Release of the stuck drill string by the method of frictional self-oscillations

  • K. H. Levchuk Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України; 03142, м. Київ, бул. Вернадського, 36, тел. (044) 4229551
Keywords: mathematical model, frictional forces, frictional self-oscillations, vibration smoothing, drill string, stuck drill pipe.

Abstract

The mechanism of generation of forces, holding the drill pipes in case sludge sedimentation, caving in and collapse, as well as buckling and flow of plastic rocks, formation of oil seals was described. The modern ideas about friction forces were reviewed. A mathematical model of frictional self-oscillations for release a stuck drill string was developed. The necessity of application a vibration smoothing method of generating self-oscillations during emergency was substantiated. Using the computer program, parametric calculations of velocity change of the stuck drill pipe release were made. The author conducted numerical studies of the drilling line speed impact and oscillator frequency on the efficiency the sticking elimination process.

Downloads

Download data is not yet available.

References

1. Ребиндер П.А. Понизители твердости в бурении / П.А. Ребиндер, Л.А. Шрейнер, К.Ф. Жигач. − Москва: АН СССР. – 1944. – 200 с.
2. Эйгелес Р.М. Расчёт и оптимизация процессов бурения скважин / Р.М. Эйгелес, Р.В. Стрекалова. – М.: Недра. – 1977. – 200 с.
3. Владиславлев В.С. Формирование траектории движения резца при нестационарном режиме работы / В.С. Владиславлев // Изв. Вузов. Геология и разведка. – 1981. – №2. – С. 99- 102.
4. Эйгелес Р.М. Исследование закономерностей начального периода процесса бурения резанием / Р.М. Эйгелес, М.И. Ворожцов, Е.И. Королько // Разрушение горных пород при бурении скважин. – Уфа. – 1973. – С. 211-216.
5. Потапов Ю.С. Разрушение горных пород трёхшарошечными долотами малого диаметра / Потапов Ю.С., Симонов В.В. – Москва: Гостоптехиздат. – 1961. – 87 с.
6. Жлобинский Б.А. Динамическое разрушение горных пород при вдавливании / Б.А. Жлобинский. – Москва: Недра. – 1970. – 152 с.
7. Евсеев В.Д. Повышение эффективности бурения нефтяных и газовых скважин / В.Д. Евсеев // Проблемы геологии и освоения недр. – Томский политехн. ун-т. – 2007. – С.442-443.
8. Мавлютов М.Р. Разрушение горных пород при бурении скважин / М.Р. Мавлютов. – Москва: Недра. – 1978. – 215 с.
9. Мирзаджанзаде А.Х. Теория колебаний в нефтепромысловом деле / А.Х. Мирзаджанзаде, З.Г. Керимов, М.Г. Копейкис М.Г. – Москва-Ижевск: Ин-т компьют. исследований. – 2005. – 364 с.
10. Outmans H.D. Mechanics of Differential Pressure Sticking of Drill Collars / H.D. Outmans // Petroleum Transactions. AIME. – Vol. 213. – 1958. – P. 265-274. https://www.onepetro.org/general/SPE-963-G.
11.Annis M.R. Differential Pressure StickingLaborator Studies of Friction Between Steel and Mud Filter Cake / M.R. Annis and P.H. Monaghan // Journal Petroleum Technology. – Vol. 14. – Iss. 5. – 1962. – P. 537-543, DOI: https://doi.org/10.2118/151-PA.
12. Maidla Eric E. Laboratory Study of Borehole Friction Factor With a Dynamic-Filtration Apparatus / Eric E. Maidla and Andrew K. Wojtanowicz // SPE Drilling Engineering. – Vol. 5, Iss. 3. – 1990. – P. 247-255, DOI: https://doi.org/10.2118/18558-PA.
13. Огородніков П.І. Аналіз динаміки прихопленої частини бурильної колони при застосуванні ударно-вібраційних пристроїв / П.І. Огородніков, В.М. Світлицький, І.І. Сухина // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2007. – Т. 24. – № 3. – С. 79-82.
14. Armstrong-Helouvry B. A Survey of Models, Analysis Tools and Compensation Methods for Control of Machines with Friction / B. Armstrong-Helouvry, P. Dupont and C. Canudas de Wit // Automatika. – 1994. – Vol. 30. – Iss. 7. – P. 1083-1138.
15. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для технических вузов / Под общ. ред. А.В. Чичинадзе. – М.: Машиностроение. – 2001. – 664 с.
16. William P. Fox. Mathematical Modeling with Maple / P. Fox. William. − 2012. − 592 p.
17. Аладьев В. З. Программирование в пакетах Maple и Mathematica: Сравнительный аспект / В. З. Аладьев, В. К. Бойко, Е. А. Ровба. − Гродно: Гродненский госуниверситет, 2011. – 517 с.
18.C. Canudas de Wit. A New Model for Control of Systems with Friction / C. Canudas de Wit; H. Olsson, K. J. Astrom, P. Lischinsky // IEEE Transactions on Avtomatic Control. – 1995. – Vol. 40. – No. 3. – P. 419-425, DOI: https://doi.org/10.1109/9.376053.
19.Levchuk K. G. Investigation of the vibration transfer process to a stuck drill string / K. G. Levchuk // SOCAR Proceedings. – 2017. – No. 2. – P. 23-33, DOI:
https://doi.org/10.5510/OGP20170200312.
20. Vlasiy O. Improving the Aluminum Drill Pipes Stability by Optimizing the Shape of Protector Thickening / O. Vlasiy, V. Mazurenko, L. Ropyak, and A. Rogal // EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – Vol. 1, No. 7 (85). – P. 25-31, DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.65718.
Published
2018-03-06
How to Cite
Levchuk, K. H. (2018). Release of the stuck drill string by the method of frictional self-oscillations. Scientific Bulletin of Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, (1(44), 72-80. https://doi.org/10.31471/1993-9965-2018-1(44)-72-80