Анотація до роботи:

Воєвідко І.В. Розробка теоретичних основ і технічних засобів для підвищення точності проведення спрямованих свердловин. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.10 – Буріння свердловин. Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, 2007р.

Вдосконалено методику розрахунку конструктивних параметрів неорієнтованих компоновок бурильної колони, яка уточнює реальні відстані між її точками опори, а також враховує геометричні, вагові та жорсткісні параметри опорно-центрувальних пристроїв. Розроблено двоцентраторні пасивні компоновки з різними величинами відхиляючої сили на долоті, які не реагують на зміну зенітного кута свердловини в діапазоні від 10 до 40, а також уточнено розміри п’яти типів неорієнтованих компоновок. На основі пристроїв із змінною геометрією робочого профілю розроблено 8 типів активних компоновок з розширеними технологічними можливостями.

Уточнено вплив відхиляючого фактору анізотропії гірських порід на процес викривлення свердловини та удосконалено аналітичну модель просторового викривлення стовбура свердловини в складних геологічних умовах неорієнтованими компоновками із урахуванням специфіки роторного і турбінного способів буріння.

Для підвищення точності проведення похило-спрямованих свердловин розроблено методику розрахунку та прогнозування їх викривлення, а також науково-методичні основи контролю за траєкторією стовбура свердловини та коригування її параметрів викривлення.

Основні результати роботи, які стосуються розробки різних типів компоновок і методики розрахунку та прогнозування викривлення свердловин пройшли промислову апробацію, яка засвідчила достовірність результатів досліджень.

На основі розробки нових методів проектування неорієнтованих КНБК та їх складових елементів, а також виконаних теоретичних та експериментальних досліджень їх роботи в процесі буріння спрямованих свердловин, отримано результати, які дають змогу вивести технологічні можливості застосування неорієнтованих технічних засобів на якісно вищий рівень. Одержано наступні основні результати.

1. На основі геометричної моделі реального розташування КНБК в стовбурі свердловини удосконалено методику розрахунку її розмірів, яка враховує уточнені відстані між точками опори компоновки, а також геометричні, вагові та жорсткісні параметри центраторів.

2. На основі розробленої методики розрахунку КНБК, уточнено конструктивні параметри неорієнтованих компоновок для роторного способу буріння та для буріння із застосування гідравлічних вибійних двигунів, а також проведено аналіз їх стійкості на проектній траєкторії.

3. Розроблено конструкції активних неорієнтованих КНБК для набору зенітного кута та боротьби з викривленням свердловин, які дозволяють реалізувати відхиляючу силу на долоті в 1,2 – 5,5 разів більшу, ніж стандартні компоновки, що дає змогу значно розширити технологічні аспекти їх застосування.

4. Доведено, що застосування долота з підвищеною стабілізуючою здатністю в складі КНБК призводить до зменшення швидкості бокового фрезерування стінки свердловини в 2,2-2,8 рази та до збільшення величини критичного осьового навантаження на долото як мінімум на 18%.

5. Запропоновано та обґрунтовано геометричні критерії оцінки величини відхиляючого фактору анізотропії гірських порід та ступеня його впливу на процес зміни просторової орієнтації свердловини, а також отримано аналітичні залежності для розрахунку зенітної та азимутальної складових зазначеного фактору.

6. Удосконалено математичну модель просторового викривлення стовбура свердловини в складних геологічних умовах неорієнтованими КНБК, яка уточнює вплив на цей процес техніко-технологічних та геологічних факторів і дозволяє прогнозувати інтенсивність зміни зенітного та азимутального кутів з врахуванням специфіки різних способів буріння.

7. Сформовано наукові основи підвищення роботоздатності опорного інструменту КНБК на етапі його проектування, які, зокрема, підвищують ступінь зносостійкості його виконавчих органів, а також забезпечують мінімальну величину відхилення їх профілю від теоретичного та відтворення розрахункової величини ексцентриситету децентрувальними пристроями.

8. Створено теоретичні та методичні основи підвищення точності проведення похило-спрямованих свердловин шляхом розробки комплексу нових методів і способів розрахунку, оперативного контролю та коригування параметрів їх траєкторій, а також раціонального вибору доліт із необхідним ступенем фрезеруючої здатності.

9. Розроблено конструкції опорно-центрувальних елементів компоновок, їх опорно-децентрувальних пристроїв та пристрою для вимірювання зенітного кута свердловини, а також модифікованого долота із підвищеною стабілізуючою здатністю.

10. Результати промислових випробувань дослідних компоновок, створених на основі розроблених технічних засобів та результатів досліджень, довели їх здатність керувати зенітним викривленням стовбура свердловини в діапазоні від 0 до 1,1 град/10м, а також засвідчили достовірність запропонованої методики розрахунку КНБК.

Апробація методики розрахунку та прогнозування викривлення стовбурів свердловин показала, що вона достовірно описує процес їх просторового формування, оскільки максимальне відхилення фактичного профілю пробуреної свердловини від її проектного склало всього 24 м що в 2 рази менше за допустиме.

Основні результати роботи викладені в таких публікаціях:

1. Воєвідко І.В. Аналіз роботи пристрою із змінним робочим профілем для буріння спрямованих свердловин // Нафтова і газова промисловість. - 2004. - №1.- С. 34-35.

