УДК 622.24.051.62 МОДЕЛЬ ВЫБОРА ЛУЧШЕГО …...Key words: Drill Bit, PDC, bit wear, dull grading, optimization criteria, minimum cost per meter of penetration,

Вестник Ассоциации буровых подрядчиков42 4 2018

уравнение времени вспомогательных

технологических операций, крите-

рий оптимизации, целевую функцию.

Чтобы решить задачу, опишем каждое

звено модели подробно.

1. Ключевое уравнение процесса

углубления забоя на величину теку-

щей проходки h, достигнутой к мо-

менту времени механического буре-

ния tб, при неизменных условиях и

параметрах режима бурения:

где начальная механическая ско-

рость бурения V0, а также φ и n –

адаптационные эмпирические ко-

эффициенты, которые для каждого

типоразмера и конструкции долота,

геологических и технологических ус-

ловий бурения определяются путем

решения обратной задачи исходя из

промысловых измерений зависимо-

сти h от tб при проведении первых те-

стовых отработок долот на площади.

Важно отметить, что наряду с углу-

блением скважины уравнение (1)

также характеризует степень износа

долота к соответствующему моменту

времени его отработки.

2. Уравнение нарастающего време-

ни вспомогательных технологических

операций tв, необходимых для реализа-

ции процесса углубления забоя, в после-

довательности рейсов одного долота:

tв = tспо + tнар + tвсп + tдоп,

где tспо, tнар, tвсп, tдоп – текущие

значения времени проведения спу-

ско-подъемных операций (СПО),

наращивания, вспомогательных

работ, дополнительного времени на

обеспечение рейсов соответственно.

С учетом корректировок по си-

стематизации технологических опе-

раций и дополнений, связанных с

использованием долота в последо-

вательности рейсов, в (2) значения

tспо, tнар, tвсп и tдоп описаны линейными

зависимостями:

tспо = a1h;

tнар = a2h;

tвсп = a3tб;

tдоп = a4h + a5,

можно рассматривать как единичный

рейс долота в последовательности

его рейсов в нескольких скважинах

и сопоставимых условиях бурения.

Ниже приведена усовершенство-

ванная математическая модель [1],

которая позволяет при сложившихся

примерно одинаковых условиях бу-

рения на площади для вновь строя-

щихся скважин найти оптимальные

значения времени работы долот и из

нескольких конкурирующих долот

выбрать лучшее, исходя из обеспе-

чения минимума стоимости метра

проходки minCм или максимума рей-

совой скорости maxVр.

I. Модель оптимизации включает

четыре звена: уравнение углубления,

Широко применяемые се-

годня долота типа PDC

обычно обладают высо-

кой стойкостью, иногда кратно пре-

вышающей время бурения интервала

под обсадную колонну. Поэтому до-

лото последовательно отрабатывается

на нескольких скважинах, в которых

заданный интервал бурится в течение

одного долбления. Эта ситуация, на-

пример, характерна при отработке

долот типа PDC в мягких и средних

породах на месторождениях Запад-

ной Сибири.

Исключая дополнительные рей-

сы, которые не связаны с заменой

долота, целевой интервал бурения

под обсадную колонну на скважине

УДК 622.24.051.62

МОДЕЛЬ ВЫБОРА ЛУЧШЕГО ИЗ КОНКУРИРУЮЩИХ ДОЛОТ ТИПА PDCЛипатников Антон Анатольевич – руководитель управления долотного сервиса, ООО «ИСК «ПетроИнжиниринг», [email protected]Гераськин Александр Сергеевич – магистрант, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, [email protected]Леонов Евгений Григорьевич – д.т.н., профессор, РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, [email protected]

Ключевые слова: буровое долото, PDC, критерии оптимизации, ми-нимум стоимости метра проходки, максимум рейсовой скорости, выбор лучшего долота, время вспомогательных работ.

