analiza comportarii statice si dinamice a garniturii de foraj si influenta acesteia asupra...

8/13/2019 Analiza Comportarii Statice Si Dinamice A Garniturii de Foraj Si Influenta Acesteia Asupra Controlului Directional

1/166

UNIVERSITATEA''PETROL-GAZE'PLOIE$TI

ffP, sc';RrNrrrrMPrjATEZA DE DOCTORAT

Conducdtor gtiinfific,prof.dr.ing.Nlcolar Possn

r997


2/166


3/166

UNIVERSITATEA ''PETROL - GAZE" PLOIE$TI

,7'EZA DE DOCTORATtlnalizu comporLl,rii sLuLice si diytaynicc aquwiturii de forq si iufh.terrta ucesteiu($upra covrtrolul ni dirccti onal

(londucdtor qtiinlitic,proldr.ing. Nioolae Posea

l)ootorand,ing. Sorin I'rlimpea

1997


4/166


5/166

1.2.

CupRrNsINTRoDUCERI ,,,DRIjCTT DU AVANSARE A sApEr ....... .... I I2.1 Aplicaliilc forajului dircclional . .. . ..... ... ........... l12.2 Implicaliilc devicrii sondclor......... ........................... 1 I2.3 Elemcnte dclinitorii pcntru descricrea trascului unei sondc ..... .___._____.__..............._..._..... lz2.4 Cauzelc 5i mccanismul dcvicrii sondclor . . ........ ......_... 14

3. Esm4ARtrA cotDoRT 'ARtr DrRncTloNALE A aNsaMBLULuDE ADANcrMtr. MoDELE $I I\,rxroDE DE cAr,cuL........ .........................................2s3.1 Modele$metodcba,,rtepeocua1iafibrcimcdiidcformate...................................213.2 Modelc bailrtc pc mctoda cnergctici. ... . ... . .... ............ ....... .... .... 3 I3.3 Modelc bazatc pc mctoda elemcnlului furit ............................... ....................._............. 34

4.5.6 In-flucnla inclindrii sondei ...... .. .. ..

3


6/166

5. ANAr,rzA coMpoRT/iRn DtrTECTToNALE A ANSAMBLURTLoR DE ADANCIMEPEI,AZAUNORMODELESTATIONAREAIDIMENSIONALE.................................... 655.1 Modcl static bidimensiooal.. ... ........................ 65

5.1.1 Shbilirca ecualici difercnlialc a fibroi medii dcformatc . . ................................. 665.1.2 Stabilfuca matricei dc transmitclc ............... 675.1.3 Algoril.rnul de calcul ....... . ........................... 695.1.4 Ansambluri rlo adincimc liri stabiliiatori.................-..-..... ................................725.1.5 Ansambluri dc adincimc Iiri stabiliz-:rtori itcdqrorand un trcruon doprijini din wolfrrm .. .... ...... ... .. 765.1.6Ansambluridcadincimccuuns1abilizator.........................................................785.1.7 Ansambluri do adencimc cu doi stabilii1j,to,i ............. ......................................... 835.1.8 Ansambluri dc adincimc cu tloi sau mai mul{i stabilizntori ... .. ... ... . ...._..... 93

5.2 Modcl bidinrensiolal cvilsidlnamic cc ia in considcrarc mltcarcadc rotalic a garniturii.... .... .... ............................. 96'5.2.lStabilircaecua1ieidifcrcn1ialcalibrcimcdiidcformate..............................................9'l5.2.2 Stabilirca mat icci dc transmitsrc....... ....................................... 985.2.3Aplicalienumedci............. ...................................... 101

6. ANALZA coIfoRTARn DtriECTIoNALE A dMITMBLI.TLUIDE ADANCME FOLOSIND UN MODDL STATIC TRIDIMENSIONAL., ,...,,..,,.., ,..,, ,. 1036.1 Stabiltea ecua[iilor difucngale alc librci medii deformate ......... I 0 36.2 Procodeu analitic pcntru dctorminarca dcformatci spa(ialc ..... .... ... . ... ....... . .... . ............ . ll36.3 Algoritmul li programul dc caloul.............. .............................. llE6.4 Analirra tlidimcnsionali a unor ansarnbluri de a


7/166

Lrsta noralrilor

Lrsu NoTATIILoR6 Factonrl de pltwe, b= I -pr/p;b Versonrl binormalei;c/ Coeficientul de rezistonli la inaintare al prijinilor ir fluidul d foraj;cf Coeficicnt ce lino seama de modul dc rez.fiEro;c, CoeEcient de amortiz{ vescoasi;C Cubura sondei;4 Diamckul cxtcrior al prijinilor grclc;d Diametrul irtterior al prijinilor grcle;d,,, d", Diamctrulslabilizatofilor;d,. dr,.-. Dislan{ele dinbe slabilizalori;D" Diametrul sapei qi al sondei;eo Excetrtricit tca centrului de groulatc al prijinilor grelc;,. Modulul de el,sticitateF Rearltanta fo4elor interioare;f fo{a exterioari distribuiri pe uniiatca de lungime a barei;F" Fo4a arhimodici;& l'o4a elastici;Flt Fo4a de rezisre4,I datorati fluidului de foraj;ri Fo(a dc ine4ie;Fp Fo4a d frecarc perto sond,i-prijini grea;4 Fo4a de fiecare psrote sondi-stabilizator;F, Fo4a de amortizarE viscoasi;Fd Fo4a laterale dc hclinarc la sapiiFo, Fo4a laterali do dwior azimutali la snpi (in cazrit modelelor tridimonsionalc);F, Proieclia pc direclia x a fo4ei F;{, Proieclia pc directj,a y aforlei P;g Aoceloraliagravita$omli;G Modulul de elarticitate transwrsal;G Greutatea matedalutui tubula4Gno Componcnla greuli{ii aparonte in planul normal pe axa sondei;Gt, Componenlr greutitii in planul nonnal pe axa sondi;, PaEu[ d inqrmcntaro a timpului:Ha Fo(a latcrali la sapi (pntu cazul modslclor plane)/ Momentul de inc4ie geometric1, Momentul de ine(ie polari,j, k Versorii uiednrlui 6x;t, jB, q veEorn tric


