22. Рачкевич Р.В., Артим В.І., Козлов А.А. Визначення положення бурильної колони у криволінійному стовбурі свердловини // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – 2007. – № 4. – С. 88-91.
23. Патент № 21964, Україна, G01V13/00. Пристрій безконтактного вимірювання навантажень підвіски колони штанг / Патентовласник ВАТ “Укрнафта” // Пушкар П.В., Харун В.Р., Артим В.І., Івасів О.В. – № u200608146; Заявл. 10.04.2007; Опубл. 15.09.2007, Бюл. № 3. – 6 с.
24. Патент № 21126, Україна, E21B19/00, G01L1/00. Пристрій для вимірювання зусиль в колоні бурильних труб / Патентовласник ІФНТУНГ // Івасів В.М., Артим В.І., Козлов А.А., Чудик І.І., Юрич А.Р. – № u200607356; Заявл. 03.07.2006; Опубл. 15.01.2007, Бюл. № 1. – 4 с.
25. Патент № 20277, Україна, G01V13/00. Спосіб зрощування частин геофізичних кабелів без збільшення діаметра / Патентовласник ІФНТУНГ // Гладун В.В., Нейдлін Г.С., Івасів В.М., Артим В.І., Януш С.М. – № u200608146; Заявл. 20.07.2006; Опубл. 15.01.2007, Бюл. № 1. – 6 с.
26. Патент № 18066, Україна, G01N3/00, G01M3/00. Процес визначення залишкового ресурсу нафтогазопроводів та збільшення нормативного терміну їх експлуатації за результатами дослідження вирізаних дефектних ділянок / Патентовласник ІФНТУНГ // Івасів В.М., Говдяк Р.М., Івченко О.Г., Лопушанський А.Я., Кравець О.А., Дрогомирецький М.М., Василюк В.М., Ільницький Р.М., Артим В.І. – № u200605396; Заявл. 17.05.2006; Опубл. 16.10.2006, Бюл. № 10. – 6 с.
27. Івасів В.М., Артим В.І., Пушкар П.В., Козак О.М. Врахування напружень низького рівня при розрахунках довговічності деталей машин / Зб. матеріалів 6 Міжнародного симпозіуму українських інженерів-механіків. – Львів. – 2003. – С. 53-56.
28. IvasivV., ArtymV., KozakO., GladunV. Fatiguereliabilitycalculationswithaccountinglowstresses/ Зб. матеріалів Міжнародної наукової конференції. – м. Бая-Маре, Румунія. – 2003. – С. 163-168.
29. Артим В.І. Моделювання накопичення втомних пошкоджень при випадковому навантажуванні / Міжнародна науково-технічна конференція „Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні – ІКТМ-2003”: Тези доповідей. – Харків: Національний аерокосмічний університет, 2003. – С. 74.
30. KarpashO., IvasivV., ArtymV., PushkarP. Сalculationoffatiguedamagesupbuildingforcomplicatingloadingprocesses// Зб. матеріалів Міжнародної наукової конференції. – Бая-Маре, Румунія. – 2004. – С. 355-360.
31. Артим В.І., Гладун В.В., Нейдлін Г.С., Шаповалов Я.М. Каротажна тензометрична реєструюча система КТРС-10М / Нафта і газ України. Матеріали 8-ї Міжнародної науково-практичної конференції „Нафта і газ України – 2004” у 2-х т. – Л.: „Центр Європи”, 2004. – Т. 1. – С. 304-306.
32. V.Ivasiv, V.Artym, R.Ilnitskiy The Account of Complexity of Loading at Meaning of Reliability of Parts of Machines / 2nd International Symposium on Hydrocarbons & Chemistry. – Ghardaїa: Algeria. – 2004. – P. 84.
33. Харун В.Р., Артим В.І., Прозур О.В. Використання математичної моделі для визначення технічного стану ШСНУ в умовах експлуатації / Міжнародна науково-технічна конференція „Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні – ІКТМ-2005”: Тези доповідей. – Харків: Національний аерокосмічний університет, 2005. – С. 145-146.
34. Artym V., Pushkar P., Fedorovych Y., Karpyk R. Reliability Research of Pump Rods under Wear-Fatigue Conditions // Зб. матеріалів Міжнародної наукової конференції. – м. Бая-Маре, Румунія. – 2006. – С. 21-26.
АНОТАЦІЇ
Артим В.І. Розвиток наукових основ оцінки впливу навантаженості на довговічність рухомих елементів свердловинного обладнання. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.12 – Машини нафтової і газової промисловості. – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2008.
Дисертацію присвячено вирішенню проблем впливу навантажування на накопичення корозійно-втомного пошкодження рухомих елементів свердловинного обладнання (РЕСО) з метою розроблення ефективних методів оцінки їх довговічності та залишкового ресурсу.
Проведено експериментальні дослідження експлуатаційного навантажування РЕСО та локальних напружень згину в елементах бурильних колон і колон насосних штанг на викривлених ділянках. Розроблено метод підсумовування втомних пошкоджень при широкосмуговому навантажуванні та відповідний метод схематизації випадкового процесу навантажування. Розроблено метод урахування напружень з високим рівнем асиметрії циклу та чотирипараметричне рівняння кривої втоми для урахування корозійного чинника при оцінці довговічності РЕСО. Удосконалено розрахунково-експериментальний метод оцінки навантаженості геофізичного кабелю за допомогою індикаторів навантаження. Удосконалено розрахунково-експериментальний метод оцінки навантаженості та залишкового ресурсу деталей за результатами досліджень натурних зразків з різним ступенем накопиченого корозійно-втомного пошкодження. Результати досліджень експериментально апробовано на натурних зразках елементів свердловинного обладнання.