В настоящей статье рассмотрен подход компании ООО «ИСК «Петро-Инжиниринг» к выбору долот PDC и определению оптимального времени их работы, приведена усовершенствованная математическая модель, по-зволяющая из нескольких конкурирующих долот выбрать лучшее, исходя из обеспечения минимума стоимости метра проходки или максимума рейсовой скорости.

THE MODEL FOR SELECTING THE BEST OF THE COMPETING PDC BITS

Lipatnikov A.A. – Head of Drill bits Service Department, LLC ISC PetroEngineering, [email protected]

Geraskin A.S. – Master's Degree Student of the Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), [email protected]

Leonov E.G. – Doctor of Technical Sciences, Professor of the Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), [email protected]

Key words: Drill Bit, PDC, optimization criteria, minimum cost per meter of penetration, maximum bit run speed, selection of the best bit, auxiliary work time.

This article describes an approach of the LLC «ISC «PetroEngineer ing» com-pany to the PDC bits selection and the optimum time definition of their work, and an improved mathematical model is provided that allows to choose the best bit from several competing ones, based on ensuring a minimum cost per meter of penetration or a maximum bit run speed.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Вестник Ассоциации буровых подрядчиков 434 2018

Получим экстремум (12). После

дифференцирования по tб и преоб-

разований имеем:

где tоп – оптимальное время отра-

ботки долота при Cм = minCм.

III. Аналогично определено оп-

тимальное время работы долота по

критерию maxVр. Подставим (1) и (7)

в (9) и преобразуем:

Исследуем (14) на максимум. По-

сле дифференцирования и алгебра-

ических преобразований получено:

Используя трансцендентное урав-

нение (15), можно определить оп-

тимальное время механического бу-

рения tоп, соответствующее моменту

достижения maxVр.

Реализация предложенной модели

рассмотрена на тестовом числовом

примере по выбору лучшего из двух

конкурирующих долот [1].

Вывод. Усовершенствована мо-

дель выбора лучшего долота. Полу-

чены трансцендентные уравнения,

из которых можно определить время,

соответствующее моменту достиже-

ния minCм и maxVр с учетом времени

вспомогательных операций tв при

последовательной отработке долот

в нескольких рейсах.

где h – текущая проходка на до-

лото; tб – текущее время механиче-

ского бурения; tв – текущее время

на вспомогательные технологиче-

ские операции, а именно: время

выполнения СПО, подготовитель-

но-заключительных и вспомогатель-

ных работ в рейсах с учетом цели

и способа бурения, типа буровой

установки (БУ), типа лебедки, длины

свечи, диаметра труб, наличия УБТ,

схемы оснастки талевой системы,

плотности промывочной жидко-

сти и интервала глубин; Cд – стои-

мость долота данного типоразмера;

Cч – стоимость часа работы БУ по

затратам, зависящим от време-

ни ее работы (с учетом типа БУ, ее

привода, цели и способа бурения,

района буровых работ и интервала

бурения).

4. Целевая функция – минимум

стоимости метра проходки или мак-

симум рейсовой скорости:

Cм(tб) ⇒ min

или Vр(tб) ⇒ max.

В результате использования че-

тырех звеньев модели решена общая

задача по определению эффектив-

ного времени работы долот, каждое

из которых может быть отработано в

нескольких скважинах, а также рас-

смотрен выбор лучшего из конкури-

рующих долот.

II. Найдено аналитическое реше-

ние для определения оптимального

времени отработки долота по крите-

рию minCм. Подставим (1) и (7) в (8)

и преобразуем:

где a i – i-ый коэффициент

(i = 1,2,…5), учитывающий: a1 – вре-

мя на СПО в пробуренных данным

долотом интервалах, которое рав-

номерно нарастает в зависимости

от проходки h; a2 – время на нара-

щивания бурильной колонны, рас-

хаживания её, промывки и снятия

замеров перед наращиванием, ко-

торое равномерно нарастает в зави-

симости от проходки h; a3 – время

вспомогательных технологических

операций, которое равномерно на-

растает в зависимости от текущего

значения времени механического

бурения tб; a4, a5 – дополнительное

время на обеспечение рейсов, кото-

рое включает в себя сборки КНБК,

СПО от устья до начального забоя,

опрессовки ПВО, разбуривания ос-

настки предыдущей обсадной ко-

лонны, СПО от начального забоя до

устья и разборки КНБК. Коэффици-

енты a4 и a5 определяются из после-

довательности всех рейсов долота с

помощью линейной аппроксимации

зависимости начальных и конечных

рейсовых значений tдоп от h. Таким

образом, только в первом рейсе до-

полнительное время на него является

известной и постоянной величиной

(tдоп = a5), а в последовательности

рейсов время tдоп равномерно на-

растает в зависимости от текущей

проходки h.

Подставим (3) – (6) в (2):

tв = (a1 + a2 + a4)h + a3tб + a5.

Коэффициенты в уравнении (7)

определяются исходя из анализа

данных станции ГТИ по фактически

пробуренным скважинам. С учетом

принятых допущений (7) является

гладкой функцией и применение об-

щеизвестных критериев возможно

при рассмотрении последовательно-

сти рейсов одного долота в несколь-

ких скважинах.

3. Критерий оптимизации – экс-

плуатационные затраты на метр про-

ходки Cм или рейсовая скорость Vр:

или

Список литературы

1. Липатников А.А., Гераськин А.С., Леонов Е.Г. Совершенствование модели для вы-бора лучшего долота и определения оптимального времени его отработки с учетом переменного времени вспомогательных работ // Бурение и нефть. 2018. №6. С. 28 – 33.

References

1. Lipatnikov A.A., Geraskin A.S., Leonov E.G. Improving the model to select the best bit and determine the optimal time to work it out taking into account the variable time of auxiliary work. Drilling and Oil. 2018. №6. P. 28 - 33.

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)


степени износа долота со снижением

темпа углубления скважины. При

рассмотрении последовательности

рейсов одного долота на несколь-

ких скважинах часто оказывается,

что средняя за рейс МСП от рейса

к рейсу меняется не существенно;

3) затруднительно обеспечить

одинаковый режим бурения для всех

рейсов, иногда возникают отклоне-

ния от средних параметров режима

бурения, модель их не учитывает,

что, например, также может являть-

ся причиной сохранения величи-

ны МСП при нарастающем износе

долота;

4) использование в качестве ис-

ходных данных модели результатов

работы долот, участвовавших в ма-

лом количестве рейсов, не всегда

оправдано. Предложенный подход

ориентирован на рассмотрение по-

ки модели, которые затрудняют ее

практическое применение:

1) встречающийся слишком дли-

тельный интервал экстраполяции

зависимости текущей проходки h от

времени механического бурения tб,

из-за которого прогнозное оптималь-

ное время отработки по модели tоп = tмод

может существенно превышать ви-

зуальную оценку стойкости долота;

2) при незначительном снижении

механической скорости проходки

(МСП) Vм в процессе отработки кри-

терии оптимизации слабо изменяют-

ся на продолжительном интервале

времени. Данный результат в целом

характерен для долот PDC, так как

при их штатной работе наблюдается

медленное снижение МСП практи-

чески на протяжении всей отработ-

ки. На практике затруднительно

количественно определить связь

Для решения задачи повы-

шения технико-экономиче-

ских показателей проводки

скважин за счет выбора лучшего до-

лота предложена усовершенствован-

ная математическая модель, которая

позволяет при сложившихся при-

мерно одинаковых условиях бурения

на площади для вновь строящихся

скважин найти оптимальные зна-

чения времени работы долот и из

нескольких конкурирующих долот

выбрать лучшее, исходя из обеспе-

чения минимума стоимости метра

проходки minCм или максимума рей-

совой скорости maxVр. В результате

использования четырех звеньев мо-

дели были получены графические и

аналитические решения, рассмотрен

числовой пример, произведено срав-

нение двух конкурирующих долот [1].

