Кондур Т. І. Оцінка напружено-деформованого стану низу бурильної колони у скерованому бурінні

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0826U004563

Здобувач

Спеціальність

  • 133 - Галузеве машинобудування

Спеціалізована вчена рада

PhD 16810

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Анотація

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

Публікації

1. Гриджук Я.С., Слабий О.О., Аль-Танакчі, Кондур Т.І., Мохній І.Ю. Дослідження деформованого стану бурильної колони, що обертається на ділянці похилої свердловини. Нафтогазова енергетика 2023. № 2. С. 38-52

2. Слабий О.О., Гриджук Я.С., Кондур Т.І., Мохній І.Ю. Імітаційна модель бурильної колони з установленим генератором осьових коливань. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ 2023. № 3(88). С. 49-60

3. Слабий О.О., Гриджук Я.С., Кондур Т.І., Мохній І .Ю., Царук В.Ф.,Михайлів А.Б. Визначення оптимального місця розташування генератора осьових коливань в бурильній колоні. Нафтогазова енергетика. Нафтогазова енергетика. 2024 №1 (41) C. 86-95.

4. Гриджук Я.С., Мохній І.Ю., Кондур Т.І., Слабий О.О., Царук В.Ф. Модель взаємодії орієнтованої компоновки низу бурильної колони із стінками свердловини. Нафтогазова енергетика 2024. № 2(42). C. 61-70.

5. Слабий, О. О., Гриджук, Я. С. & Кондур, Т. І. Дослідження впливу форми коливань на ефективність роботи генератора осьових коливань. Нафтогазова енергетика, 2(44), 2025, С. 136-147

6. Гриджук Я. С., Кондур О. С., Слабий О. О., Кондур Т. І., Мохній І.Ю. Модель оцінки площі мідельного перерізу і поверхні втискання деформованої ділянки бурильної колони в стінку свердловини. Нафтогазова енергетика, 2026, № 1(45). С. 72 – 91

7. Гриджук Я.С., Чудик І.І., Слабий О.О., Кондур Т.І., Мохній І.Ю. Математична модель оцінки поздовжнього резонансу бурильної колони для буріння скерованих ділянок свердловин. Вісник східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля № 3 (301) 2026. С. 50-64. https://doi.org/10.33216/1998-7927-2026-301-3-50-64 (Фахове видання України).

8. Гриджук Я.С., Чудик І.І, Слабий О.О. , Кондур Т.І., Мохній І.Ю. Про аналітичне визначення площі зони контактування прогнутної ділянки бурильної колони із стінкою свердловини. ІІІ Міжнародна науково-технічна конференція “Перспективи розвитку машинобудування та транспорту – 2023”, Вінниця. 1-3 червня 2023р. С. 63-65. (Тези конференції).

9. Pashechko Mykhailo, Гриджук Я.С., Михайлів А.Б., Кондур Т.І., Аль Танакчі Ахмед. Деякі особливості застосування давачів для вимірювання параметрів коливань нафтогазового обладнання. Х Міжнародна науковотехнічна конференція «Датчики, прилади та системи – 2023». 12 - 14 вересня 2023 року Черкаси. (Тези конференції).

10. T. Kondur, J. Grydzhuk, А. Dzhus, А. Livinskyi, V. Mykhailiuk, A. Yurych. Modern trends in improving drilling efficiency of oil and gas wells. XVII International Scientific Conference “Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment” 7–10 November 2023, Kyiv, Ukraine. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023520114 (Тези конференції, Scopus).

11. Гриджук Я.С., Слабий О.О., Аль-Танакчі, Кондур Т.І., Мохній І.Ю. Сучасні тенденції комп’ютерного моделювання для дослідження роботи бурильної колони. ХІІ Міжнародна науково-технічна конференція “Прогресивні технології в машинобудуванні”. 5-9 лютого 2024 р. ІваноФранківськ – Яремче. (Тези конференції).

12. Y.Grydzhuk, O. Slabyi, T. Kondur. Assessment of dynamic contact of the bent part of the drill string with the wall of the directed well. Матеріали VII Міжнародної науково-практичної конференції «Моделювання, керування та інформаційні технології» - 2024». 7-9 листопада 2024 року Рівне. С. 241-242. https://doi.org/10.31713/MCIT.2024.074 (Тези конференції).

13. O. Slabyi, Y. Grydzhuk, T. Kondur, I Mokhniy. Features of the drill string model construction with axial vibration oscillator. XIV Міжнародна науково-технічна конференція “Прогресивні технології в машинобудуванні ATME 2026”. 9-13 лютого 2026 р. Івано-Франківськ – Яремче. С. 58-59. (Тези конференції).

Файли

Схожі дисертації