Обгрунтовано застосування основних теоретичних законів розподілу ймовірності виникнення геологічних ускладнень різного ступеня важкості на родовищах ДП "Укрбургаз". Запропоновано застосовувати емпіричний закон розподілу результативності нової техніки як критерій її ефективності. У якості математичної моделі відповідного потоку виникнення ускладнень прийнято потік Пуассона, характеристики якого дозволили з достатньою точністю визначити основні параметри системи, пов'язаної з виконанням заявок на ліквідацію ускладнень та аварій, спричинених втратою рухомості бурильної колони. Визначено оптимальну кількість технічних засобів, призначених для реалізації дискретно-розподілених ударних навантажень у стаціонарному стані системи. Розглянуто у часі перехідний період, пов'язаний із відновленням стаціонарності стану.

У зв'язку з відсутністю узагальненої класифікації бурових вібросит за конструктивними ознаками є доцільним її розроблення. Проведено аналіз конструктивних виконань вібросит та визначено загальні спільні та відмінні технічні рішення в їх конструкціях, які впливають на ефективність очищення промивальної рідини від твердої фази. Розглянуто особливості конструкції бурових вібросит різних фірм виробників. На основі результатів теоретичних досліджень розроблено структурну схему класифікації вібросит за конструктивними ознаками. Запропоновано класифікацію бурових вібросит, яка може бути корисною при розробленні нових конструкцій та модернізації існуючих зразків, а також для бурових організацій в процесі вибору вібросит для конкретних умов використання та їх раціональної експлуатації.

Під час експлуатації свердловин штанговими насосними установками часто спостерігаються відмови свердловинного обладнання, особливо колон насосних штанг та колон насосно-компресорних труб. Найчастіше відмови колони насосних штанг відбуваються на викривлених ділянках свердловин внаслідок їх тертя до колони насосно-компресорних труб. У результаті спрацювання матеріалу зменшується поперечний переріз насосної штанги, що призводить до її обриву. Для підвищення терміну експлуатації як колон насосних штанг, так і колон насосно-компресорних труб застосовуються спеціальні пристрої - протектори. Проаналізувавши існуючі конструкції протекторів, виявлено, що окрім захисту від спрацювання необхідною їх функцією повинна бути здатність амортизувати удари колони насосних штанг до колони насосно-компресорних труб. З метою вирішення цієї проблеми запропоновано нову конструкцію протектора, що передбачає можливість амортизації за рахунок форми конструктивних елементів - пелюсток. З використанням імітаційного моделювання встановлено величину радіального зусилля, що може сприйматися пелюстками протектора, перевірено міцність різьбового з'єднання насосних штанг та визначено величину гідравлічних втрат під час руху флюїду у колоні насосно-компресорних труб у випадку використання протектора.

Дослідження технічних показників устаткування для гідроабразивного відрізання обладнання з фонтануючої нафтогазової свердловини виконується з метою можливості проведення надійного, оперативного демонтажу пошкодженого гирлового обладнання. Дослідження проводяться на прикладі експлуатаційної нафтогазової свердловини, де виникла аварія - відкритий фонтан. Вибрані методи дослідження - це системний аналіз експлуатаційних параметрів та математичне і комп'ютерне моделювання. Результати даних досліджень є основою для проектування, виготовлення та подальших експериментальних і промислових досліджень устаткування для гідроабразивного відрізання обладнання з фонтануючої свердловини. Створення високоефективного устаткування для демонтажу пошкодженого обладнання забезпечить значне прискорення ліквідації складних техногенних аварій - відкритих нафтогазових фонтанів.

Розглянуто результати вивчення мінералогічної будови матриці порід-колекторів неогенових відкладів газових та газоконденсатних родовищ Більче-Волицької зони Передкарпатського прогину за результатами ядерно-фізичних методів. Наведено розподіл мінералів, що входить до складу матриці порід у гельветських, баденських та сарматських ярусів Більче-Волицької зони Передкарпатського прогину. Встановлено особливості будови відкладів геологічного розрізу неогенової системи, які негативно впливають на покази та результати геофізичних методів. Встановлено основні складові будови матриці порід, їх структуру, а також розроблено ряд методик оперативної та заключної інтерпретації результатів комплексу ГДС з врахуванням мінерального складу та структури породи-колектора.