Также отмечены основные недостат-

УДК 622.24.051.62

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛИ ВЫБОРА ДОЛОТА PDC И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ЕГО ОТРАБОТКИЛипатников Антон Анатольевич – руководитель управления долотного сервиса, ООО «ИСК «ПетроИнжиниринг», [email protected]

Ключевые слова: буровое долото, PDC, износ долота, оценка износа, критерии оптимизации, минимум стои-мости метра проходки, максимум рейсовой скорости, выбор лучшего долота, ремонтопригодность долота, стой-кость.

Рассмотрены вопросы практического использования и дальнейшего совершенствования подхода компании ООО «ИСК «ПетроИнжиниринг» к выбору и определению оптимального времени работы долот PDC. При отработке конкурирующих долот одним из дополнительных ограничений модели является их фактическая стойкость. В насто-ящей статье предложен алгоритм прогнозирования стойкости долота на основании руководства по оценке износа долот типа PDC в промысловых условиях. Выполнен тестовый числовой пример реализации модели с учетом допол-нительного ограничения, произведено сравнение полученных результатов с найденными ранее значениями критериев. Предложена корректировка модели, направленная на дальнейшее уточнение подхода к сравнению конкурирующих долот на практике.

PRACTICAL USE OF THE MODEL FOR SELECTING THE BEST PDC BIT AND DETERMINING THE OPTIMAL TIME FOR ITS WORKING

Lipatnikov A.A. – Head of Drill bits Service Department, LLC ISC PetroEngineering, [email protected]

Key words: Drill Bit, PDC, bit wear, dull grading, optimization criteria, minimum cost per meter of penetration, maximum bit run speed, selection of the best bit, bit maintainability, durability.

The issues of practical use and further improvement of the approach of the LLC «ISC «PetroEngineering» company for PDC bits selection and the optimum time determination for their work are considered. When testing competing bits, one of the addi-tional limitations of the model is their actual durability. This article proposes an approach for prediction the durability of bits on the basis of PDC bits dull grading guide in field conditions. A numerical example of the model implementation were performed with additional constraint. The results obtained were compared with the values of the criteria found earlier. A model correction is proposed, aimed for further clarifying the approach to the comparison of competing bits in practice.


так как часто они являются не харак-

терными и связаны с различными на-

рушениями технологии, например,

превышением допустимых режимов

бурения, наличием посторонних ме-

таллических предметов на забое или

невыполнением правил обращения

с долотами PDC.

Границы и области износа [2] при

необходимости могут быть дополни-

тельно уточнены и скорректирова-

ны, но для объективного сравнения

конкурирующих долот при визуаль-

ной оценке степени их износа необ-

ходимо использовать руководство с

одинаковым набором рассматрива-

емых элементов, областей износа и

состояний элементов, границ износа

всего долота и рекомендаций о даль-

нейшем использовании.

При отработке конкурирующих

долот в сопоставимых, примерно

одинаковых условиях бурения на

площади интервал времени tб отра-

ботки каждого долота ограничен его

стойкостью tвиз (tб ∈ [0; tвиз]). Здесь tвиз

характеризует момент достижения

полного износа I = 2 на основании

визуальных наблюдений.

Для прогноза tвиз предположим,

что долото, достигшее частичного

износа (I = 1), при попытке продол-

жения его отработки еще в одном

сопоставимом интервале следующей

скважины сможет полностью пройти

данный интервал, при этом в момент

завершения рейса оно мгновенно

достигнет состояния полного износа

(I = 2). Примем допущение, что вре-

мя механического бурения предпо-

лагаемого возможного рейса будет

равно среднему времени механи-

ческого бурения всех предыдущих

рейсов. Потенциальную дальнейшую

отработку долота до полного износа

с запасом ограничиваем всего одним

рейсом, стремясь сделать ошибку в

нужную сторону, чтобы минимизи-

ровать возможные риски.

