ANALYSIS OF STAND RESEARCH RESULTS OF AXIAL DYNAMIC FORCE IN DRILLING BY THREE ROLLER CONE BIT
DOI:
https://doi.org/10.31471/2304-7399-2019-1(53)-81-93Keywords:
axial dynamic force, low frequency oscillations, gear oscillations, spectrum energy, normalized spectrum, rigidity of the drilling tool, experimental bench studies, slip coefficient.Abstract
The purpose of the proposed article is to establish the causes of oscillations of drilling tool and the basic laws of the distribution of the total energy of the process of changing the axial dynamic force over frequencies of spectrum.
Variable factors during experiments on the classical plan were the rigidity of drilling tool and the hardness of the rock. According to the results of research, the main power of the process of change of axial dynamic force during drilling of three roller cone bits is in the frequency range 0-32 Hz in which three harmonic frequency components are allocated which correspond to the theoretical values of low-frequency and gear oscillations of the chisel and proper oscillations of the bit.
The experimental values of frequencies of harmonic components of energy and normalized spectrum as well as the magnitude of the dispersion of the axial dynamic force and its normalized values at these frequencies are presented. It has been found that with decreasing rigidity of the drilling tool maximum energy of axial dynamic force moves from the low-frequency oscillation region to the tooth oscillation area, intensifying the process of rock destruction and, at the same time, protecting the tool from the harmful effects of the vibrations of the bit. Reducing the rigidity of the drilling tool protects the bit from the harmful effects of the vibrations generated by the stand. The energy reductions in these fluctuations range from 47 to 77%.
References
Балицкий П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. – М.: Недра, 1975. – 293 с.
Стійкість і коливання бурильної колони / В.М. Мойсишин, Б.Д. Борисевич, Ю.Л. Гаврилів, С.А. Зінченко. – Івано-Франківськ: Лілея-НВ, 2013. – 590 с.
Борисевич Б.Д. Інформаційна модель процесу зміни осьової динамічної сили при бурінні компоновкою різної жорсткості [Текст] / Б.Д. Борисевич, М.В. Лисканич, Ю.Я. Сітко // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. Серія: Технічна кібернетика та електрифікація об’єктів паливно-енергетичного комплексу. – Івано-Франківськ: ІФДТУНГ. – 2001. – Вип. 37 (Том 6). – С. 158 –165.
Мойсишин В.М. Статистичний аналіз результатів стендових експериментальних досліджень зміни осьової сили при бурінні долотом ІІІ 93С [Текст] / В.М. Мойсишин, О.М. Лисканич, А.І. Масьовський // Прикарпатський вісник НТШ. Число. – 2015. – №1 (29). – С. 228 – 245.
Мойсишин В.М. Аналіз результатів порівняльних промислових досліджень наддолотних бурових амортизаторів різних конструкцій [Текст] / В.М. Мойсишин, М.В. Лисканич, Р.А. Жовнірук // Прикар-патський вісник НТШ. Число. – 2017. – №2 (38). – С. 171 – 183.
Мойсишин В.М. Вплив наддолотних бурових амортизаторів різних конструкцій на віброприскорення бурильної колони [Текст] /В.М. Мойсишин, Б.І. Смага, Р.А. Жовнірук // Прикарпатський вісник НТШ. Число. – 2018. – №1 (45). – С. 170 – 180.
Буровий стенд для дослідження процесу руйнування гірських порід і динаміки бурильного інструменту / Б.Д. Борисевич, В.М. Мойсишин, Р.Б. Щербій та ін. // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2009. – №3 (32). – С. 23 – 29.
Статистичний аналіз результатів стендових експериментальних досліджень зміни осьового навантаження на долота різних типів [Текст] / В.М. Мойсишин, О.Ю. Витязь, Я.М. Фем’як та ін. // Прикарпатський вісник НТШ. Число. – 2017. – №1 (37). – С. 179 – 193.
