Registration Number
0826U004563, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
08-09-2026
popup.evolution
.
Title
Evaluation of the stress-strain state of the bottom of the drill string in directional drilling
Author
Taras I. Kondur,
popup.head Yaroslav S. Hrydzhuk
popup.opponent Yevhen V. Kharchenko
popup.opponent Andrii Sudakov
popup.review Volodymyr V. Tyrlych
popup.review Yevstakhii I. Kryzhanivskyi
popup.rada
Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 133 – Галузеве машинобудування; Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2026.
На основі дослідження специфіки застосування прогресивних роторних керованих систем, гвинтових вибійних двигунів та гідравлічних осциляторів коливань обґрунтовано характер їхньої динамічної взаємодії в просторово-викривленому стовбурі свердловини. Систематизація типових
експлуатаційних пошкоджень інструменту, зокрема втомних руйнувань замкових різьбових з'єднань та автоколивань типу stick-slip, дозволила чітко окреслити наявні науково-практичні прогалини. На завершення розділу сформульовано 6 основних завдань дисертаційного дослідження та обрано комплексний метод їх вирішення, що базується на сумісному використанні аналітичного апарату та чисельно-імітаційного моделювання.
У роботі вперше побудовано математичні моделі, які дозволяють аналітично оцінити площу лобового опору та фактичну поверхню втискання деформованих ділянок бурильних і обважених труб у викривлений стовбур.
Автор удосконалив розрахункові схеми навантаженості інструменту за рахунок інтеграції нелінійних просторових сил взаємодії та ефектів поздовжнього згинання колони під час роботи вибійних двигунів і роторних
систем. На основі запропонованих аналітичних залежностей у середовищах Maple та Python створено алгоритми та програмні коди для точного числового визначення сил тертя та гідравлічного опору. Отримані за
результатами імітаційного моделювання графічні закономірності дозволили об'єктивно оцінити вплив просторових контактних сил на напружено-деформований стан нижньої частини колони. Обґрунтовано побудову розрахункової схеми та вибір
диференціального хвильового рівняння в частинних похідних та склав рівняння руху перерізів із урахуванням сил сухого і в'язкого тертя
інструменту об стінки стовбура. У роботі сформульовано складні граничні умови на стику ступенів колони та визначено аналітичні межі зон
виникнення небезпечного поздовжнього резонансу. Шляхом створення чисельно-імітаційної моделі у часовій області досліджено динамічну
поведінку компоновки низу бурильної колони, спорядженої гідравлічним осцилятором коливань. Отримані амплітудно-частотні характеристики
дозволили обґрунтувати оптимальне місце розташування генератора осьових коливань для мінімізації сил тертя та стабілізації навантаження на долото.
Розроблено та практично реалізовано комплексну методику оцінки параметрів напружено-деформованого стану елементів КНБК у реальному
часі). Дослідником побудовано три аналітичні субмоделі для розрахунку внутрішніх зусиль в металі при поздовжньо-поперечних вигинах, крутильних
та поздовжніх коливаннях інструменту. Створений покроковий алгоритм інтегрує ці моделі в єдину систему, яка забезпечує безперервний непрямий
контроль еквівалентних напружень за даними трьох координатних датчиків вібрації телесистеми MWD. Промислову апробацію розробленої експрес-методики успішно проведено шляхом аналізу реальних записів забійних
параметрів коливань на діючих нафтогазових родовищах. Отримані результати дозволили сформулювати практичні рекомендації щодо
оперативного коригування режимів буріння для запобігання втомним руйнуванням замкових різьбових з'єднань
Registration Date
2026-08-13
popup.nrat_date
2026-08-13 / 2026-09-28