Среднее время механического бу-

рения за рейс ∆tб представим в виде:

долота при данных состояниях без

ремонта существенно увеличива-

ется вероятность отказа долота при

попытке пробурить еще один сопо-

ставимый интервал в последующей

скважине. Таким образом, долота,

которые достигли частичного из-

носа, рекомендуется отправлять на

ремонт, а не спускать их в скважину

для дальнейшей отработки. Если при

нормальной отработке и плановом

завершении рейса долото достигло

полного износа (I = 2), не пригодно

для дальнейшей отработки и ремон-

та, то время tб на момент завершения

последнего рейса является стойко-

стью долота. Такие случаи встре-

чаются не часто. На практике, при

отработке долот PDC специально

стараются не доводить их до I = 2

и приближенных к полному износу

состояний, так как достижение та-

ких износов в процессе очередного

рейса приводит к значительному

снижению МСП, необходимости

прерывать рейс и проводить незапла-

нированную СПО, что сопряжено с

существенными дополнительными

затратами времени и средств, риска-

ми осложнения ствола скважины,

которые не сопоставимы с потерями

от заблаговременного завершения

отработки долота при частичном

износе (I = 1) до состояния I = 2.

Случаи незапланированного до-

стижения долотом PDC состояния

I = 2 и близких к нему состояний, как

правило, всегда приводят к резкому

росту стоимости метра проходки Cм,

снижению рейсовой Vр и механи-

ческой Vм скоростей при отработке

долота, а также к дополнительным

затратам на углубление ствола, ко-

торые связаны с необходимостью

спуска дополнительного долота

для завершения работ по целевому

интервалу, утратой ремонтопригод-

ности использованного долота или

существенным удорожанием его по-

следующего ремонта.

Кроме того, следует отметить, что

ориентироваться на единичные слу-

чаи полного износа затруднительно,

следовательности сопоставимых

рейсов, но не учитывает влияние

других различных факторов в преде-

лах одного рейса. Например, увели-

чение твердости и прочности пород

с глубиной, нарастающие затраты

времени на поддержание проектной

траектории и ухудшение условий до-

ведения нагрузки на долото по мере

увеличения протяженности откры-

того ствола скважины. Использо-

вание отработок долот, участвовав-

ших в малом количестве рейсов, в

качестве исходных данных наобо-

рот может приводить к занижению

прогнозного оптимального време-

ни работы tмод, что не согласуется со

сложившейся практикой отработки

долот PDC.

Из числового примера в [1] сле-

дует, что при реализации подхода

определяемые значения tоп = tмод при

использовании критериев minCм и

maxVр не всегда приемлемы, и требу-

ется дальнейшая доработка модели,

например, с помощью введения до-

полнительных ограничений по стой-

кости долота исходя из визуальной

оценки степени его износа [2].

Воспользуемся руководством по

оценке износа [2] для определения

состояния долота PDC после каж-

дого рейса. При осмотре фиксируем

износ отдельных элементов, опреде-

ляем степень износа всего долота I и

в результате относим его к одной из

трех групп: I = 0 – неизношенное,

условно новое, пригодно для даль-

нейшей отработки; I = 1 – частично

изношенное, ремонтопригодное, ну-

ждается в ремонте; I = 2 – полностью

изношенное, неремонтопригодное

или ремонт экономически не раци-

онален, следует утилизировать. Если

I = 0, то продолжаем отработку. В

[2] предложены границы и области

износа элементов долот PDC, свиде-

тельствующие о наличии частично-

го износа (I = 1), предшествующего

полному износу, и необходимости

ремонта долота для продолжения

дальнейшей отработки. Согласно [2]

в случае продолжения отработки (1)


Воспользуемся исходными дан-

ными числового примера [1] и ру-

ководством [2] для оценки износа

рассматриваемых долот PDC после

каждого пройденного рейса. В табл. 1

представлена информация о нарас-

тающем времени механического

бурения и степени износа конкури-

рующих долот №1 и №2 в последо-

вательностях четырех рейсов.

На основе данных табл. 1 и ви-

зуальных наблюдений вычислим

значения среднего времени механи-

ческого бурения в рейсах и опреде-

лим прогнозные стойкости долот tвиз.