На засадах системного підходу сформовано модель насосного агрегата нафтоперекачувальної станції як єдиної системи з підсистемами різної фізичної природи. Формалізовано математичну модель ефективності та надійності синхронного двигуна та відцентрового насоса залежно від витрати рідини при зміні частоти обертання роторів агрегата. Встановлено, що екстремальні значення показників ефективності та надійності досягаються за різних значеннях витратного навантаження, що вимагає залучення методів багатокритеріальної оптимізації для знаходження "узгодженого оптимуму" з метою вибору режиму роботи насосного агрегата.

Розглянуто питання впливу зовнішніх факторів, зокрема барометричного тиску, температури і вологості атмосферного повітря, а також фізичних властивостей паливного газу на потужність і економічність поршневих газоперекачувальних агрегатів в умовах компресорних станцій підземних сховищ газу. На основі проведених експериментів визначено індикаторну потужність і ефективний коефіцієнт корисної дії силової частини газомотокомпресора і побудовано кореляційні залежності від вказаних параметрів. Регресійний аналіз отриманих залежностей дозволив отримати емпіричні формули для визначення індикаторної потужності та ефективного ККД силових циліндрів у різних кліматичних і погодних умовах, що надає змогу прогнозувати режими експлуатації компресорних станцій ПСГ з урахуванням зовнішніх впливів.

Розроблено і побудовано багатофункціональний експериментальний стенд-макет лінійної частини газопроводу для комплексних досліджень руху двофазних потоків прозорими фасонними елементами трубопроводів, руху внутрішньотрубних засобів трубопроводами, ефективності очищення трубопроводів різними способами. Наведена принципова схема експериментального стенду, описана методика експериментальних досліджень ерозійного зношування фасонних елементів (відводів, трійників) трубопроводів. Місця інтенсивного ерозійного зношування відводів, трійників виявлялись експериментальним шляхом та комп'ютерним моделюванням багатофазних потоків в програмному комплексі ANSYS Fluent R17.0 Academic. Для трійників дослідження виконувались для різних схем руху потоку (потік рухається магістраллю трійника і з магістралі частина потоку перетікає у відвід трійника; потік рухається магістраллю трійника із магістралі направляється у відвід трійника; потік рухається відводом трійника і з нього спрямовується у одну з сторін магістралі трійника). Для експериментального виявлення місць ерозійного зношування фасонних елементів трубопроводів їх внутрішня поверхня фарбувалась трьома шарами червоної фарби. Місце інтенсивного ерозійного зношування прозорих фасонних елементів трубопроводів визначалось шляхом виявленням місць їх внутрішньої поверхні з видаленою двофазним потоком фарбою. Результати комп'ютерного моделювання були візуалізовані в постпроцесорі програмного комплексу побудовою полів швидкості ерозійного зношування на контурах фасонних елементів. Отримані результати є корисними для фахівців, які займаються обстеженням магістральних газопроводів.

Проаналізовано можливості використання інформаційно-комунікаційних технологій під час підготовки проектної документації для техніко-технологічного забезпечення процесу буріння. Виконано аналіз та запропоновано шлях адаптації відомих навчальних платформ задля посилення проектно-орієнтованих підходів у підготовці студентів нафтогазового профілю. Представлено концепцію інформаційної системи проектування, запропоновано її структуру та розроблено окремі блоки системи, які охоплюють сукупність засобів та методів, що дозволяють користувачу збирати, зберігати, передавати і обробляти відібрану інформацію. Запропонована навчальна система спрямована на формування графічної компетентності майбутнього інженера та досягнення нової якості освітніх технологій і оперативного наповнення єдиного інформаційного середовища. При створенні інформаційної навчальної системи проектування бурового обладнання використано блочно-модульний принцип у вигляді окремих елементів або файлів, які утворюють логіко-ієрархічну структуру, що дозволило легко диференціювати розділи та модулі системи. інформаційну систему реалізовано на прикладі обладнання бурової установки, яке використовується для виконання робіт у процесі спорудження свердловин. Базовий блок системи дозволяє користувачеві ознайомитись із існуючими загальними вимогами і нормативними документами до оформлення різноманітних конструкторських документів, вибирати типове бурове обладнання, яке складається із стандартних або типових елементів і вузлів, за 3D моделями ознайомитись із їх типовими конструкціями, отримувати довідкові дані для розробки конструкції.