8/166

Lrsta notaliilor

M Momontul rezultantei fo(elor intcrioare;MrltrJl, Proicc$ile vectontlui M pe axele triednrtui principal;,, Masa rcdusi a prijinilor gele ii stabilizrtoriloq7 Masa unitnfi de lungimo a prijinilor grelc;,nr Masa rcdrui a fluidului de foraj;fi Masa nuidului din jurul unui metru de prljini grele;n VcrBorul nomalci principale;q Greutatca pc unitatca dc lungime a pdjinilor grele scufimdate in fluid de for4i;4/ Greutatea pc unitatca de lungime a prijinilor grele, in aor;.R Fo4a rcanltanti la sapi;.Rr, Rr,... Reac$unile in drephrl stabilizatoriloER, Raza dc cuburi;S Semnul vitezci taogcntiale absolute, S{-1, }1};f Pcrioada dc shrdiu a miFdrii;t Versorul Lmgcntci;U Enqgia potcntial,i;

er Viteza tangcn{iali absoluti;,r/ Apisarea pe sapi;r,y,z Coordonatele sistcmului do referinli cartezian;a Unghiul de inclinare a sondci in drophrl sapei;dt' az,d:F,,gr,D, Cosinugii dircctori ai dircoliilor tricdrului principal in raport cu cel fix;lt,h,lzp Unghiul dintrc fo4a rezullanli ln sapi qi apisarea pe sapi;qr Unghiul dc dczrxarc dinEc a,.ra sondci gi axa sapci;y Azimund; ,0 Unghiul total dc dwierc;O Coordonata polari unghiulara;p" Coeficientul dc frccare dintre stabilizatori li peretel sondei;& Cocficicntul do frocare dinre priinilo grelc gi peretele sondei;p Densitatoamatcrialuluiprnjinilo6p Raza vectoarc;Flr Dcnsilatca fluidultri dc foraj:p, & Axclc tdodrului principal;y Torsiunea prijinilorAL Jocul radial sondi-prdjini grea' in prmotut de tangen{i cu peretelc sondoi (t=I);I Jocul radial sondi-prijini grea;4r, 4r,... Jocudle radiale alc stabilizatorilor;L Coeficientul de frocare dc rostogolhe;ar Cocficient prin caro 8e apreciad pani h ce razi fluidul de foraj se miici o dati cu

W ijinilc, q1 e ll, Dld"l;o Vitcza unghiulari dc rolalic a prijinilor grele injurul axsi propriilo Viteza ungldulad dc rotalic a tie&utri pdrripalin junn arei instanlanoe de rct{ie;' O Viteza unghiulari de rotatio a pdjinilor Srel injunrl arei sondci;(} Viteza rmghiulari stabilizati dc rotalie a prajinilor grele injunrl axei sondei;

6


9/166

1. IITTRODUCEREComportarea pi4ii inferioare a garniturii de foraj constituio o preocupare mai veoho

a ceraetitorilor. Studiind cauzele care determinau abaterea dc la traseul vcrtical rectiliniu alsondei, Lubinski a stabilit ci responsabilitatea acestei devieri rwine numai zonei dedeasupra sapci, ou o lungimc de 40-60m. Mai tarziu, anatzend vibra[iile carc apireau iogarnitura de foraj, D. Darcing a ajuns la o ooncluzie similari: pentru regimul vibratoriu algarniturii numai ultimii metri de deasupra sapgi conteazi. Aceasttr concluzie a fostformulati de Darehg intr-o formi foartc plastioi [33]: "ln one sense, the drill collarseclion is the dog waggikg the tail', adici asimilind intreaga gartrituri cu un caine, atuflciceea oe sc afli deasupra prijinilor grele cstc coada sa.

Progrssolo tohnologioe inrcgistrate in ultimcle doui deconii au doterminatcrelterea spectaouloasi a numirului sondclor sipate dirijat, ou linte sit]uata depade deverticala ca trece prin gura sondei. Sondele orizontale sunl ulr caz limiti al forajului dirijat.Siparea sondlor dirijatc, 9i in particular a celor orizonlale, nu ar putea fi posibili flri ooor.cti proicctare a pirlii inlirioarc a garniturii dc foraj, adici a ansambluhti de

Din punctul dc vcdere al hginerului care configureazi ansamblul de adancimepentru forajul rotary, problema consti in alcgerea diametrului prijiailor grele, a numlruluistabitizatorilor, a pozitiilor gi diametrlor accstora, itr aorelalie ou regimul de foraj utilizatti cu condiliilc din sondi. Aceasti probleme nu este deloc simpli, avAnd in vcdere numirulfo.rte mare de paramctri care sunt implicali in proceeul de avaneare a sapei. Acegtiparametri pot h clasilioa(i in trei grupe, dupi dependenla lor dc gcometria gi materialeleansamblului do adincimc, dc rcgimul ds foraj aplicat (apisare pe sapi, debit d fluid,vitezi unghiulari) sau dc formaliunea gcologici traversati gi de geometria sondei imediatdeasupra sapei. Unii dintre ei au efecte deja cuantificate, allii nu. Unii dintre parametd suntulor de misurat, allii mai greu sau numai dupi giparea sondei, adici prea tarziu ca si maipoati fi evitate efcctelc nedorite. Din acest punct de vedcre, tehnologia MWD(Measurement While Driling) a adus economii importanlc prin misurarea ullor parametride adincime chiar in timpul procesului, ccea ce a pernis climinarca corcctiilor ncccsarsdupi misuririle periodice.

Din cele dc mai sus rczulti ci un studiu teorotic oste binevenit, cl contribuind lainlologerea mecanismelor prin care fiocare dintre factorii implicali in proccs iti face simtitipr9zonta, la corcta compunere a ansamblurilor dc adencimc inainte de introducerea lor insondi, prccum qi la instruiroa personalului in faza de gcolarizarc.in aceasti luarars sunt abordate doui probleme. Prima priveqtc caracterul milciriigamiturii de prijini grele in planul normal pe axa sondci, iar a doua are ca obiectiv

modelarea plani sau tddimensionali a comportirii directionale a ansamblului de adincime.Pcntru a evita ermotismul propriu aflumitor domenii alo ltiintei li pentru a face mai

accesibili lectura, in capitolul "Direclia de avansare a sapei" s\tl prezcntatc aplicaliile,7


10/166

forajului direclional, implicaliile dcvierii sondclor li un scurt nomenolator al termenilor despcoialitate ulilizali. Sunt, do asemenoa, sxaminate cauzolo gi mecanismul doviorii sondolorrapatc prin metoda rotary.in urmdtorul capitol, "Estimarea comportdrii direclionale a ansamblului deaddncirte" se face o trecere in rcvisli a principalelor modele realizate pentru estimareacomportirii direclionale a ansamblurilor de adincimc. Acests modelc, realizate aproape incxolurMtate do oercctitori amcrioani gi fiaflcczi, suflt clasifioalc dupi mctoda dc calculalgasi, dupi caracterul plan sau apalial al structurii mecanice 9i dupi caracterul shtic saudinamic al tratlrii. Se subliniazi antagonismul cxistcnt intre simplitatea modetului giprccizia pronosticurilor privind direclia de avansarc a sapei.

