СТРАТЕГІЧНІ ПІДХОДИ ДО ЗМЕНШЕННЯ РИЗИКІВ РУЙНУВАННЯ БУРИЛЬНИХ КОЛОН НА ОСНОВІ СИСТЕМ ІНЖЕНЕРНОГО МОНІТОРИНГУ

Автор(и)

  • Н. Я. Данилюк Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9965-2025-1(58)-19-35

Ключові слова:

ризики руйнування; інженерний моніторинг; оптимізація; технології прогнозування; інтернет речей; безпека бурових операцій.

Анотація

 

У сучасній нафтогазовій промисловості питання підвищення довговічності бурильних установок є ключовим для забезпечення ефективності та економічної доцільності видобутку ресурсів. Діяльність у жорстких умовах експлуатації призводить до інтенсивного зношення обладнання, що обумовлює необхідність застосування новітніх технологій для його захисту. Одним із перспективних напрямів у цьому контексті є впровадження BIM-технологій (Building Information Modeling), які сприяють покращенню управління життєвим циклом обладнання, оптимізації процесів технічного обслуговування та прогнозуванню зносу. У статті проведено комплексний аналіз впливу корозійних середовищ на матеріали бурильних установок, визначено основні чинники, що призводять до деградації конструктивних елементів, та розглянуто сучасні методи їх захисту. Зокрема, увага приділена використанню антикорозійних покриттів, модифікованих матеріалів і катодного захисту. Крім того, розглянуто можливості застосування BIM-технологій для моніторингу стану бурильного обладнання в реальному часі, що дозволяє своєчасно виявляти дефекти, мінімізувати ризики аварій та збільшувати експлуатаційний ресурс установок. Дослідження показало, що інтеграція BIM-моделей з методами прогнозної аналітики та системами технічного обслуговування дозволяє значно зменшити витрати на ремонт і простої обладнання. Це, у свою чергу, забезпечує підвищення загальної ефективності нафтогазових підприємств та сприяє їх стійкому розвитку. Автори підкреслюють важливість подальших досліджень у сфері цифрового моделювання для підвищення довговічності бурильних установок та розробки нових стандартів управління технічним станом обладнання. Результати роботи можуть бути корисними для інженерів, які займаються проектуванням і експлуатацією бурильного обладнання, а також для науковців, що досліджують перспективні методи захисту матеріалів у нафтогазовій галузі. Подальші дослідження у цьому напрямку мають потенціал значно покращити надійність обладнання та знизити операційні витрати, що є критично важливим фактором для енергетичної безпеки та економічної стабільності галузі.

 

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Yatsyniak I. I. Prohnozuvannia dovhovichnosti elementiv burylnoi kolony z urakhuvanniam kryteriiu podibnosti vtomnoho ruinuvannia. Naukovyi visnyk Ivano-Frankivskoho natsionalnoho tekh-nichnoho universytetu nafty i hazu. 2018. No 4. P. 49–56. DOI: 10.31471/1993-9973-2018-4(50)-49-56. [in Ukrainian]

Rachkevych R. V., Slobodian V. I., Ivasiv V. M., Artym V. I. Dovhovichnist trubnykh kolon za skladnoho napruzheno-deformovanoho stanu. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2016. No 4 (61). P. 25–33. DOI: 10.31471/1993-9973-2016-4(61)-25-33. [in Ukrainian]

Wang J., Shi L., Feng D. ta in. A digital twin modeling and application for gear rack drilling rigs lifting system. Scientific Reports. 2024. Vol. 14. Article number 23711. DOI: 10.1038/s41598-024-73954-z.

Han B., Guan H., Yao J. ta in. Distributed Acoustic Sensing With Sensitivity-Enhanced Optical Cable. IEEE Sensors Journal. 2020. P. 1–1. DOI: 10.1109/JSEN.2020.3035002.

Galagedarage Don M. P. A digital twin development framework for fatigue failure prognosis of a vertical oil well drill string: dys. … d-ra filosofii (PhD). Memorial University of Newfoundland, 2023. DOI: 10.48336/DG91-6121.

Ivasiv V. M., Hrydzhuk Ya. S., Yurych L. I. Analysis of destruction causes of drill string elements. Technology audit and production reserves. 2014. No 6. P. 15. DOI: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2014.31838. [in Ukrainian]

Vytiaz O. Yu., Hrabovskyi R. S., Tyrlych V. V., Artym V. I. Otsinka vplyvu dynamichnykh navantazhen na umovy ruinuvannia trub burylnykh kolon pid chas spusko-pidiimalnykh operatsii. Naukovyi visnyk Ivano-Frankivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu nafty i hazu. 2018. P. 38–47. DOI: https://doi.org/10.31471/1993-9965-2018-1(44)-38-47 [in Ukrainian]

Artym V. I. Otsinka poshkodzhuiuchoi dii asymetrychnoho navantazhennia na elementy burylnykh i shtanhovykh kolon. Naftohazova enerhetyka. 2009. No 4. P. 26–32. [in Ukrainian]

Kryzhanivskyi Ye. I. Vplyv asymetrii tsyklu na opir koroziinoi vtomy ziednan burylnykh trub. Fizyko-khimichna mekhanika materialiv. 1990. T. 26, No 4. P. 87–89. [in Ukrainian]

Dzhus A. P., Lyskanych M. V. Vplyv asymetrii navantazhennia na kharakterystyky vtomnoho ruinuvannia elementiv burylnoi kolony. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2010. No 2. P. 54–58. [in Ukrainian]

Kyiko L. M. Metody ta zasoby kontroliu rizbovykh ziednan trubnykh kolon : dys. … d-ra tekhn. nauk : 05.05.12. Ivano-Frankivsk, 2002. [in Ukrainian]

Ivasiv V. M. Metody ta zasoby upravlinnia burylnoiu kolonoiu dlia zabezpechennia yii nadiinosti : dys. … d-ra tekhn. nauk : 05.05.12. Ivano-Frankivsk, 1999. [in Ukrainian]

Rachkevych R. V. Rozvytok naukovykh osnov zabezpechennia pratsezdatnosti kolon burylnykh i nasosno-kompresornykh trub : dys. … d-ra tekhn. nauk : 05.15.10. Ivano-Frankivsk, 2018. [in Ukrainian]

Danyliuk N. Ya., Artym V. I. Ohliad metodiv i zasobiv informatsiinoi pidtrymky zhyttievoho tsyklu burylnykh ustanovok na osnovi BIM-tekhnolohii. Naukovyi visnyk Ivano-Frankivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu nafty i hazu. 2024. No 1(56). P. 34–48. DOI: https://doi.org/10.31471/1993-9965-2024-1(56)-34-48. [in Ukrainian]

Kryzhanivskyi Ye. I., Vytiaz O. Iu., Hrabovskyi R. S. Otsiniuvannia ta prohnozuvannia robotozdatnosti tryvalo ekspluatovanykh trub burylnykh kolon. Naukovyi visnyk IFNTUNH. 2020. № 2(49). S. 7–17. DOI: 10.31471/1993-9965-2020-2(49)-7-17. [in Ukrainian]

Hrydzhuk Ya. S. Prohnozuvannia dovhovichnosti elementiv burylnoi kolony pry vibratsiinomu navantazhenni : avtoref. dys. … kand. tekhn. nauk : 05.05.12 Ivano-Frankivskyi natsionalnyi tekhnichnyi universytet nafty i hazu. Ivano-Frankivsk, 2013. 20 p. [in Ukrainian]

Danyliuk Ya. M. Prohnozuvannia dovhovichnosti burylnykh kolon z vykorystanniam zasobiv heometrychnoho kontroliu trub. Metody ta prylady kontroliu yakosti. 2002. No 8. P. 6–10. [in Ukrainian]

Wang J., Shi L., Feng D. ta in. A digital twin modeling and application for gear rack drilling rigs lifting system. Scientific Reports. 2024. Vol. 14. Article number 23711. DOI: 10.1038/s41598-024-73954-z. [in Ukrainian]

Galagedarage Don M. P. A digital twin development framework for fatigue failure prognosis of a vertical oil well drill string: dys. … d-ra filosofii (PhD). Memorial University of Newfoundland, 2023. DOI: 10.48336/DG91-6121.

Industrial Internet Consortium. Цифрові двійники для промислового застосування. ATEP KPI, 2020. URL: https://atep.kpi.ua/wpcontent/uploads/2021/12/iic_digital_twins_industrial_apps_white_paper_2020-02-18-ukr.pdf (data zvernennia: 18.09.2024). [in Ukrainian]

Tsyfrovi dviinyky: shcho tse za tekhnolohiia i yak vona dopomozhe vidnovyty Ukrainu, 2023. URL: https://psm7.com/uk/technology/cifrovye-dvojniki-chto-eto-za-texnologiya-i-kak-ona-pomozhet-vosstanovit-ukrainu-analitika.html (data zvernennia: 18.09.2024). [in Ukrainian]

Vytiaz O. Yu. Rozvytok naukovykh osnov otsinky robotozdatnosti kolon burylnykh ta hnuchkykh trub : dys. … d-ra tekhn. nauk : 05.15.10. Ivano-Frankivsk : Ivano-Frankivskyi natsionalnyi tekhnichnyi universytet nafty i hazu, 2021. 350 p. [in Ukrainian]

Rachkevych R. V. Rozvytok naukovykh osnov zabezpechennia pratsezdatnosti kolon burylnykh i nasosno-kompresornykh trub na diliankakh pokhylo-skerovanykh i horyzontalnykh sverdlovyn iz urakhuvanniam prostorovoi zhorstkosti : dys. kand. tekhn. nauk : 05.15.10. Ivano-Frankivsk : Ivano-Frankivskyi natsionalnyi tekhnichnyi universytet nafty i hazu, 2016. 200 p. [in Ukrainian]

Chernov B. O., Simkiv M. Ye., Chernov V. B. Metody pidvyshchennia dovhovichnosti elementiv burylnoi kolony. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2008. No 4(29). P. 98-102. [in Ukrainian]

Markom A. M., Saharudin S., Hisham M. H. Systematic Review of Fiber-Optic Distributed Acoustic Sensing: Advancements, Applications, and Challenges. SSRN. 2025 DOI: http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.5111575.

Wei J., Gong W., Xing J., Xu H. Distributed acoustic sensing technology in marine geosciences. Intelligent Marine Technology and Systems. 2024. Vol. 2. DOI: https://doi.org/10.1007/s44295-024-00039-y.

Yatsyniak I. I. Prohnozuvannia dovhovichnosti elementiv burylnoi kolony z urakhuvanniam kryteriiu podibnosti vtomnoho ruinuvannia. Naukovyi visnyk Ivano-Frankivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu nafty i hazu. 2018. No 1(47). P. 42–50. [in Ukrainian]

He Z., Liu Q. Optical Fiber Distributed Acoustic Sensors: A Review. Journal of Lightwave Technology. 2021. Vol. 39, No. 12. P. 3671–3686. DOI: https://doi.org/10.1109/JLT.2021.3059771.

Han B., Guan H., Yao J., Rao Y., Ran Z., Gong Y., Li Q., Li M., Zhang R., An S., Yu G., Wang X. Distributed Acoustic Sensing With Sensitivity-Enhanced Optical Cable. IEEE Sensors Journal. 2020. DOI:https://doi.org/10.1109/JSEN.2020.3035002

Vytiaz O. Iu. Rozvytok naukovykh osnov otsinky robotozdatnosti kolon burylnykh ta hnuchkykh trub : dys. … kand. tekhn. nauk : 05.05.12 «Mashyny naftovoi ta hazovoi promyslovosti». Ivano‑Frankivsk : IFNTUNH, 2021. 180 p. [in Ukrainian]

##submission.downloads##

Опубліковано

23.06.2025

Як цитувати

Данилюк, Н. Я. (2025). СТРАТЕГІЧНІ ПІДХОДИ ДО ЗМЕНШЕННЯ РИЗИКІВ РУЙНУВАННЯ БУРИЛЬНИХ КОЛОН НА ОСНОВІ СИСТЕМ ІНЖЕНЕРНОГО МОНІТОРИНГУ. Scientific Bulletin of Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, (1(58), 19–35. https://doi.org/10.31471/1993-9965-2025-1(58)-19-35