Охарактеризовано будову і системи розробки багатопластових газових родовищ за умов газового режиму. Наведено відому методику прогнозування технологічних показників розробки двопластового газового родовища спільною сіткою свердловин при експлуатації їх з постійною депресією в кожному пласті. Для інших технологічних режимів експлуатації свердловин розрахункові методики відсутні. Розроблено методику прогнозування технологічних показників розробки двопластового газового родовища спільною сіткою свердловин за постійного дебіту газу. Методику апробовано для умов гіпотетичного газового родовища. За результатами апробації методику можна рекомендувати для прогнозування технологічних показників розробки реальних двопластових газових родовищ.

Індекс рубрикатора НБУВ: И131-5 + К280.4

Рубрики:

Буріння свердловин

Стани та структура твердих сплавів

Шифр НБУВ: Ж23665 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено технологію термохімічного оброблення привибійної зони пласта в нафтовидобувних свердловинах. Запропоновано використовувати для разплавлення органічного кольматанта экзотермічні реакції між новими реагентами. Наведено результати термохімічних розрахунків теплових эфектів реакцій і підвищення температури реакційного середовища і продуктивного пласта.

Цементування обсадних колон є одним із найважливіших етапів будівництва нафтових і газових свердловин. Від якості цементування залежить як подальше проведення буріння свердловини так і її експлуатація після завершення буріння. Одним із найвідповідальніших елементів оснащення обсадних колон є зворотний клапан. У результаті аналізу існуючих конструкцій зворотних цементувальних клапанів виявлено ряд недоліків. Для пришвидшення спуску обсадних колон і підвищення якості їх цементування вдосконалено конструкцію зворотного цементувального клапана, який дозволяє автоматично заповнити буровим розчином обсадну колону при її спуску та проводити контрольну перевірку герметичності різьбових з'єднань до цементування колони. Для прикладу в статті розглянуто запропонований зворотний клапан, який може бути використаний під час спуску експлуатаційної колони діаметром 168 мм. Розраховані перепади тиску в окремих елементах даного клапана, наведені результати теоретичних та експериментальних досліджень тиску розриву мембрани. Використавши метод кінцевих елементів, проведено імітаційне моделювання розриву мембрани.Уточнено значення безрозмірного коефіцієнту для статичних і динамічних умов при застосуванні мембран із фрезерованими під кутом канавками.

Проаналізовані конструкції опор шарошкових бурових доліт з підшипниками ковзання в аспекті векторів силової взаємодії шарошки з вибоєм та елементів опори між собою. В програмі SolidWorks створені 3D моделі шарошкових вузлів доліт. В додатку Simulation виконано дослідження силових взаємодій елементів опори між собою та між шарошкою і вибоєм. Проаналізовано напружено-деформований стан на контактних поверхнях підшипників ковзання і кочення. Запропоновано конструкцію опори долота з конічними твірними поверхонь ковзання і виконано аналогічні дослідження. Встановлено, що конфігурація елементів опори ковзання першочергово впливає на контактні напруження в елементах опор шарошкових доліт.

Нерозрізна обсадна колона повторює форму просторово викривленої свердловини та знаходиться у такому напруженому стані, як довгий пружний стержень, який отримав великі нелінійні деформації. Для його визначення застосована теорія нелінійно деформованих гнучких стержнів і одержано розв'язки системи однорідних диференціальних рівнянь, які дозволили розрахувати усі внутрішні силові чинники (сили і моменти) у перерізах колони. Це надало змогу провести аналіз напруженого стану колони обсадних труб у глибокій свердловині для умов складного навантаження, а саме просторового згину і кручення з одночасною дією повздовжньої і поперечних сил.

Грунтуючись на експериментально-розрахункових підходах механіки руйнування і міцності матеріалів, а також матеріалознавства, запропоновано та апробовано методику дослідження поверхневої пошкоджуваності сталей гнучких труб, що реалізується шляхом зародження та подальшого розвитку поверхневих тріщиноподібних дефектів за дії циклічних навантажень. Методика враховує специфіку навантажень, що виникають під час експлуатації колтюбінгової установки, а також вплив робочих агресивних середовищ: технологічних - всередині труби та пластових вод - назовні труби. Розроблено геометрію зразків для випробувань на міцність та довговічність елементів гнучких труб з врахуванням дії експлуатаційних чинників, а також модифіковано та апробовано необхідне дослідне устаткування для проведення таких досліджень. Запропонована методика дозволяє встановлювати основні стадії процесу руйнування гнучких труб, тобто період зародження початкової пошкоджуваності матеріалу, період утворення поверхневих тріщиноподібних дефектів, а також їх подальший розвиток до руйнування труби. Одержано результати попередніх випробувань елементів гнучких труб із зовнішнім діаметром 38,10 мм і товщиною стінки 2,95 мм, які виготовлено зі сталі марки А606 з межею міцності 793 МПа та межею плинності 672 МПа. Зокрема, для внутрішньої поверхні таких труб побудовано експериментальні залежності "довжина поверхневого тріщиноподібного дефекту - кількість циклів навантаження" за різних значень амплітуди циклічного навантаження.