Toate incercdrile de pini in prezent de a prezice vitoatea


11/166

O concluzio importanti a accstui studiu constl in observalia ci, dupi depisirca,ogimului tranzitoriu, viteza unghiulari de rotirc in jurul axei sondci tindc spre valoareavitczci unghiullrc de rotirc in julul axci propdi (imprimati de la suprafati), astfel incet sepot cxplica rczultatclc ,clativ coreclc oblinutc cu morlclc i1r oare prima dintro ccle douevitczs unghiularo do mai sus sc ir ocuicttc cu cea dc-a doua.Capitolul 5 cstc consacral prczentirii modelclor planc, in care se line seama numaide tendinla sapci dc a deria in plan vcrlical, negliiendu-se dcvialia azimutali.Sunl prczcntatc doui modclo: unul static. carc nu ia in considcraro mi$carcagamiturii, ii unul cvasidinamic, in care miicarea acestcia se ia in considerare numai pflflfirrla ccntrilugi, care tindc si sc adaugs componcntci normale a grcutidi prijinilor,micqorind distanla pini la punctul dc tangcnti cu pcrctclc sondci.l-i,ra[iilc difurenlialc care doscriu foma dcformati a gamiturii in interiorul sondciau caractcr de gcnclalitate, ele putand fi utilizatc ii pentru studiul stabilitilii garniturii.Algoritmul dc calcul propus pentru rorolvarca lor cstc original, bazindu-sc pe mallicea dc

transmitere i unui tronson dc blri cu sco(iunea unilbrmi supus unor anumitc oortstfanged.Aplioaliilc numerice prczcntate conluloazi modul de comportare direclionali aatxamblurilol dc adincime cu difcritc oonfiguralii (cu pirrd la cinci stabilizatori), puse sAlucrcze in anumite conditii tchnologicc (apisarc pa sapi, inclinare sondi, dcnsitate fluid def(rraj). l-oatc calculclc au fost rcalizats cu un program'lurbo Pascal, ou stocarea pe disc a(ozultatclor numcricc. Pentru analiza individuali a unui anumit ansamblu dc adancime,dr'li)riti concizici limbajului, a fo$t prcfcrut Malhcad-ul, cu aiutorul ciruia au fost ficute 9iprclucririlo glalico.Ca o exemplificare a posibiliti(ilor de utilizarc a modclului li algoritmului propusc,sc analizoazi situa(ia dcstul dc controvercali a utilizirii deasupra sapei a unui tronson dcpr;rjini grclc conlcc[ionatc din wolfram (cu densitatc ti modul de clasticitate mai mari dcoitalc otelului). Accasli situa(ic particulari prssupuno doar luarea scparati in considerare Iproprietl(ibr do matorial diliritc alc oclor doui lr'onsoanc, cel din wolfram qi cel din otel,calculele urmindu-qi cursul ca qi in situnli:iL in carc ar cxista un singur matcrial,lvlodclul cvasidinamic puno in cvidenti eofltdbulia vitezei unghiularc a prijinilor la

stabilirca viitoaroi dircclii dc avansarc. Rezultatclc sunt in acord cu literatura de spccialitatecare aprcciazi ci miicarca prijinilor arc influcnli notabilA numai asupra dcvicrii in planulolizontal (azimutul), dcvicrca in planul vertical (inclinarca) fiind retativ pu(in influenlati.irr capitolul 6 cste (lczvoltat un modcl cu tjutoflll ciruia pot li analizatatridimensional ansambluri dc aclinoimc cu orico oonfigura(ig geometrici, realizate dintlonsoane conloolionato dir oricc mntcdale. Sonda poitc avea o inclinarc ti o curburioatecare. iar sapci isc poalc aplicd un moment dc r.isucirc (spre deosebirc de modeleleplanc prezoulalo in capitolul 5) prin carc si se lini seama dc intcrac(iunea sapei cu talpasondei. lJtilizarca unui astfcl dc modcl facc posibili compararea oomportirii direclionalc antai multor conliguratii ale ansamblului dc ad6ncimc sau a aceluiati ansamblu pus sihrcrezc in condilii dilbdlc. Sc poatc studia, spre cxcmplu, cfectul inlocuirii unui gtabilizator

9


12/166

cu lamc dispusc longitudinal, cu un altul cu lame elicoidalc sau cfcctul modificirii joculuiradial dintre stabilizator li perctclc sondci.lnlclcgcrca corccti a modului in care fiecarc paramctnr implicai influenlcaziproccsul dc avansalc a sapei va conducc, in final, la economii majorc aiat de timp, cet tifirtanciarc, cx unnar'c a prelungilii duratoi de lucru a sapci pc talpi qi a formei mai netedc a

sondci, fili schimbiri brur$tc dc dircctic, situatic ifl carc matcri;rlul tubular tnane,\/rat trcccmai ugor'. oaliza tridimcnsionali cslc aingura calc pentru a punc in cvidcn i tcfldinl.:i sapci dca dcvia in planul orizontal. at -numita dcvicre azimutnli.

Tcndinla de devicrc a sapci dc la direclia sa initinli cslc cvaluati pe baza forlcirczultantc la sapi, a rotirilor salc Ai a unghiului dintrc diroclin for{ci rczultantc Ei a\asondci. Sunt neccsari to{i acelti pararnctri dcoarece in roci anizottopc direclia dc avansarca sapei nu mai coinoide cu dircc(ia forlci rezultantc 1a sapi.