Например, найдем ∆tб и tвиз для до-

лота №1, которое достигло частич-

ного износа (I = 1) на четвертом

рейсе (m = 4) при текущем значе-

нии времени механического бурения

расчетные значения оптимального

времени отработки tмод, полученные

по модели [1], превышают стойкость

tвиз долота, которая определена ис-

ходя из визуальной оценки степени

его износа, то значения минимума

стоимости метра проходки minCм и

максимума рейсовой скорости maxVр

достигаются при tоп = tвиз.

Следовательно, оптимальное вре-

мя отработки долота с учетом визу-

ального ограничения имеет вид:

где tвиз – стойкость согласно ви-

зуальной оценке износа по руковод-

ству [2]; tмод – расчетное оптимальное

время отработки долота по модели [1].

Рассмотрим подробнее реализа-

цию модели с учетом дополнитель-

ного ограничения.

где ∆tбj = tбj - tбj-1 – время механиче-

ского бурения j-ого рейса, ч; tбj – теку-

щее значение времени механического

бурения tб при окончании j-ого рейса;

m – номер рейса, в котором долото

достигло частичного износа (I = 1);

tбm – текущее значение времени меха-

нического бурения tб при достижении

долотом частичного износа (I = 1).

Выражение для оценки стойкости

долота tвиз на основе визуальных на-

блюдений:

Значение tвиз является дополни-

тельным ограничением модели,

экстраполяцию зависимости h от

tб, значений Cм, Vр и Vм необходи-

мо рассматривать на интервале

tб ∈ [0; tвиз]. Таким образом, если

Таблица 2 – Результаты расчета критериев оптимизации

tб

Долото №1 Долото №2

h Vм Vр Cм h Vм Vр Cм

ч м м/ч м/ч руб/м м м/ч м/ч руб/м

82,4 3691 41,6 21,2 1102,8 3817 46,3 21,6 1091,3

147,5 6265 37,6 21,0 1048,3 6829 46,2 21,9 1003,5

170,6 7118 36,3 20,8 1043,5 7897 46,2 22,0 988,5

184,4 7614 35,6 20,7 1042,2 8535 46,2 22,0 981,3

198,7 8118 34,9 20,6 1041,8 9195 46,2 22,1 975,0

213,3 8622 34,2 20,5 1042,2 9870 46,2 22,1 969,4

888,1 – – – – 40879 45,7 22,3 913,2

2113,1 – – – – 96331 44,8 22,2 906,9

Таблица 1 – Исходные данные для оценки tвиз№

дол

ота

j tбj ∆tбjКод износа по

руководству [1]Степень износа

долотаПримечания и рекомендации

– ч ч – – –

1

0 0,0 0,0 – 0 новое, начать отработку

1 42,3 42,3 Р0(0%)Г0Н0Д0П0 0 условно новое, пригодно для работы



4 147,5 23,5 Р1(66%)Г1Н0Д0П0 1 частичный износ, нужен ремонт

2

0 0,0 0,0 – 0 новое, начать отработку




4 170,6 43,2 Р0(40%)Г1Н0Д0П0 1 частичный износ, нужен ремонт

(2)(3)


проходки minCм и максимума рейсо-

вой скорости maxVр достигаются при

tоп = min(tвиз, tмод) = tвиз. Например, для

долота №2 по критерию minCм опти-

мальное время механического буре-

ния составит tоп = min(213,3; 2113,1) =

= tвиз = 213,3 ч, minCм = 969,4 руб/м.

Для долота №1 по критерию minCм

время tоп = 184,4 ч, minCм = 1042,2

руб/м. Отличие между полученными

в расчетном примере minCм и maxVр

с учетом ограничения tб ∈ [0; tвиз] и

значениями критериев, найденны-

ми без учета ограничений (при tмод),

не превышает 7%.

В результате сравнения долото

№2 оказалось лучше по обоим рас-

сматриваемым критериям, так как

при его использовании достигнуты

меньшая стоимость метра проход-

Введем дополнительное ограниче-

ние модели, связанное со стойкостью

долот tвиз. Ограничим рассматривае-

мую область отработки каждого до-

лота соответствующим интервалом

времени бурения tб ∈ [0; tвиз].