Розроблено методичний підхід до дослідження схильності трубної сталі до корозійного розтріскування від напруження за лабораторних умов, який полягає в моделюванні комплексного впливу зовнішніх (випробувальний розчин та наведений потенціал) та внутрішніх (циклічні навантаження, наявність локального осередку корозії) чинників. Проведено порівняльні дослідження схильності трубної сталі до стрескорозійного розтріскування за умов комплексного впливу зовнішніх та внутрішніх чинників та встановлено, що при інших однакових умовах найбільш інтенсивно прискорюють стрес-корозійне розтріскування наявність локального осередку корозії та катодний потенціал.

Розвиток нафтогазової промисловості призводить до необхідності розв'язку проблеми охорони навколишнього середовища, оскільки грунт, вода, повітря, які виступають безпосередніми факторами технологічного процесу, зазнають несприятливої трансформації, і тільки зниження або усунення негативних наслідків гарантує екологічну та економічну безпеку. Закупорювання газовими гідратами промислових газопроводів в осінньо-зимовий період завжди супроводжується сприятливими термодинамічними умовами середовища, високим тиском та низькою температурою транспортування. Науково обгрунтовано вибір діапазону рівнів навантажень для втомних випробовувань з урахуванням концентрації напружень, та показано, що внаслідок гідратної корозії довговічність матеріалу труб може істотно зменшуватися.

Однією із найважливіших проблем при експлуатації газоперекачувальних агрегатів (ГПА) природного газу є забезпечення стійкої їх роботи. У тому випадку, коли з певних причин відбувається зменшення витрати природного газу через відцентровий нагнітач (ВЦН), відбувається збільшення тиску за ВЦН і подальше зменшення масової витрати, що тягне за собою зміну структури газового потоку, тобто виникає явище помпажу. Явище помпажу супроводжується коливанням тиску, швидкості та витрати природного газу вздовж тракту ВЦН; зменшенням частоти обертання ротора; зростанням температури перед і за ВЦН. Шляхом аналізу попередніх публікацій встановлено, що нагнітач не розглядався як кібернетична система у термінах "вхід-вихід". На основі рівнянь збереження кількості руху, збереження кількості речовини та рівняння балансу моментів нагнітача створена блок-схема взаємодії обчислювальних процедур при числовому моделюванні роботи відцентрового нагнітача, проведений синтез математичної моделі та перевірка її адекватності, шляхом визначення коефіцієнта кореляції, за допомогою програмного продукту Matlab. Отримана математична модель представляє ВЦН у вигляді динамічної системи, в якій встановлюються функціональні взаємозв'язки між вхідними і вихідними величинами, що надає змогу інтегрувати розроблену модель до моделі "газоперекачувальний агрегат - мережа". Остання обставина відкриває можливості для використання таких адекватних математичних моделей в синтезі автоматичних систем антипомпажного захисту, що забезпечить більш стійку роботу ГПА природного газу при їх експлуатації.

Показано негативні наслідки надходження піску із пласта в свердловину. Охарактеризовано методи очищення вибою свердловин від піщаних корків. Розглянуто характеристики промивальних агентів, їх властивості та критерії, на основі яких необхідно вибирати промивальні агенти для здійснення технологічних операцій у свердловинах. На лабораторній моделі свердловини проведено експериментальні дослідження швидкості винесення твердої фази із моделі пінними системами. За результатами експериментальних досліджень побудовано та проаналізовано графічні залежності швидкості винесення частинок піску піною від їх діаметру при використанні водних розчинів піноутворюючих ПАР з різною масовою концентрацією і стабілізатора піни. За результатами дослідження підібрано склад піни, яка характеризується високою стійкістю і виносною здатністю, що попереджує випадання із піни частинок піску по шляху її руху з вибою свердловини на поверхню.