Noutatca modclului consti $i in dcduocrea ccua{iilor difcronlialc oarc dcscriu formadcformati a unui tronson dc bari inclinali (fa(i dc direc(ia geutillii propdi), incircatisuplimcntar, la unul dintre capetc, cu forti &\iali ii cu moment de torsiune. Estc dedusi,dc asemenca, matricea dc transmitcle a unui astfcl dc tronson dc bari, cu ajutorul cilcia scdctcrmine paramctdi gcomerici 9i dinamici la capdtul dill dreapta, in func1ie de cei dc lacapitul din stdnga qi de proprictililc goometrioe ;i de matcrial alo barei. Cu un astfel demodcl, ca qi in cazul plan, poatc fi studiati $i stabilitatca ansamblurilor dc adincime in$onde inclinalc ii starea de tcnsiuni ii dc deformaqii.l'cntru sxcmplificarca posibilitililor dc invcstigarc alc mctodci propuser sunl

prezentale comparativ comportirile mni multor ansamblud dc adancimc puse si lucrezg incondilii de adincime asemindtoarc.laptul oi, pc plan mondial, cca mai marc partc a activititii dc foraj estc realizati defirme amcricane, a impus in accsl domcniu utilizarea unor denumiri spccifico limbii englezeqi a 8istemului anglosaxon de uniti(i dc misuri. Pentru ci in Rominia sistemul de unitiliISC) cstc logc, ti dcci obligatoriu. in accasti lucrarc toatc unitililc (lc mdsuri apaqin accstuisistem. Dc asomenca, s-a incercal cvitarsa ulilizerii oxcesivc a tcrmenilor anglosaxoni, chiardacl, adesca. traduccrea lor cslc grcoaic.

10


13/166

2. Dnec[a de avansarc a sapei

2. DIRECTIA DE AVANSARE A SAPEIin accst oapitol sunt prczenlatc clcmentele dclinitorii alc domoniului studial: situ:rliile incale sc impuno strparea unor sondc dcviate, implicaqiile devicrii, elementelo de nomenclator

utiliz,ate penLu dcscricrca formei gcomelricc a sondei. . cauzele qi mccanismul dcvierii.2. I Aplica{iilc tbrajului direc{ional

llima aplica{ie cunosculi a forajului dircclional datcazi din anii '20, cin4 pc coa.staPacilicnlui, un antreprenor amcricafl a dvut ideea dc a sdpa de pc \rscat sub zona portului [126 ].

irr prczcnt cclc mai numeroasc somlc devialc sunt sipatc de pc ptaformole marine. Ar finecconomic si se sape sondc vedicale cu accstc irBtalatii5 de aceea, pcntru un intrcg cimppcrolifer se 'Jttrize zA o pladorni f,\i, dc pe care se sapi deviat mai mule sondc. Punotul deancorare a pladormei trcbuie ales cu marc griji pcnEu a asigura o corecti acoprirc aziciminnrlui.l ehnica forajului dircclional cste utilizatii $i pentru siparea unei sonde c scopul o ofiriialfcia aflate in crup1ic ai situate in aprcpiere. Sonda de salvare e$e sipati astfel incet siirlercopteze zicimentul cet mai aproapc de sonda in cruplie. Noroiul ingrcuiat este pompat apoiprin sonda deviat4 inundindu-sc dinsprc porilbrie aicimanhrl qi permilind astrcl oprirea erup$ei.

Sunl siluatii cind, din divenc cauz-e, sonda a deviat ajungind int-un punct mult prcadcpiflat de trascul proiectat. in astfel dc cazuri, dc multe ori, se abandonsazi segmcntulcompromis, ini(iindu-se, dc la partea sa supcrioari, fbrajul pc o noua dirccl.ie.

l)aoi deasupra dcimAntului, la suprafali, cxisti editrcii, Iacuri sau altc obsiacolo, solu$apenlru cxpioalarc esle tol o sondi devia6.

l-xisti conditii gcologice carr fac foarte dificili sdparea unci sonde \lgdica.le. Daci la odistan(i convcnabli condi(iilo gcologicc sc schimbi, sc iniliazi o sondi lrdicaLli, care esto apoidoviali sprc zicimentul dcasupra ciruia condi$le gcologice nu au pcrmiE forajul vertical. Aici seincadrcazi qi cainrl in cnrc ar fi lravcrsatc, pe verticala zcimintului, slraturi de sare aare arco|rplica foartc mult ( i ar scumpi) forajul.

2.2 Implica(iile devicrii sondehrI )wicrca sondei dc Ia direolia veiticali (dodui sau nu) crceazi in timpul forajului, dar qidupi acee4 in timpul exploatirii, o seric dc complicalii [60]:a cresc fo4plo de frccarc dintrc prijinilo dc foraj qi burlane qi dhhc prijinile do pompare qi pvilodr: exkaclie, accelerindu-sc uzirca matcdalului tubular 9i ingreuindu-sc oper4iile dem:ure.rri;

O prijinile de tbraj, in cazul forajului rotary, sunt solicitate la incovoicae altcrnant simctdci,fenomenul dc oboseali doterminind in timp rupcri, h special in drcphrl racordurilor; iar inci,'d prijinilor de pomparc, incovoicrca, suprapusi peslc solicilarea de intinderE variabiltr inlirp, dclcrmini o scurtalc a druatei dc funclionarc;

l1


14/166

? I )nccFa dc arinsare a sarlgii ca urmare a prcsir,milor mari dc contact cu perelelg sondei, racordruile pot crea gduti de cheie,aptuind dificulti( la oxtragcrc sau chiiu. in(opcniri ale gamiturii;a apisare pe snpi indicati dc drilomctru sc abatc (uncori dcstul dc mult) de la wloara redi;a crcgc consumul de cncrgie al instala[ici dc supralati;a qcge momcntul cuplului prcluat dc nrasa rotativi;I condiliilc dc lucru alc sapclor se inriu6(csc;1 cregtc pcricolul pnnlcnlor pr.ajiniklr, oa trrmarc a lipirilor dc pcrctele inferior al sondci qidcpunerilor dc dclritus;I sc inriutipsc concliliilc dc lucru in dtuptul stratolor liiabilu, ins{abilc;i instrumcntadilc sunt mutt mai dificilo;I in sondo at gcnunchi tubaroa poate dcvcni foarte dificili sau chiar imposibili, mai ales daoijocul radial cstc mic, iar diametul cste mare;O daoi gamitura dc pr'?ijini dc lbraj nu csto ochipati cu manqoanc de cauciuo, uzarea produsicoloanelor dc burlanu poate dctemina picrdcrea stabilititii accstora (twtirsa);C in timpul cimentirilor, complicaliile pot dcvcni foartc mari ca wmiro a aqczirii coloanei pepcrotele infcriq al sondei; inelul dc ciment din jurul hurlanclor va xvea o grosimcncuniiomi, cauzind o consoli(lare 1i o izrrlarc necorespunzlik)are, oare pot crca ultcrior.ncpllceri;a sunt fugreuiatc intcrprctirilc geologico privind ndancimca, glosirnc4 iflclinarca qi foma

sh atelor ifltffceptatc;