2. Воєвідко І.В. Аналіз стійкості вибійних компоновок на проектній траєкторії // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2003. - № 4(9). - С. 18-20.

3. Воєвідко І.В. Вибір критеріїв оптимізації та розрахунок трицентраторних неорієнтованих вибійних компоновок // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. - 2003.- № 2(6). - С.5-8.

4. Воєвідко І.В., Марцинковська І.П. Автоматизоване проектування породоруйнуючих органів шарошкових калібраторів // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2002. - № 3 (4). - С.85-87.

5. Воєвідко І.В., Марцинковська І.П. Забезпечення точності виготовлення опорно-центруючих пристроїв у шарошковому виконанні на етапі конструкторського проектування // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2004. - № 3(12). - С. 26-28.

6. Воевидко И.В. Математическая модель пространственного искривления ствола скважины при бурении неориентированными КНБК с использованием гидравлических забойных двигателей в сложных геологических условиях // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2002. - № 12. - С. 10-12.

7. Воєвідко І.В. Математична модель просторового викривлення стовбура свердловини при роторному способі буріння неорієнтованими КНБК в складних геологічних умовах // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2003. - № 2(7). - С. 32-34.

8. Воєвідко І.В. Методика розрахунку та конструювання пасивних неорієнтованих вибійних компоновок для роторного способу буріння // Нафтова і газова промисловість. - 2004. - №2. - С. 19-21.

9. Воєвідко І.В. Оцінка впливу анізотропних геологічних структур на тенденцію похило-спрямованих свердловин до зміни азимута // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2003.- № 3(8).- С. 28-31.

10. Воевидко И.В. Разработка неориентированных КНБК для борьбы с искривлением скважин на базе устройства с изменяющимся рабочим профилем // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2004. - № 1. - С. 8-11.

11. Воевидко И.В. Разработка неориентированных маятниковых компоновок повышенной активности // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2004. - № 2. - С.2-5.

12. Воевидко И.В. Разработка устройства для измерения зенитного угла скважины // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2003. - №7. - С. 8-10.

13. Воєвідко І.В. Розрахунок компоновок для набору зенітного кута свердловини на базі пристроїв із змінним робочим профілем // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. - 2004. - № 1(7). - С. 8-11.

14. Воєвідко І.В. Розробка пристрою для буріння похилоспрямованих свердловин // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2003. - № 1(6). - С. 21-23.

15. Воєвідко І.В. Розробка раціональної схеми озброєння робочих органів калібруючих та опорно-центруючих інструментів в лопатевому виконанні // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2002.- № 4(5). - С. 85-87.

16. Воевидко И.В., Чудык И.И., Лев О.М. Метод проектирования неориентированных компоновок низа бурильной колонны // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2002. - №11. - С. 17-19.

17. Крижанівський Є.І., Воєвідко І.В. Вплив анізотропії гірських порід на зенітне викривлення свердловин з врахуванням їх орієнтації відносно геологічної структури // Нафтова і газова промисловість. - 2003.- №6. - С. 20-22.

18. Крижанівський Є.І., Воєвідко І.В. Шарошкове долото із підвищеною стабілізуючою здатністю для буріння вертикальних і похило-прямолінійних свердловин // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2007. - № 1(22). - С. 10-13.

19. Мойсишин В.М., Крижанівський Є.І., Воєвідко І.В. Про натуральні граничні умови на долоті при розв’язку загальної задачі стійкості бурильної колони // Нафтогазова енергетика. - 2007. - № 1(2). - С. 44-49.

20. Деклар. Патент 20219 України, Е21В 10/08. Бурове шарошкове долото / Крижанівський Є.І., Воєвідко І.В.- № 200607841; Заявл. 13.07.2006. Опубл. 15.01.2007, Бюл. №1, 2007р.- 3с.

21. Пат. 50920 України, 6 Е21 В 10/26. Опорноцентруючий пристрій / Крижанівський Є.І., Воєвідко І.В., Шандровський Т.Р., Чудик І.І. - № 2001053042; Заявл. 04.05.2001; Опубл. 15.11.2002. Бюл. № 11. – 4с.

22. Пат. 53734 України, Е 21 В 47/022. Пристрій для вимірювання зенітного кута свердловини / Крижанівський Є.І., Воєвідко І.В., Івасів В.М., Ліщук В.І. - № 2000021183. Заявл. 29.02.2000. Опубл. 17.02.2003. Бюл. №2. 2003. - 4с.

23. Воєвідко І.В. Спосіб вимірювання зенітного кута свердловини // Матеріали 6-ої Міжнародної науково-практично конференції „Нафта і газ України – 2000”. - Івано-Франківськ: УНГА, 2000. - С. 26-28.

24. Воевидко И.В. Разработка пассивных неориентируемых компоновок низа бурильной колонны (КНБК) для турбинного способа бурения // Материалы международной научно-технической конференции „Нефть и газ Западной Сибири”. – Тюмень: ТГНУ, 2003. - Т.1. - С. 68-70.

25. Воевидко И.В. Разработка устройства с изменяющимся рабочим профилем для увеличения интенсивности набора зенитного угла скважины // Материалы международной научно-технической конференции „Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии”. – Могилёв: „Белорусско-российский университет”, 2004.- С. 36-38.