Лабораторне моделювання деформації трубної колони в криволінійному стовбурі свердловини

Анотація

Метою роботи є розроблення та виготовлення лабораторного стенду для експериментального дослідження
просторової деформації моделей трубних колон за умов, які імітують свердловини з довільним викривленням
осі.
Для відповідності між моделлю та натурою трубної колони і стовбура свердловини використано положення
теорії подібності. За основні одиниці вимірювання вибрано силу, довжину та час. За основні параметри
системи прийнято довжину трубної колони; вагу її одиниці довжини; осьову силу, яка діє на трубну
колону; жорсткість на згин; прискорення вільного падіння; момент сили в поперечному перерізі трубної
колони; нормальне напруження в її поперечному перерізі. Для семи основних параметрів системи та
трьох основних одиниць вимірювання записано чотири критерії подібності між моделлю та натурою: довжина,
сила, момент сили і напруження.
Використовуючи критерії подібності, виготовлено модель ділянки бурильної колони, що складається із
сталевих бурильних труб із зовнішнім діаметром 127 мм. Як механічну модель використано наповнену обважнювачем
мідну трубку, до складу якої входить залізний та свинцевий шрот у співвідношенні 0,88 : 0,12.
Для забезпечення впливу зовнішнього навантаження на деформацію моделі спроектовано та виготовлено
лабораторний стенд, який забезпечує: дію на модель осьової сили та крутного моменту; імітацію стовбура
свердловини з просторово викривленою віссю.
Розроблені в роботі критерії подібності та експериментальна установка можуть бути використані
для аналізу напружено-деформованого стану трубних колон, що працюють у криволінійних ділянках свердловин.
Зокрема у випадках, аналітичне моделювання яких представляє певні труднощі, наприклад за одночасної
зміни із значною інтенсивністю як зенітного, так і азимутального кутів стовбура.