Сравнивая конкурирующие доло-

та в схожих горно-геологических и

технико-технологических условиях,

можно из табл. 2 или рис. 1 выбрать

лучшее по расположению minCм или

maxVр. В нашем случае оказалось, что

только для долота №1 найденное ра-

нее по критерию maxVр значение tоп =

= min(tвиз = 184,4; tмод = 82,4) = tмод =

= 82,4 ч попадает в рассматриваемый

с учетом ограничения интервал вре-

мени бурения tб ∈ [0; 184,4]. Во всех

остальных случаях принимаем, что

значения минимума стоимости метра

tб4 = 147,5 ч: ∆tб = 147,5/4 = 36,9 ч;

tвиз = (4+1)/4∙147,5 = 184,4 ч. Анало-

гично находим для долота №2 прогно-

зную стойкость tвиз = (4+1)/4∙170,6 =

= 213,3 ч.

В соответствии с подходом [1] рас-

считываем значения Cм, Vр и Vм для

различных моментов времени tб, в

том числе при tвиз, по каждому долоту.

В табл. 2 представлены результаты

некоторых расчетов. На рис. 1 для до-

лот №1 и №2 построены зависимости

Cм, Vр и Vм от tб, указаны прогнозные

значения критериев при оптималь-

ных величинах времени отработки

долота tмод по модели [1] и tвиз по ру-

ководству [2], а также фактически

достигнутые значения критериев при

tбm в момент достижения долотами

частичного износа.

Рис. 1 – Зависимости Cм (1 и 2), Vр (3 и 4) и Vм (5 и 6) от tб для долот №1 и №2, соответственно; сплошные линии – фактически наблюдаемая область отработки; пунктирные линии – область экстраполяции

зависимостей. Значения критериев: ∆ и □ – прогнозные значения критериев при оптимальных значениях времени отработки долот tмод по модели [1] и tвиз по руководству [2], соответственно; ○ – фактически достигнутые

значения критериев при tбm в момент достижения долотами частичного износа.


его износа [2]; значения минимума

стоимости метра проходки minCм и

максимума рейсовой скорости maxVр

достигаются при tоп = min(tвиз, tмод).

2) Выполнен тестовый числовой

пример реализации модели с учетом

дополнительных ограничений по tвиз;

произведено сравнение полученных

minCм и maxVр со значениями крите-

риев, найденными при tмод без учета

ограничений по tвиз.

3) Предложена корректировка мо-

дели, направленная на дальнейшее

уточнение подхода к сравнению кон-

курирующих долот на практике.

ных для долот значениях критериев.

Фактически достигаемые критерии

эффективности соответствуют попа-

данию долот в ремонтопригодную

область. Для сравнения конкури-

рующих долот PDC необходимо

разработать подход, который учи-

тывает свойство ремонтопригод-

ности и рассматривает весь жиз-

ненный цикл отработки долота до

его утилизации.

Выводы:

1) Модель [1] дополнена ограни-

чением по стойкости долота tвиз ис-

ходя из визуальной оценки степени

ки и большая рейсовая скорость.

Отличие между конкурирующи-

ми долотами по критерию maxVр

составляет приблизительно 4%,

по minCм – 7%.

Числовой пример демонстрирует,

что в пределах наблюдаемой отра-

ботки долот PDC скорость Vм может

изменяется незначительно, поэтому

в таких случаях целесообразно по-

пробовать перейти к рассмотрению

модели с постоянной МСП Vм = V0 =

= const на интервале tб ∈ [0; tвиз]. Это

допущение позволяет существен-

но упросить расчеты и облегчить

практическую реализацию подхода,

скорректированная модель может

быть использована в качестве экс-

пресс-метода для сравнения конку-

рирующих долот.