Комплексне врахування теоретичних і експериментальних досліджень, які ґрунтуються на закономірностях кінетики накопичення корозійно-втомного пошкодження рухомих елементів свердловинного обладнання, зокрема, бурильних колон, геофізичних кабелів, колон насосних штанг, дало змогу вдосконалити методи розрахунку їх довговічності та залишкового ресурсу.
Ключові слова: свердловинне обладнання, схематизація навантаження, корозійно-втомне пошкодження, довговічність, залишковий ресурс.
Артым В.И. Развитие научных основ оценки влияния нагружения на долговечность подвижных элементов скважинного оборудования. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.05.12 – Машины нефтяной и газовой промышленности. – Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа, Ивано-Франковск, 2008.
Диссертация посвящена решению проблем влияния нагружения на накопление коррозионно-усталостного повреждения подвижных элементов скважинного оборудования (ПЭСО) с целью разработки эффективных методов оценки их долговечности и остаточного ресурса.
Проведено оценку эксплуатационной нагрузки ПЭСО с помощью разработанных методик и средств. Проведены экспериментальные исследования натяжения геофизического кабеля при спуско-подъемных операциях. Анализ полученных результатов в условиях вертикальных буровых скважин позволил рассчитать силы гидравлического сопротивления для разных скоростей выполнения спускоподъемных операций и разных каротажных приборов.
Проведено оценку контактных усилий и локальных напряжений изгиба в элементах бурильных колонн и колонн насосных штанг на искривленных участках с учетом силы растяжения и параметров искривления оси буровой скважины.
Разработан метод суммирования усталостных повреждений при широкополосном нагружении, который базируется на раздельном учете многочастотности и распределения амплитуд на отдельных частотах. Для его реализации разработан метод схематизации случайного процесса нагружения с учетом многочастотности процесса и распределения амплитуд во времени, который базируется на определении экстремумов при поэтапном сглаживании процесса путем замены восходящих размахов на их средние значения.
Разработан метод учета напряжений с высоким уровнем асимметрии цикла, в том числе с амплитудами напряжений, низшими за границу выносливости, при оценке долговечности с учетом кинетики усталостного повреждения. Для учета кинетики коррозионно-усталостного повреждения разработано четырехпараметрическое уравнение кривой коррозионной усталости.
Усовершенствован расчетно-экспериментальный метод оценки нагруженности ПЭСО с помощью индикаторов нагрузки, который дает возможность провести интегральную оценку нагруженности с выделением нескольких уровней напряжений и определением на каждом уровне эквивалентного количества их циклов.
Усовершенствован расчетно-экспериментальный метод оценки нагруженности и остаточного ресурса ПЭСО по результатам исследований натурных образцов с разной степенью накопленного коррозионно-усталостного повреждения.
Экспериментально исследовано накопление усталостных повреждений натурного образца бурильной трубы ТБВК Æ140 мм с замковым соединением 3-147 и коррозионно-усталостных повреждений насосных штанг с разным сроком эксплуатации. С помощью разработанных методов произведен расчет параметров кинетических кривых коррозионной усталости и остаточного ресурса насосных штанг после 8 годов эксплуатации.
Разработанные методики и средства внедрены в промышленности. В частности, разработаны и внедрены "Инструкция по расчету и выбору колонн насосных штанг", "Инструкция по обеспечению надежности бурильной колонны на искривленных участках скважины при комбинированном способе бурения", гидравлический динамограф с индукционным датчиком малых перемещений, устройство интегральной оценки нагружения геофизического кабеля.
Комплексный учет теоретических и экспериментальных исследований, которые базируются на закономерностях кинетики накопления коррозионно-усталостного повреждения подвижных элементов скважинного оборудования, в частности, бурильных колонн, геофизических кабелей, колон насосных штанг, сделал возможным усовершенствование методов расчета их долговечности и остаточного ресурса.
Ключевые слова: скважинное оборудование, схематизация нагрузки, коррозионно-усталостное повреждение, долговечность, остаточный ресурс.
Artym V.I. Scientific bases progressing of loading influencing estimation on durability of downhole equipment mobile members. – Manuscript. Thesis for a doctor’s degree on technical sciences on the speciality 05.05.12 – Equipment for Oil and Gas Industry. – Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, 2008.
The thesis is dedicated to a solution of loading influencing problems on corrosion-fatigue damage accumulation of downhole equipment mobile members (DEMM) with the purpose for effective methods development of their durability and residual life evaluation.
The experimental researches of DEMM operation loading and local stresses of a flexure in members of drill columns and sucker rod string on curved leases are held. The method of DEMM fatigue damages summation at a broadband loading and applicable method of stochastic loading process schematization are designed. A method of the high-level skew stresses registration and four-parametric equation of a fatigue curve for the corrosive factor registration are designed at an estimation of DEMM durability. Experiment-calculated methods of DEMM loading estimation with the help of loading indicator both DEMM loading and residual life estimation by results of studies at full-scale model with miscellaneous stored corrosion-fatigue damage are improved. Findings of investigation are approved experimentally on DEMM full-scale samples.
The all-up registration idealized and experimental researches, which one are founded on legitimacies of corrosion-fatigue damage accumulation kinetics at downhole equipment mobile members, in particular, drill columns, geophysical cables, sucker rod string, has enabled to improve computational methods of their durability and residual life. The designed method of applications and facilities are inserted in an industry.
Keywords: downhole equipment, loading schematization, corrosion-fatigue damage, durability, residual life.