15/166

2. DnecFa de avansare a sapi

Lugimao sond.i este dati de hmgimea a'(ei sondei intrc gura gi talpa sa. Praclic, lmgimea sondcieste egali cu lungimea gamitttii de prnjini (ncgljand alungkea accsteia). in sonde putemic deviatc,difclcn{.a dintrc lungimca qi adincimea sondei poate fi apreciabili.Unghial dz tutcliaoru lJng$id de inclinare sau, simplq inclinarea inu-\m punct al sondsi esteunghiul definit de tangenla $i vcrticala ce trc prin acel pwrcl, adici de dirtc(iile ce defnesc planulapsidal (Fi8.2.2). Se noteazi cu . .Azirnglal. Azifirtnl sau unghiul de oricnt rc sc dcfinc$tc intrc proiecqia tangontoi itt planulo.izontal Si o dircclic de rcfcrinl.i din acclaii plan, dc obicci dircclia no(d-sud. Se notoaz.A cu V/.

.Verticala ce treceprin puncn AIAxa sondei

anggllta la axasondei

Proic(ia taryenteiin plan orizontal2.2 inclinarea gi admunrl unei sonde

De remarcat ci nordul mrgnetic (luat ca rcfcrin{i de instrumcntcle de misurarc) 9i cel geograficnu coincid, pentu caloulc dc marc prrcizie fiind ncccsilrc oorcclii.Anghiul lotQl dc,razere Unghiul total de deviere 0 sc calculeaza pentu inrervalul dinue douipuncte de pe axa sondei [60], spre deosebire de iaclinare gi azimut, care sunt fii.dmi punctualc:

0= arcoos [cos at cose? + sinet sinq2 cos (V/2 - yl)] (2.1)Unghiurile cu indice 1 sunt misuratc in sta{ia l, iar cole cu indicc 2, in sfa$a 2.Intansitdco de deyiete. lntensitalea de dcvicre sc defincate ca raport intre varialia unghiului dedeviere 9i lungimea segmnhrlui pe care arc loc aceasti l,aria$e. in plan vertical intcnsitatea devierii9Ste:

, =da'v dL

13

(2.2)


16/166

in pracrici intensitatea devierii se calculeazi po intervale fnite (de obicei 10m) asfel incergi \.aria$ito 8uot 6nire, intsnsitatca dcvicrii devenind o mirime medie:Lt'LLcare se mrsoari in "/10m.

in plan orizontal intcnsitatca dcvicrii (azimutale) s utilizeaT,i mai rar, valoarca sa modie peun anumit intcrval fiind:L\Y,h=I'-srnd-,

in care cq. cste inclinarea medie pe intcrvalul AL.Inknsitd.o totda . . y'rrit. esto raportul dintre unghiul total de deviere Si distanla dintre sratii:

(2.3)

(2.4)

oN, (2.5)Se mtrsoari dc asemencain'/10m.Curbuta ton.ki esle ahiar intensitatca totali de dwiere, dar in carc unghiul de dwiere se exprimiin radiani: n=, E-'teoR*t dc cttriurd o sorrda este invcrsul cutburii: 11180R=-=- -ix

in literalura anglG.saxonl dc sPooialitate unghiul total de dcvicle s regiseqte subdal{lrnir:ea do dogleg, iar intonsitatca totali de dcviere sub denumirca da dogleg sevetity'2.4 Cauzele gi mecanismul devierii sondeior

Conbolul dircc$onal al uei sondc prtsupune conducerea sapci pc un traseu impus Pentruca sapa s, devieze dc la direclia sa dc inaintare estc suficient si fie indsplinitii una din urmitoarelcdoui condi(ii [i3, 51, 60, 107, 1191:l) intre axa sapsi $i tangenta la axa sbndci [n drepnrl sapei) si cxistc o dezaxare g diferili de zero;2) rczultanta forlelor care ac{roneazi asupra sapei si aibi o componcntii ncnuli pcrpcndiculari pcaxa gondei.

Prima condilie este in general controlag prinh-o alcituirc corcspunzitoare a ansambluluide adAncimc, in timp ce a doua catc inllucniati 9i de facrori nooontrolabili' ce $n de formaliuneageologicl traversali.

indcplinirea in punonrl ini{ial de devicre a primei condilri va determina imediar apditia unciforte normalg pp nxa sondei, sub acliunea cireia sapa poate realiT' o dislocare laterali'

Sapole sunt proiegtate si avaruoze pe diroclia axei lor, dar toate au li o capaciiate deftezarc l^Era4- mai mici sau mai mare. Se definegte chiar un coeficient al capaciti$ de frezarelatgrali, oa raport inke vito7, dc avansarc frontati gi vitoza dc avansarg laterdli, sub actirmca

(2.6)

(2.7)

14


17/166

2. Directia dc av ,lsde a sapei

aoleiali fo46 intr-o rocd omogerLi $ izotrop, [60].Deplasarea latcraH a sapci va deteamina deyr?rea sa dc la cusul antorior. Mtrrimea acesteiabateri dcpindc de proprictililc elemcntelor in intcracliune (sapa li roca), de mirirnea fo4ei i dercgimul do foraj aplical prh viteza ughiulari a sapei.Din ccl do mai sus rezulti ci, pontru ca sapa si aibi un hascu rcctiliniu (8i nu devieze),este necesar ca fo4a laterali la sapi si fie nultr 9i axa sapci si cohcidi cu cea a sondei.in tigt[a 2.3 cstc rcprczcntati partcainforioari a ansamblului dc adincime care,pcntru simplificarc, a fost considerat plan.Raporlarcr sc face la un sistcm dc referinli

cartczian in carc &\a ,c ooincide cu langenta lnaxa sondoi in dreptul sapei, fiind orientatidescendent, iar axa y, nomali pe i, estsorisnlati sprc pcrotelo inferior al sondei.in figuri sunt reprezcntale fo4ele cu

care sapa aclioneazi iulupra rocii, egale ii opusccu cele cu carc roca ac[ioneaza asupra sapsi.Fo4a rezultanti ce aclioneaz; asupra

sapei cste R, orienlattr sub rmghiul p fali de axasondei. Componenta axiali a acestei fortr esteapisarga pe sap\ Iy, iN componenta lateralieste I10. Forma deformatii do echilibnr apdjinilor grele detclmhi un unghi de dezararcg inhE axa sapci li ca a gondei.

