Деякі
результати моделювання показані на рисунку 9.
Рисунок 9 – а) втрати тиску; б) швидкість течії рідини.
У
результаті моделювання були визначені значення сили, що діє на клапан. На приклад,
для одного з клапанів залежність сили, що діє на клапан від витрати рідини може
бути апроксимована наступним виразом: y = 0.010x2 +0.033 x-0.6. Графік
залежності зображений на рис. 10.
Рисунок 10 – Залежність сили, що діє на клапан, від подачі промивальної рідини
Таким чином, для
будь-якого значення подачі рідини від 20 до 120 л / хв, використовуючи цю
залежність, можна визначити необхідне зусилля, яке має забезпечувати пружина
сигналізатора, що необхідно при проектуванні пристрою та розробці технології її
застосування.
Для
цієї ж свердловини був розрахований перепад тиску на клапані з урахуванням
обертання бурильної колони. Моделювання проводилося для верстата ЗІФ1200-МР з
подачами промивної рідини 20, 60, 120 л / хв, з частотами обертання 231, 288,
336, 414 об / хв. На рис. 11 показані витрати тиску, швидкість
течії рідини, швидкість течії рідини і її рух в свердловині, лінії
струму
Рисунок 11 – Результати моделювання: а) втрати тиску; б) швидкість течії руху; в) напрямок руху рідини; г) лінії струму.
Виходячи з
отриманих значень, можна зробити висновок, що обертання бурильної колони не
впливає на втрати тиску на клапані сигналізатора і на зусилля, що діє на клапан
- датчик швидкісного напору, в досліджуваних межах.
Так само
моделювання проводилося для цього ж сигналізатора з підвищеними подачами промивальної
рідини 125, 175, 230 л / хв, з частотами обертання 231, 288, 336, 414 об / хв. і для сигналізатора, який застосовується
в свердловині діаметром 151 мм., перекритою обсадної колоною діаметром 146 мм з
внутрішнім діаметром 136 мм. без
урахування впливу обертання бурильної колони, оскільки раніше було встановлено,
що обертання не впливає на зусилля, що діють на клапан.
З
урахуванням наведених розрахунків була створена реальна конструкція
сигналізатора циркуляції рідини в свердловині, 3-D модель якого виконана в
пакеті САПР "Компас-3D" і наведена на рис. 12. За
цією моделлю розроблена конструкторська документація на сигналізатор.
Рисунок 12 – 3-D модель
сигналізатора циркуляції промивальної рідини в свердловині.
На теперішньому
етапі виконання роботи був проведений аналітичний огляд сигналізаторів
поглинання промивальної рідини, на основі якого були виявлені недоліки в
існуючих пристроях.
Було
запропоновано удосконалений принцип дії сигналізатора і розроблена
конструктивна схема для його реалізації.
Для
сигналізатора циркуляції промивальної рідини було проведено моделювання в
пакеті «ANSYS» для визначення зусиль, що діють на його клапан при роботі. Розрахунки
проводилися для свердловини Ø93 мм з урахуванням і без урахування обертання
бурильної колони, з нормальними і підвищеними подачами промивальної рідини, і
для свердловини Ø151 мм без обліку обертання бурильної колони. З урахуванням цих розрахунків був
зроблений висновок, що обертання бурильної колони не впливає на втрати тиску на
сигналізаторі. Результати
моделювання дозволили спроектувати сигналізатор для різних умов буріння.
Також були
запропоновані раціональні співвідношення конструктивних параметрів, які увійшли
в основу рекомендацій із застосуванням розроблених сигналізаторів.
За
конструктивної схемою була розроблена конструкція сигналізатора циркуляції
промивальної рідини для експлуатації в свердловинах. Конструкція сигналізатора захищена
патентом України на корисну модель № 50771 від 25.06.2010р.
Застосування
розробленої конструкції сигналізатора надає можливість більш точно і швидко
виявити поглинання промивальної рідини, що виключає аварії і заощаджує ресурси
і кошти.