин // Труды КазНИГРИ. Вып. 4. - М.: Недра, 1972.

39. РабиаХ. Технология бурения нефтяных скважин. М.: Недра, 1989. - с.413.

40. Самотой А.К. Предупреждение и ликвидация прихватов труб при бурении скважин. М.: Недра, 1979.

41. Самотой А.К., Серенко И.А. Исследование причин возникновения прихватов, совершенствование способов их предупреждения и ликвидации. Тематические научно-технические обзоры. М.: ВНИИОЭНГ, 1979.

42. Самотой А.К. Анализ эффективности способов ликвидации прихватов. Обзор, информ. Сер. Бурение. -М.: ВНИИОЭНГ, 1983.

43. Самотой А.К. Прихваты колонн при бурении скважин. М.: Недра, 1984. -с.203.

44. Сидоров Н.А., Ковтунов Г.А. Осложнение при бурении скважин. М.: Гостоп-техиздат, 1959.

45. Сидоров НА., Кошелев Н.Н., Фролов Е.Г. Профилеметрия и жёлобометрия как средство предупреждения некоторых видов осложнений и аварий при бурении скважин // РНТС "Бурение". 1974. - № 10. - С. 54-60.

46. Степанов Я В. Моделирование и прогноз осложнений при бурении скважин. -М.: Недра, 1989.

47. Султанов Б.З., Фоминых В.Г. К вопросу жёлобообразования при бурении глубоких скважин // Нефть и газ. 1967. - № 10.

48. Сушон Л.Я., Емельянов П.В., Муллагалиев Р.Т. Управление искривлением наклонных скважин в Западной Сибири. М., Недра, 1988. С. 124.

49. Танкибаев М.А. Желобообразование при бурении скважин. Алма-Ата, 1974.

50. Тимофеев Н.С., Вугин Р.Б., Яремийчук Р.С. Усталостная прочность стенок скважины. М.: Недра, 1972.

51. Фролов Е.П., Кошелев Н.Н., Алишанян P.P. Механизм жёлобообразования и некоторые основные факторы, определяющие его развитие // НТС "Бурение". -1970.-№7.

52. Щербань А.Н., Черняк В.П. Прогноз и регулирование теплового режима при бурении глубоких скважин. М.: Недра, 1974. С. 247.

53. Харьков В.А. О статическом усилии, необходимом для подъёма колонны труб из искривлённой скважины // Нефтяное хохзяйство. 1959. - № 5. - с. 27-32.

54. Хрущев ММ., Бабичев М.А. Исследование металлов и сплавов при трении об абразивную поверхность // Трение и износ в машинах. Изд-во АН СССР, 1966.

55. Чупров И.Ф., Осипов П.Ф. Оценка приращения температуры в зоне трения при подъеме бурильной колонны в наклонно направленной скважине // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2005 - №7. - С. 6-8.

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

57. Ясов В.Г., Мыслюк М.А. Осложнения в бурении. Справочное пособие. М.: Недра, 1991. -с.334: илл.

58. Ясов В.Г. Образование желобов в скважине и определение силы прихвата инструмента в них // НТЖ "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море". М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2003. - № 8. - С. 17 - 19.

59. Neal Davis. How to drill Troublesome Shales/ Drilling, 1976, VI, vol. 37, No 9, pp. 33-36.

60. Kendall H.A., Norton P. Clay Mineralogy and Solutions to the Clay Problems in Nor-wey. Journal of Petroleum Technology, 1974,1, pp. 25-32.

61. John L. Kennedy. Potassium based drilling mud holds problem, shales in tests. - Oil and Gas J. - 1973. 30/VII, vol 71, No. 31, pp. 110-112.

62. Outmans H.D. Spot fluid quickly to free differentially stuck pipe. Oil and Gas J. -1974. 15/VII, vol 72, No. 28, pp. 65-68.

63. Mondshine T.C. How to measure and improve lubrieity of drilling muds. World Oil. - 1971, 1/VIII, vol. 173, No. 2, pp. 43-44.

64. Mondshine T.C. Tests show potassium mud versatility. - Oil and Gas J. - 1974. 22/IV, vol. 72, No. 16, pp. 120-122, 127-130.

65. Thomas R. Wood. U-tube method free stuck pipe. Oil and Gas J. - 1975. 31/III, vol. 73, No. 13, pp. 92,97,101, 104.

66. Brouse M. How to handle stuck pipe and fishing problems. World Oil. - 1982, November, December. 1983, January.

67. Осипов П. Ф., Злотников Г. 77. Формирование желобов в наклонно напрвленных скважинах // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -2006.-№3, с. 9-12.

68. Осипов П. Ф., Злотников Г. П., Мымрин М. Н. Расчёт осевых усилий в бурильной колонне на участках набора и спада зенитного угла // Строительствонефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2006. - №4. - С. 17-20.

69. Ю.Осипов П.Ф., Быков В.Г. Лужиков Д.А., Мымрин М. Н., Злотников Г. П. Экспериментальное исследование процесса жёлобообразования в наклонно направленных скважинах // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море.-2006.-№5.-с. 11-13.

70. Х.Осипов П. Ф., Злотников Г. П., Причины прихватов бурильных колонн в желобах // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море.-2006.-№5. -с. 17-19.

71. Злотников Г. П., Осипов П. Ф., Чупров И.Ф., Механизм образования прихвато-опасных желобов в глубоких скважинах // Сборник научных трудов. Материалы 7-й научно-технической конференции. Часть 1.- Ухта: УГТУ. 2006. - с. 138143.

72. Злотников Г. П. Возможности прогнозирования кризисной ситуации в отношении прихвата бурильной колонны // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2007. - №6.- с. 6-8.