O forl.i latcrali negativtr (sapa apasi peperotelc inferior al sondei, ca in Fig.2.3) vadetermina o tcndinli de scidere a incli ftii lafcl ca $ unghiul dc dezzxaf.a nogativ.

Pcrctclc sondei

-


18/166

2. Dircclia de ainsarc a sapci

opsraaor, cunoscand tendin(a sapclor cu role de a devia spre dreapt4 va trebui si ftie ce ansamblude ad6ncime gi ce regim de folaj s, foloscasc;, astfel incet si compenseze acalti tendinti.Globa[ direclia dc aransarc a sapci este coltrolati dc fo4a rea tanr, cc ac(ioneazi asupm

sapei ii" in special, de componenta sa lnterali. Problcma operatorului este dc a gfui mijloacele deroalizare a acelei foqe care si determine devierea in dtec(ia dodt5.in practica forajului au fost idsntificate urmitoarclc grupe de oauze ale devisrii sondelor:

a) caracterisdcilc gcomctricc $i dc material ale ansamblului de adancime;b) pozilia 9i numinrl stabilizatorilor, t,Icurn 9i jocul lor radial in raport cu sonda;c) inclinarea gi curbura sondci;d) apilarea pc sapi;c) forma sondei in sec{iunea sa transvErsali;f) vitcza unghidari de rota{ic a sapci in jurul a\ci proprii;g) tipul sapei;h) debitul fluidului de foraj;i) poprietilile formaliunii geologice travenate

Evident, nu toli paramctri.i srmt independenl intrc ei exisdnd corela{ii. in cele ceumcazA sunt analizate po scut acrsts cauze alo deviffii.r) Carecterlsfcile geometrlce tl de msterial ale snssmblului de adanclme determini figiditateati greutatea pe unitatea de lungime ale acestuia. in genoal. prin arsamblu dc ad6ncime se intelegepartca infsrioari a gamiturii dc foraj (ultimii 50-100m), cuprinz.6nd prijinile grele, mororulsubmecaq reduc{iile, inrtumentele de misware (introdusc in pijini amagnetice sau de tipMWD), stabitizatorii, amortizorul de goc ctc.

O importanfi aparte in acest arBamt{u o au pr;jinile grele. in Tab.2.l sunt calculateTabelul 2.1

Prijini grelei/.xdlmmxmm'l Rigiditatea4.1 IN.m1 Greutatea pe unitalea deluneimc a tN/mlotcl 228,60 x'16,20 (9" x3") 27 803 474 2 809,496

p.:7850 kg/m3 203,20x 50,80 (8" x 2") 17 505 891 2 341,246158,75 x 5?.15 (61" x 2i ") 6 4381t2 t 126,092

wolframp.=31000 kBlrn3

E*=l,l.lo" N/m'?

228,60 x16,20 (9" x3") 4t 0$ 221 I I 094,82203,20 x 50,80 (8" x 2") 25 842 029 9 245,68

158,75 x 57,15 (61" x 21") 9 504',765 5 236,79

16


19/166

2 Direcfia de aEnsare a sapei

momonlul de ine(ie goomelric ii grculalca po unitatca de lungime pcnlru tlci dimcnsiuni de prijinigrele conslruitc din olol sau din wolfiarn. Sc conslati ci alel pntru priljinilo do olel cit qi pentruccle din wolfram, rigiditi(ilc sunt in raportul 4,318:2,728:1,000. Penlru acec0$i dimcnsirnc,schimbarea materialului, din olcl in wolliarn. lacc ca rigiditalea si crcasci in raportul modulelor dcclasticitatc li*r.=3,l.I0r' : f.1.10'r - 1,476.

Grculililc pc unilatca dc lungimc sc afli in rapo ul 2,119:1,765:1,000 pcntru un materialdat ti in raportul densirililor p* : p"=31000 : 7850=3,949 pcntru o anumili dimcnsiunc dc prijini.() inllucn(:i aprcoiabila &supra rigiditiF qi gr',"uti(ii unilarc a arx;tmblului dc aclincimc opoalc avci insirumcntul pcntu mi.euriiri dc adincimc (NIWD). Manlaua fiind constnriti dinnatedalc ou pro8cti(i magncticc spccialo qi avind o gt)sime do pcrcic md mici (pcntfu a crcaspatiu inst,lmenlelor dc misurare), z-ona in carc so pla-scazi hstnlmentels de misurarc arc origiditatc mai mic,, do carc trcbuie si sc linit seama.

() influenti ascminiloare o arc prezcnta molorului submersat.l)iamctrul cxtcrior al Fijinilor gclc influcnlcnz; 9i jocul radial prijioi-sondi, carc aro oillrpoflanl.i dcoscbili ariupra direclici dc avansarc a sapci, inlluenli carc va fi analizati in oole oe

u(Inoazi.b) Pozilia ti numlrul skbilizatorilor, precum ti jocul lor radial in raport cu sonda $mtparamctrii prin carc stabilizatorii influcnlea, direc{ia dc avansatc a sapci.

Un arsamblu de adincimc poatcavca l, 2 panii la 5 (chiar 6) stabil2ltoriaparlinind uneia din umitoarelo tcicalegodi:a ansamblu pentu qeitcrea inclinfuii;a ansanblu pcntru descrestcrca inclinfuii;O ansamhlu pcntru mentncrea cotlsl,anla ainclinirii;

in Fig.2.4 este rsprczentill ccl mnisimplu ? 4qbhl_rrcntlu crcstcrca irtclinlriiunci sonde. Stabilizntorul, situat inapropiclea sapoir joaci rolul unui punct dcspriiin. Asimilind ansamblul de ndenoimcou o pirghio avind punctul dc sprijin intrccapelc. greulalca. carc tindc si rcteasciorar pirghia, va detemina o fo4i laleralicarc impingc sapa in perctcle superior alsondci.

