Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Стационарное движение исполнительного органа при бурении скважин Распутина, Елена Ивановна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Распутина, Елена Ивановна. Стационарное движение исполнительного органа при бурении скважин : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.02.01 / Санкт-Петербургский ун-т.- Санкт-Петербург, 1997.- 16 с.: ил. РГБ ОД, 9 97-5/1436-9

Введение к работе

Актуальность исследования. В настоящее время одной из важных экономических задач является повышение эффективности разработки месторождений полезньк ископаемых. В связи с этим встает вопрос об увеличении технико-экономических показателей буровых работ. Решение этой задачи в значительной степени способствует изучение динамических процессов, сопровождающих работу бурильного инструмента.

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что исполнительный орган машины при бурении скважин совершает разнохарактерные вибрации, среди которых преобладающими являются колебания продольно-крутильного типа. Эти колебания зачастую носят весьма интенсивный характер и значительно снижают эффективность бурения и надежность бурильного инструмента. При разработке эффективных мер подавления этих вибраций преобладает необходимость создания адекватных динамических моделей бурильных установок и процессов их взаимодействия с разрушаемой горной породой.

Целью работы является создание динамических моделей механизмов, предназначенных для проходки взрывных скважин, а также бурильных колонн большой глубины, используемых в основном при добычи нефти и газа.

Основная идея работы состоит в определении при помощи современных аналитических методов теории нелинейных механических колебаний условий, которые обеспечивают нормальный рабочий режим движения исполнительного органа бурильной установки.

Основные задачи работы обусловлены поставленной целью и заключаются в следующем

1. Составить полную систему дифференциально-разностных
соотношений, позволяющих определить движение исполнительного
органа бурильной установки под действием внешних активных сил и
сил его взаимодействия с разрушаемой горной породой,

2. Составить дифференциальные уравнения движения типовой
схемы станка шарошечного бурения взрывных скважин и обосновать

его упрощенную динамическую модель в случае постоянной угловой скорости долота.

3. Провести комплексное исследование устойчивости
стационарного режима движения и вынужденных колебаний
упрощенной модели станка современными методами теории колебаний.

4. Обосновать квазиконсервативную постановку задачи об
устойчивости стационарного вращения буровой колонны и получить ее
решение методом малого параметра в первом приближении.

5. Построить алгоритм определения критической'глубины бурения
и дать рекомендации по стабилизации стационарного бурения.

6. Исследовать механизм перекачки энергии из крутильных
колебаний в продольные и изучить влияние данного явления на
устойчивость стационарного движения.

Методы исследования. Используются современные методы динамического описания движения механических систем, а также точные и приближенные аналитические и численные методы интегрирования дифференциально-разностных уравнений.

Защищаемые положения.

  1. Полное решение задачи об устойчивости стационарного режима движения простейшей динамической модели станка шарошечного бурения, полученное при помощи метода D-разбиений.

  2. Решение задачи об устойчивости стационарного вращения буровой колонны в квазиконсервативном приближении и алгоритм для определения предельной глубины бурения.

  3. Анализ механизма перекачки энергии крутильных колебаний исполнительного органа бурильной установки в продольные и наоборот.

Обоснованность и достоверность научных выводов и рекомендаций подтверждаются:

использованием современных представлений о характере динамического взаимодействия исполнительного органа бурильной установки с разрушаемой горной породой, которые получили подтверждение экспериментально и хорошо себя зарекомендовали при анализе динамики механизмов рассматриваемого класса в смежных областях промышленности;

применением современных апробированных методов общей механики и теории механических колебаний.

Научная новизна. Полученное решение задачи об устойчивости стационарного движения исполнительного органа при бурении скважин является новым по следующим причинам:

  1. имеющееся ранее решения близких задач были получены с помощью частотных методов на основе критерия Найквиста и носили фрагментами характер;

  2. впервые задача об устойчивости стационарного движения бурильной колонны была решена в квазиконсервативной постановке, что позволило дать энергетическую трактовку результирующим соотношениям и предложить конструктивный алгоритм определения предельной глубины бурения.

Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть использованы при проведении динамических расчетов бурильных установок и определении рациональных режимов бурения. Разработанные алгоритмы исследования устойчивости стационарного движения могут быть использованы при динамическом анализе близких механических задач.

Апробация работы. Основные положения работы и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на научных конференциях молодых ученых С-ПГТИ (г.Санкт-Петербург, 1995, 1996гг.), на XI симпозиуме по динамике виброударных систем (г.Москва, 1995г.), на научном семинаре Института проблем машиноведения РАН ( г. Санкт-Петербург, 1996г.).

Публикации. По материалам диссертации автором опубликованы три научных работы.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав основного текста, заключения, изложенных на 93 страницах, содержит 23 рисунка и список литературы из 49 наименований.