Следует отметить, что рассмо-

тренные модели были применены

для сравнения долот при прогнозных

значениях tоп, которые обычно не

достигаются, так как долота отра-

батываются только до частичного

износа. То есть речь идет о некото-

рых гипотетических, потенциаль-

ПЕРЕЧЕНЬ ТРЕБОВАНИЙ И УСЛОВИЙ, ПРЕДОСТАВЛЯЕМЫХ ДЛЯ ПУБЛИКАЦИЙ

1. Журнал публикует исключительно оригинальные статьи. Автор несет полную ответственность за соблюдение этого требования.

2. Материалы представляются:• в электронном виде (e-mail: [email protected], [email protected]);• на бумажном носителе 1 экземпляр с обязательной под-

писью автора и дискете.Адрес: 119296, г. Москва, Ленинский проспект, д. 63/2, корп. 1,

комн. №№29-33, а/я 424, Ассоциация буровых подрядчиков.Примечание: бумажная и электронная версии должны со-

впадать.3. Объем статей не должен превышать 14-16 страниц

(параметры страницы А4 210x292 мм). Редакция рекомендует, чтобы:

• текст был набран в программе Word (шрифт Times New Roman, 12 кегль, междустрочный интервал – полуторный, без разбивки на 2 колонки);

• формулы подготовлены в программе Microsoft Equation или MathType;

• рисунки были выполнены в одной из графических про-грамм: Corel Draw, Illustrator, Adobe Photoshop, Microsoft Excel, отдельными файлами от текста. Фотографии должны быть хорошего качества.

4. Материалы сопровождаются сопроводительным письмом руководителя организации, экспертным заключением или другим документом, разрешающим опубликование в открытой печа-ти, утвержденным руководителем организации и заверенным гербовой печатью.

5. К каждой статье прилагаются наименование статьи, ключевые слова и аннотация. Объем аннотации — не более 600 знаков.

6. К статье прилагаются сведения об авторах: место ра-боты, должность, с указанием почтового адреса, контактных телефонов, факса и e-mail, научное звание, ученая степень.

7. При написании статьи обязательно используются обще-принятые термины, единицы измерения и условные обозначения, единообразные по всей статье. Расшифровка всех используемых авторами обозначений дается при первом упоминании в тексте.

8. При наборе статьи на компьютере все латинские обо-значения физических величин набираются курсивом; греческие обозначения, названия функций, химические элементы и единицы измерения — прямым (обычным) шрифтом.

9. Редакция рекомендует использовать в формулах буквы латинского, греческого и других (не русского) алфавитов.

10. Оформление литературных ссылок (списка литера туры):Все литературные ссылки обозначаются порядковой цифрой

в квадратных скобках (например, [3]).Литературным ссылкам присваивается порядковый номер

по мере их упоминания в тексте.Библиографические ссылки в списке литературы располага-

ются в той последовательности, в какой упоминаются в тексте.11. Срок публикации каждой статьи составляет 4-5 меся-

цев. В случае необходимости срочной публикации автор может обратиться в редакцию с мотивированной просьбой об ускорении срока публикации.

12. Плата с аспирантов за публикацию рукописей не взимается.

Список литературы

1. Липатников А.А., Гераськин А.С., Леонов Е.Г. Совершенствование модели для вы-бора лучшего долота и определения оптимального времени его отработки с учетом переменного времени вспомогательных работ // Бурение и нефть. – 2018. – №6. – с. 28 - 33.2. Руководство по оценке износа долот типа PDC в промысловых условиях / Я.В. Мясников [и др.] // Бурение и нефть. – 2014. – №3. – с. 14 - 18.

References

1. Lipatnikov A.A., Geraskin A.S., Leonov E.G. Improvement of the model for selecting the best bit and determining the optimum time for it's working, taking into account variable time of auxiliary works. Drilling and Oil. – 2018. – №6. – p. 28 - 33.2. Guide to dull grading for PDC bits in field conditions / Ya.V. Myasnikov [et al.] // Drilling and Oil. – 2014. – №3. – p. 14 - 18.

Documents

УДК 622.24.051.62 МОДЕЛЬ ВЫБОРА ЛУЧШЕГО …...Key words: Drill Bit, PDC, bit wear, dull grading, optimization criteria, minimum cost per meter of penetration,