Поперечная (вращательная) вибрация

Поперечная вибрация – этой такой тип вибрации, при котором вращение долота происходит вокруг оси, не являющейся его геометрическим центром. При этом отдельные резцы начинают двигаться быстрее чем при нормальном бурении, либо даже двигаться в обратную сторону, а также быстро ускоряться и замедляться, что значительно увеличивает ударную нагрузку на них, приводящую к сколу и слому.

Существует большое количество методов для предотвращения поперечных вибраций: они предлагаются разными экспертами и разными прозводителями. Возможно, такая ситуация сложилась из-за сложности и разносторонности возникновения этой проблемы. Принципы дизайна срабатывающее в одном приложении могут не сработать в другом.

• Поперечные силы, ведущие к неустойчивости долота, являются равнодействующими сил от каждого отдельного резца. Это приводит к тому, что часть долота глубоко внедряется в породу с потенциальностью образования поперечной вибрации.

• Центр вращения долота с коническим профилем более предрасположен к продольному смещению, чем у долота с плоским профилем, и, следовательно, больше подвержен вибрации.

• При поперечном смещении долота идет нагрузка на резцы вершины, находящиеся на противоположной стороне, куда сместилось долото, что приводит к тендеции возниконовения поперечной вибрации.

• При использовании скругленных резцов риск возникновения такого типа вибрации ниже, так как у них меньше глубина внедрения в породу.

• Продольное смещение также зависит от угла отклонения, т.е. при отрицательном угле бокового перекоса резца, что является стандартом для долот PDC, будут возникать силы, сдвигающие долото с центра. Позитивный угол бокового перекоса ослабит этот эффект.

• Использование вторичных резцов, которые идут по той же траектории что и первичные, позволяет создавать желобки, благодаря которым долото будет ограниченно в своем смещении. Компания Smith использует подобную систему с переменными двойными диаметрами резцов в серии своих долот ARCS™. В долотах компании ReedHycalog's типа Transformation™ (изменяющиеся) резцы на вторичных лопастях идут по той же траектории, что и на первичных. По такому же принципу работает другой специльный элемент компании ReedHycalog – вторичная режущая структура DiamondBack™, где вторичные резцы располаются на той же лопасти, где и первичные.

Концепция использования калибра с низким трением, внедренная изначально компанией Amoco, заключается в том, что непрактично стараться сбалансировать силы, действующие на долото, для предотвращения поперечной вибрации, и использует степень дисбаланса для увеличения стабильности долота.

Долото спроектировано так, что несбалансированные силы двигают специальную накладку на калибре долота по стенке скважины. Так как эта накладка низко фрикционная, то легко скользит по ней. Если на этом элементе долота были бы резцы, то они бы, внедряясь в породу, привели бы к возникновению поперечной вибрации.

Уникальный дизайн компании ReedHycalog The Steering Wheel™ - это сбалансированное долото, в котором таже используется концепция низкофрикционного калибра. На нем находится непрерывающееся кольцо (в случаях когда вероятен риск возникновения сальника кольцо может быть прерывающимся), что дает гладкий контакт калибра с породой. По тестам в лабораториях и в полях было доказано, что при таком дизайне возникают только низкие уровни вибраций, либо они не возникают вообще.

Дата добавления: 2015-05-26