Разделы презентаций


Р оссийский Г осударственный У ниверситет НЕФТИ и ГАЗА имени И.М презентация, доклад

Рассмотрим случай, когда производится подъем колонны без вращения. В этом случае появляется сила трения, которая направлена вниз по оси скважины (против направления движения)где Fрез - результирующая силаmg – вес колонныα –

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Российский Государственный Университет
НЕФТИ и ГАЗА имени И.М. Губкина

«ОЦЕНКА УМЕНЬШЕНИЯ СИЛ

ТРЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ О СТЕНКИ СКВАЖИНЫ ПРИ ЕЕ ВРАЩЕНИИ»


Презентацию подготовил:

Ливанов Д.Д.
научный руководитель: доцент, к.т.н. Балицкий В.П.

Российский Государственный УниверситетНЕФТИ и ГАЗА имени И.М. Губкина«ОЦЕНКА УМЕНЬШЕНИЯ СИЛ ТРЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ О СТЕНКИ СКВАЖИНЫ ПРИ

Слайд 2Рассмотрим случай, когда производится подъем колонны без вращения. В этом

случае появляется сила трения, которая направлена вниз по оси скважины

(против направления движения)

где
Fрез - результирующая сила
mg – вес колонны
α – зенитный угол
Fтр – сила трения
k – коэффициент трения
скольжения



Результирующая сила при подъеме без вращения равна:
Fрез = Fтр + mg∙cos α = k∙mg∙sin α + mg∙cos α = mg(k∙sin α + cos α )

Рассмотрим случай, когда производится подъем колонны без вращения. В этом случае появляется сила трения, которая направлена вниз

Слайд 3Сила трения действует в направлении, противоположном направлению результирующего вектора скорости,

и так же как и скорость может быть разложена на

две составляющие.

ϑк

ϑос

ϑрез

Fтр

Fтрос

ϕ

ϕ

где
Fтр =k ∙ N – сила трения,
N – нормальная сила
Fтрос – осевая сила трения





Чем больше ϑк , тем больше угол ϕ и отклонение Fтр от оси, следовательно, меньше осевая сила трения, а значит легче поднимать колонну из скважины.

Подъем с вращением колонны

где
ϑрез – результирующая скорость
ϑк = ωR – касательная скорость
ϑос – осевая скорость


движение

Сила трения действует в направлении, противоположном направлению результирующего вектора скорости, и так же как и скорость может

Слайд 4
ϕ = arctg (ϑк /ϑос) =
= arctg (ωR/ϑос)



тогда Fтрос = Fтр ∙ cos ϕ
Где:
R – радиус

БТ
ω - угловая скорость
ϑос - скорость подъема колонны

Найдем угол ϕ из прямоугольного треугольника
с известными катетами скоростей

где
ϕ = arctg (ωR/ϑос)

При ω → ∞ Fтрос → 0 на прямолинейном наклонном участке

ϕ = arctg (ϑк /ϑос) = = arctg (ωR/ϑос) тогда Fтрос = Fтр ∙ cos ϕ

Слайд 5Fрез = Fтрос + mg∙cos α = Fтр ∙ cos

ϕ + mg∙cos α = k ∙ mg∙sin α ∙

cos ϕ + mg∙cos α =

= mg(k∙sin α ∙ cos ϕ + cos α )

α

mg

Fрез

ϑк

Результирующая сила при подъеме с вращением равна

где
ϕ = arctg (ωR/ϑос)

Fрез = Fтрос + mg∙cos α = Fтр ∙ cos ϕ + mg∙cos α = k ∙

Слайд 6Введем функцию W1(n) как отношение результирующей силы при подъеме колонны

с вращением к результирующей
силе при подъеме без вращения
W1(n) =

F’’/ F’ = mg(k∙sin α ∙ cos ϕ + cos α ) /mg(k∙sin α + cos α ) =
= (k∙sin α ∙ cos ϕ + cos α ) /(k∙sin α + cos α)