Trascul sondei se Ya curba gradat, odali cu creqterea unghiului de inclinare, u-

-Fig24 ArsarHu & danEirrE perhr


20/166

, s99 4 ry 1l*..rri 4dwicrc sc accentueazi o daLi cu dcpiflarea stabilizatoruluj de sapi. Evidenq pani h o limiti, pestooare sensul dsviorii se hvcrseazi.

in sonde cu inclinarc marc (pcste 30") sc lblosesc de obioci doi stabilizrtori: unul plasatimcdiat dcasupra sapei d al doilca Ia 20-30m mai sus. La itcliniri mari, ansamblurilo cu un singurstabilizator sunt instabile, grcu dc coflt.olat. De asomenca, ifl sondc cu diamelru mare ansamblurileou stabiliiatori sunt sensibilc numai pcntru incliniri mai mari de lO-12" [2, 60, l26t],Lrtensitatea dc crcqtclt a inclinirii ests controlati prin intermediul umitodlor par.arnetri:(., dirmctrul primului slabiliz_ator;

@ poziia fala dc sapi n f,.imului stabili,aror;t ) pozi{ia celui dc-al doilca slabilizitor;O rigiditatea prajinilor grelci(t, npisarcn pc sapi:(ii vitcz, unghiulrri a sapoi.

Aruambluri cu mai mull dc doi slabiliintod sunt utilizrte mai rar. Citcva exmple suntprEzsntatc in Anexa l.Pcntru dcscrc{tcrea unghiului dc inclinare sc lbloscqtc prinoipild pendulului, studiat tahceput pc ansambluri dc adincimo Ifui stabilizatod in sondc rcctilinii [lZ5l.

PLurctui dekmgorli

Whg"2.5 ltrd.-rore. eti:oulu dc q,dul daroritirf nctulur d: 1;rlAg)ll

r8

,,'.:;.,,.:1.. 1'ft

crc1r:rca rmghiului d(j indinarc


21/166

2 Dnc4ia de avansarc a sapci

Zona dc sub punctul de tangcnli cu perelcle sondei sau de sub primul slabitizntor secompofl.i ca un pendul care tindc si rcvini la poz.i1.ia sa dc cchilibru, pc verticala punotului desuspcnsig. Ca umarc, sapa va Ii impinsi sprc poretelc inlerior al sondei cu o fo(i depcndenti deg&\tatea pendulului. Pcntru a oblinc clactul dorit de diminuarc a unghiului de inclinare, trcbuie captijinile grclc dinlrc sapi $i primul stabilizator sa nu atingi, prin incovoicrc, pcrcrcle sonrlei. inig.2.5 estc prczcnlali ac4ast.i situa{io, carc trebuio evilata. O cale de a indepirta pdjinile dcpcretcle inferior al sondei (cel pulin in faza de ini{ieic a dovierii) cste utiliz2rea unci vitezcunghiulnrc sulicicnl dc mari li a unci apisiri pc sapii mici.O situa(ic dcoscbiti aparc atunci cind curbura sondci facc ca stabilial.onrl de doasuprasapsi si joace rcl de pivot (Fig.2.6). l.)lactul dc pendul manilcstat de partca ansamblului dcadenoime situata sub stabiliralor poale fi anulat sau chiar dcp4it de efectul greutilii pir,tii dedcasupta stabilizrlorului (efectul dc pilEhie descris mai sus). Se poate astfel intimpla ca unansamblu de adaflcime, carc in lnod norrna conduce la sc,iderea inclin;rii, si dtcrmhe o cre$tere

a acstoia. lotuti o astrcl de situalie nu cste frccl,oflt inlilniti.l'dnoipalii p,uarnctd prin intcmrcdiul ciroft sc controloazi ifiensitatea devicrii sunt:(D pozi(ia stabilizatorilor lali do sapi;i' .iocul flrdial al stabilizatorilor (in special al primului)g

0, api.sarea pe sapi;('r) rigidilatea prijinilor grclc;(i,, viteza unghiulari a sapci.

Fig27


22/166


23/166


24/166

? I )rrcctia de avansare a sapeiavEa un elecl importanl asupra ten(linlci dc doviere a sapei. dar su ii autori carc exagereazi rolnlacgstora.

])c o importanli aparte cstc izotropia rocilor. adici insuSirca dc a awa aceleati proprietifidupi oricc direc$c. O roci anizotropi arc proprietililc dopendcntc dc dircc{ia alcasi. Majoritatea,(,cilor foFlc sunt de naturi sedimcnlari sau metarnorfici [43, 60, 1261, cu o stuctufi in straturisau in iisturi, manifcsdnd un grad rnai nare sau mai mic do aniz.ot.opic. Lubinski qi Woodsovalueazi lCobal izotropia unoi roci prin lr.r'c? le de Eotropie,I d -linit astlcl [125]:

(2.8)

undc ,r cslc vitciti dc avansarc in plmul dc stratifica(ie, iar v., vitc:lr dc avansarc dupi normala la

Fig.2.l0 Influcnla inclindrii stratclor ilsupra dcvlcni sondelor

accst plan, la aceeati fo4d dcdislocarc. Di au realizat bbclo cuajutorul ciror4 in firnc[ic de accstindice qi de Iipul rocii, se pot alogelungimoa pcndulului, diametnrlpdjinilor grote li apisarea pe sapi.

Expericnta de qantier aaritat ci in stratele cu inclinaremicn (peni h 40...45') sondcte tindsi dcviczc dupi linia de ddicarp astraiclor (unghiul de i[clinarccIelte) [43, 601. Direc$a stabiliza(ido inctnarc cstc normali pe planul

irElrlrc sre.tcu.

i,.lirwe dsescaroareo

Fig.2. I I t>.fxrd


25/166


26/166


27/166

l .q"'"r9,8 * - *19'r' 94q 41"4 aansarnblutudead.ancrme3. Esrtuanll*r coMpoRTiRII DIRITCTIoNALD A ANSAMBLULUI

I)D ADANCIME. MTTIIOT,II $I METODE DE CALCULl;orajul dircclional este itiinla conduccrii sipei pc o traicctode prcstabiliti sprc lrrla pentrua rsaliza acest luoru, sapa trcbuie diijati atit in plan vertical Gnclinarea sondci), cat ti in planoriz-ontal (azimutul sondci). cu cxceplia punclclor de inilicrc a unci schimbiri dc direc{ic (cindsunt utilizate mctodc spccificc), cel mai popular mijloc de controlarc a direoliei de avans:ue cstcansamblul de adancime cu stabilizrtori.l'limclc siudii tcorctice asupra ansamblului de atliocimc, din punclul dc vedere al efectclordireclionale, apa(in lui Lubinski qi Woods [lfsl. in anij'50, ei au fosl ccj care au evidcntiat qi auanalizat in detaliu cauzclc carc determini dicclia dc avaosarc a $apci. 'l'ot ei au introdus pentruprima dali nolitmca dc lb4,i lareraE la sapi, insuliri rcpid de flumero$i aurod [13, 15,22,12,j21.l'rimcls lucriri alc lui Lubinski ti Woods [125] s-au ftfcrit la ansamblurile dc adincimcIiaA stabilizatori sau cu un singur stabili:4rtor,

