Дослідження вантажопідйомності мобільних установок для буріння, ремонту і обслуговування свердловин

Допустиме навантаження на підйомний гак Р_гдоп визначається наступними способами:

· за паспортною характеристикою установки, встановленою виробником;

· за паспортною характеристикою комплектуючої бурової щогли, що відповідає найбільшій кратності оснастки талевої системи;

· за допустимим натягом ведучої вітки талевого каната - характеристикою комплектуючої бурової лебідки і найбільшою кратністю оснастки талевої системи.

З-поміж величин, визначених вказаними методами, для подальшої обробки прийнято найменшу.

Питома вантажопідйомність Р_гдоп / L_ум має фізичний зміст погонної ваги найважчої трубної колони, що може бути опущена з досліджуваної установки у свердловину, глибина якої дорівнює умовній глибині L_ум.

Із загальної сукупності чисельністю 129 моделей і модифікацій для дослідження вантажопідйомності відібрано тільки такі, для яких виробником встановлено чисельні значення допустимого навантаження на підйомний гак Р_гдоп і умовної глибини буріння L_ум трубами 114 мм. Установки з допустимим навантаженням на гак Р_гдоп < 500 кН виключено з розгляду, оскільки втілені в них конструктивно-компонувальні рішення не можуть бути перенесені методом масштабування в установки більшої вантажопідйомності, потрібні Україні. Не розглядалися також установки з електроприводом лебідкового блока, як нетипові, до того ж їх параметри призначення збігаються з відповідними параметрами установок з дизельгідравлічним приводом. Деякі виробники подають для своїх установок умовну глибину буріння трубами  73 і 89 мм. Спроби привести такі показники до стандартної глибини буріння через відношення квадратів діаметрів замків (за ємністю підсвічників) та через відношення погонних мас (за навантаженням на гак) виявилися безрезультатними внаслідок відсутності кореляції.

Майже всі виробники (за виключенням російських) пропонують декілька модифікацій кожної базової моделі установок для повнішого задоволення запитів споживачів та збільшення конкурентоспроможності своєї продукції. Модифікації, які відрізняються від базової моделі допустимим навантаженням на наголовник щогли або кратністю оснастки талевої системи (до 3 варіантів за кожною ознакою), при чисельному аналізі розглядалися як окремі моделі з притаманними їм паспортними значеннями параметрів. Потужність залишкової вибірки становила 79 елементів, сама вибірка [Р_гдоп, L_ум] є достатньо репрезентативною, незважаючи на значну дисперсію, вона адекватно репрезентує сучасну світову номенклатуру досліджуваного обладнання та містить продукцію дев’яти американських, двох російських, одної румунської машинобудівних компаній.

Для подальшого рейтингового аналізу установки класифіковано за чисельним значенням головного параметра призначення на шість груп з межами: Р_гдоп  600,  900,  1250, 1600,  1800 і >1800 кН. Одночасно розглянуто нормативні вимоги до Р_гдоп, встановлені румунським стандартом [2] - єдиним віднайденим стосовним регламентуючим документом.

Результатом обробки, проведеної за викладеною в підрозділі 6.1 методикою, є рівняння (6.1, 6.2) - математичні моделі, які відображують середньостатистичний (6.1) та сучасний світовий (6.2) технічні рівні мобільних установок для буріння і ремонту свердловин за параметром вантажопідйомності (|Р_гдоп| = кН; |L_ум | = м):

Р_гдоп = 0,50×L_ум + 115, (6.1)

Р_гдоп = 0,66×L_ум + 330 (6.2)

Графіки функцій, побудованих за рівняннями (6.1, 6.2), наведено на рис.А.1 (додаток А). Одержані результати дозволяють визначити умовну глибину буріння і ємність підсвічників за відомим навантаженням Р_гдоп. Зіставлення нормативної вантажопідйомності за стандартом [2] з величинами, обчисленими за (6.1, 6.2), доводить, що вимоги стандарту [2] не досягають не лише сучасного світового, але й середньостатистичного рівня, тому стандарт [2] Р_гдоп в проектуванні нових установок застосовувати не слід. Рейтинг досліджених моделей і модифікацій установок за показником питомої вантажопідйомності наведено в таблиці Б.1 (додаток Б).

Перетворення рівнянь (6.1) і (6.2) дає можливість визначати умовну глибину буріння на середньостатистичному та сучасному світовому технічному рівнях за відомим допустимим навантаженням на підйомний гак:

L_ум = 2,01×Р_гдоп - 230, (6.3)

L_ум = 1,52×Р_гдоп - 500, (6.4)

Слід зауважити, що при ідентичній величині Р_гдоп установкам сучасного світового технічного рівня притаманна менша величина умовної глибини буріння L_ум, ніж установкам середньостатистичного технічного рівня.