|
|
УДК 622.24 Н-17
ВИДЫ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ГЛУБИННОГО БУРОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Р.Ф. Надыршин (к.т.н., доцент кафедры БНГС)
В процессе бурения скважины происходит непрерывное изменение забойных условий вследствие изменчивости физико-механических и структурных свойств горных пород, изнашивания долот и особенностей работы забойного двигателя. Возникающие при этом колебательные процессы в виде колебаний колонны обуславливают сложное поведение низа бурильной колонны.
Колебательная система бурового оборудования может рассматриваться как с точки зрения теории линейных колебаний [1], так и c позиции теории нелинейных колебаний [2]. Эти теории хорошо разработаны и могут описать работу бурильной колонны при составлении соответствующих математических моделей, учитывающих различные факторы, влияющие на работу глубинного оборудования, имеющие систематический или случайный характер. Последние являются предметом исследования вероятностных теорий, применяемых для анализа колебательных систем [3]. В настоящее время разрабатываются методы, основанные на описании стохастических и хаотических колебаний динамических систем [4, 5]. По виду рассматриваемых колебаний предложена классификация колебательных систем глубинного бурового оборудования (рисунок 1):
- линейные (гармонические колебания; резонанс);
- нелинейные (параметрические колебания, автоколебания);
при различных влияниях на ее работу.
Вид колебательной системы определяет особенности работы глубинного оборудования и способы ее регулирования. При изучении колебательных систем глубинного оборудования основываются на соответствующих методах и теориях. Рассматривая линейную колебательную систему, используют методы математического моделирования; при анализе нелинейной колебательной системы -элементы нелинейной физики; для описания систем, находящихся под влиянием случайных колебаний, применяют вероятностно-статистические методы; при влиянии хаотических колебаний - методы теории детерминированного хаоса.
Наиболее развита теория линейных колебаний, позволяющая во многих случаях показать поведение объекта, избежать опасных резонансных режимов, провести необходимые расчеты на прочность и долговечность [1].
|