Где:
F’’ – результирующая сила с вращением колонны
F’ – результирующая сила без вращения
α – зенитный угол
k – коэф. трения
ϕ = arctg (ωR/ϑос)


ω = π ∙ n / 30
где n – частота вращения колонны

С помощью функции W1(n) можно наглядно
увидеть как влияет вращение колонны в скважине на уменьшение силы трения

Введем функцию W1(n) как отношение результирующей силы при подъеме колонны с вращением к результирующей силе при подъеме

Слайд 7Спуск колонны с вращением
Fрез = F’’ = mg·cos α –

Fтрос = mg·cos α – Fтр·cos ϕ = mg(cos α

- k·sin α·cos ϕ)

при cos ϕ = 1 колонна перестает вращаться

Введем функцию W2(n) как отношение результирующей силы без вращения к результирующей силе с вращением при спуске колонны в скважину

W2(n) = F’/ F’’ = (cos α - k∙sin α) / (cos α - k∙sin α ∙ cos ϕ)

Спуск колонны с вращениемFрез = F’’ = mg·cos α – Fтрос = mg·cos α – Fтр·cos ϕ

Слайд 8α

*коэффициент трения = 0,3
синим цветом показан спуск, красным

– подъем

α*коэффициент трения = 0,3  синим цветом показан спуск, красным – подъем

Слайд 9*коэффициент трения = 0,3
синим цветом показан спуск, красным

– подъем

*коэффициент трения = 0,3  синим цветом показан спуск, красным – подъем

Слайд 10Предельные углы при спуске бур. колонны находятся из условия равновесия



mg·cos α = Fтрос
mg·cos α = Fтр·cos ϕ

Предельные углы при спуске бур. колонны находятся из условия равновесия mg·cos α = Fтрос  mg·cos α

Слайд 11Рассмотрим участок набора кривизны
Определим усилие Pн , оно обусловлено силами

трения и собственным весом на
искривленном участке.
Pн = Fтр +

Qос = k |-2qRи(cos αк – cos α) – Pк Δ α – qRиsin αк Δ α|· cos ϕ + |qRи(sin αк - sin α)|

где
αн ; αк - зенитные углы в начале и конце участка
Rи - радиус искривления
q - вес 1 метра бур. колонны
dl ; dα - длина и угол элементарного участка
Pк ; Pн - осевое усилие в конце и начале участка
P - касательная сила, действующая на эл. участок

где
Fтр – сила трения в искривленном участке
Qос – осевая проекция веса
бурильной колонны


Рассмотрим участок набора кривизныОпределим усилие Pн , оно обусловлено силами трения и собственным весом на искривленном участке.Pн

Слайд 12α

*синим цветом показан спуск, красным – подъем

α*синим цветом показан спуск, красным – подъем

Слайд 14*пунктирная линия – спуск
сплошная – подъем
α
Разница нагрузки при подъеме


без вращения и с вращением:
при зенитном угле α =

30 ° 8,8 т
при зенитном угле α = 60 ° 14,8 т

Информация по скважине:
Длинна вертикального участка l3 = 500 м
Радиус искривления Rи = 400 м
Длина прямолинейного наклонного участка l1 = 1800 м

*пунктирная линия – спуск сплошная – подъемαРазница нагрузки при подъеме без вращения и с вращением: при зенитном

Слайд 15Вывод:
1. Спуск/подъем и бурение с вращением бурильной
колонны существенно уменьшает

силу трения о стенки скважины.
2. Это позволяет применять БУ меньшей

мощности, а значит меньшей стоимости.
3. Расчеты показывают, что нагрузка на крюке при подъеме с вращением может уменьшаться до 25%
4. Вычислено влияние частоты вращения бурильной колонны при конкретном профиле скважины на предельный угол заключительного прямолинейного наклонного участка.
Вывод:1. Спуск/подъем и бурение с вращением бурильной колонны существенно уменьшает силу трения о стенки скважины.2. Это позволяет

Слайд 16Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика