Работоспособность бурильной колонны при строительстве подводных переходов трубопроводов методом наклонно направленного бурения

UDK: 622.693.4 (204.1)
DOI: 10.24887/0028-2448-2018-5-88-92
Ключевые слова: работоспособность бурильной колонны, подводный переход, магистральный трубопровод, метод наклонно направленного бурения, аварийная ситуация
Авторы: А.Н. Сапсай (ПАО «Транснефть»), З.З. Шарафутдинов (ООО «НИИ Транснефть»), С.Ф. Урманчеев (ИМех УФИЦ РАН)

Технические осложнения, возникавшие в процессе строительства подводных переходов магистральных трубопроводов методом наклонно направленного бурения, обусловили необходимость детального изучения процессов, происходящих при работе бурильного инструмента. Слом бурильного инструмента при расширении пилотной скважины в ряде горно-геологических условий происходил в результате его заклинивания, а также усталостного разрушения металла в теле бурильных труб. Это потребовало разработки математической модели напряженно-деформированного состояния колонны бурильных труб, приближенных к расширителю.

В статье представлена расчетная схема конструкции, установлены опасные сечения и определяющее влияние напряжений при изгибе на прочность участка бурильной колонны. Определены коэффициенты запаса прочности и предела выносливости материала труб.

Сделаны выводы, касающиеся ограничения применимости технологий расширения пилотной скважин: «на себя» и от «себя». На основании расчетов установлено, что в случае необходимости выполнения операций по расширению скважины методом «от себя» отсутствует достаточный ресурс для работы бурильной колонны при нагрузках, задаваемых в процессе расширения. Наиболее предпочтительным является метод расширения «на себя», в процессе реализации которого величины напряжений в опасном сечении становятся значительно меньше, чем при расширении «от себя». Для опасного сечения в компоновке бурильного инструмента определено критическое время эксплуатации бурильных труб, при нагрузках, реализуемых в практической деятельности. Для бурильных труб, работающих в области опасного сечения, установлен ресурс в пределах 520 ч при скорости вращения 32 мин-1, и 300 ч при скорости вращения 56 мин-1.

Список литературы

1. Управление устойчивостью несцементированных грунтов при строительстве подводных переходов магистральных трубопроводов методом наклонно-направленного бурения / Д.Р. Вафин, А.И. Комаров, Д.А. Шаталов, А.А. Земляной // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 5 (25). – С. 64–71.

2. Вафин Д.Р., Сапсай А.Н., Шаталов Д.А. Технико-экономические границы применения метода наклонно-направленного бурения при строительстве подводных переходов магистральных трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2017. – Т. 7. –№ 3. – С. 66–73.

3. Spector Yu.I., Sharafutdinov Z.Z., Golofast S.L. Requisiti per incroci tecnologia di costruzione utilizzando trivellazione orizzontale / Italian Science Review. – 2014. – 12 (21). –P. 163–172. – http://www.ias-journal.org/archive/2014/december/Spector.pdf

4. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. – М.: Наука, 1965. – 856 с.

5. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М.: Машиностроение, 1977. – 232 с.

6. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. Справочник. – М.: Машиностроение, 1985. – 224 с.

7. Хажинский Г.М. Основы расчетов на усталость и длительную прочность. – М.: ЛЕНАНД, 2016. – 168 с.

8. Нормы расчета на прочность элементов реакторов, парогенераторов, сосудов и трубопроводов атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок. – М.: Металлургия, 1973. – 408 с.

9. Трубы нефтяного сортамента. Справочное руководство под ред. А.Е. Сарояна. – М.: Недра, 1976. – 504 с.вЃ 



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) или читать материал, находящийся в открытом доступе, могут только авторизованные посетители сайта.

Библиометрия за 2016 год

SCOPUS
SNIP: 0,573
SJR: 0,205
РИНЦ
Двухлетний импакт-фактор: 0,629
Пятилетний импакт-фактор: 0,471
Показатель в рейтинге SCIENCE INDEX: 0,431
Место в рейтинге SCIENCE INDEX: 1178

ИТ-форум нефтегазовой отрасли
Конкурс на лучший IT-проект