".uclucrau i' sonde verticalc sau cu o inclinarc

rrrici- Rczultalclc atudiilor au constat intr-o colocFe dc tabele gi nomograme dirl care se puloadctcrmha pozilia stahiliatonrlui, asdcl incit si lic mdrirniziE fo4a latcrali care si readuci sondaIa dircctia rclticala.Creltcrca nrunirlhri de sondc dirijatc (qi. in ultimul deceniu, a cclot otixontqle), lttilizlr:caurror aruanlblud de adiinoimc complexc, cu mul(.i stabiliratori sau cu o geomettie vadabili, audctclminat la sliryitul dcccniului al Vlfl-lca apadlia unor modele mdcmaticc rczofuatg 9u ajutoltlcalculatorului [10, ?4, 74, 108, 1091. Accstc modele, bi- sau tridimensionalc, dctlrmini foqalalcrali la sapi, rcacliunilc in drcphrl stabili,latorilol. gi forma dcformati a gamitudi in imediatavecinitatc a sapci. Aparida accstor modele a lbst irlsotil:i ti de pcrfcc[ioniri notabile in domeniultclmicilor de misulhc li dc ttansmitcre a paramotrilor dc adincimc ce inJluentcazi avansarcas.pci. A apirut astliil o tollnid dc al,irare a sapci bai,ati pe posibilitatca modilicirii condi$ilorsale de luorq in func(ic dc informalia reccpl.ionati dc la lalpi.in l'ab. 3.1 sunt prczrntati cei mai cunoscu{i nutoli ai uror. studii pdvind direclia deavansare a sapci. Sc poale constata ci modololc lot. sunt plano sau hidimcnsionnle, statice saudinamice. Din punctul de vedcre al mctoclci de studiu a(loplate sc dcoscbcsc hci tipuri de moclclc:a) modelc carc se bazcazii pc ecualia (ccur{iilc) tibrei medii dolirmate; b) modele care utilizeazjllrlloda encrgetici, considcrAnd ci starca dc cchilibnr corespunde unei encrgii potcn$ale minime gic) modele care utilizeazi meioda elcmcntului Iinit.Lvidont. modolclo planc, statice sunt mai simplo, necesitand pentru rczolyarc $\ tnnp decdlculator mvlt rnai scul1. Ele pol fi utiliilttc cliar d in condi{ii de qanticr penlru a lesta viitoarpacomporlalc dircclionali a unui ansamblu dc adincime gi, ilr felul aacstl si sc optimizozcconfigura(ia ac$tuia, mai ales in caad utilizirii mai multor stabilizato4 cend expericn(aopcratorului nu mai c$tc de marc ajutor. As(cl de modetc ai-au doreilit eficienla cin4 dupiuliliznrea lor []4, 51, 1201, s-a iffegistrat o scddere a costurilor fa(.i dc sondcle sipate in condigisirnilarc, dar utilizind pcntru alcituirea ansamblurilor dc ad.ancime doar cxpericn{a tehnicienilor.Modelele complcxe tridimensionarie, dinamica prczentau pini nu demult dzavanlajulvitezci mici dc rct,,lvarc. in ultima rremc insi, dc cind pcrformanlclc calculatoarelor au qcscutconsiderabil, o dati cu sciderea prclurilor lor, acca.iti problemi nu mai existA, Rimene insi

2)


28/166

,l Modele pentru estimarer cornporini dircc$ona.le a ansamblulur dc adAnsimcmano\Tabilitalcn lor mai redusi, operalon fiind nevoit si introduci (ca date dc inkarc in program) -mirimi care nu totdcnuna ii surlt binc cunoscutc. Aoeslc modclc mai complcxc rirn^an inc,iir)strumentul dc lucnr al ccrcctitorilor carc. utilizindu-lc, pot facc mai mdti lumini in domcniullbrajului dircctional.

'l'xhelul 3- 1./\utorul AnulaDaritici N{ctoda dostudiu Nurnirdimcnsiuni Model staticsau dinamicA. Lubinski,H.B.Woorls 1953 couaicdifcrcntiali 2r) slaticB.Wallcr 1913 ccualicdifcrcnliali 2t) stnlic

197',7 ccuaFldilLrcnlialc 3t) staticW.B.Bradlcv 1976 ocualicdifc|ontiali

2n statioN.P.CallasR.I-.Callas l9IJO scua(icdilirrcn{iali ?D slaticP.'l outain 1981 clcmcnt linit lt) dilamicD.R.llolbcn 1981 ccun{icdifcrcntiali 2t) staticP.N.Jogl,T.M.Burgcss,J.P.Bowling 1983

ccualiidifcrontialc :lt ) staticJ.D.Brakcl,A.A.A?ar

1989 clcmcnl finit 3I) dinamioM.BiradcsP. Toutain 198 5 cncrgclici 2D static

19IJ 5 clemcnt linit .I) dinamicK.K.Mllhcim.S.JordarqC.J.Rittcr 1978 cl,;mcnt luri( 3t) dinarricK-K.Millhcim.M.C.ADost: 198I elen)c,)l fillil .ll) dinanric

Din punch de vederc al elbfixilor dc ccrcctarc in accst domcniu, in ultimcle dou; dcccniise rgmarci doui fiokt ri Pdncipalc dc acliune: cel american) avendu-i in frunle pe Millheirn,Walkcr gi Bladlcy 113, l,l, 64-75, I tE-l2ll ti col lianoez, condus dc Toutain {i Birades [8-] l,107-109]. Nlai pulin cunosculc sunl luclitiic celcctitorilor din spaliul cx-sovietic. Rezultatenotabile c)iisti la Acadcmia dc Pctrol din Baku. ."\z-crbaiian [6, 46, 51, 61, 9-l ].irt oclc cc urmcazi sunl prcLntatc cclc mai importantc modclc cc descriu comporlareirdirec(ionali a ansamblurilor dc adincimc crr stabilizalori, clisificatc dupi mcloda de shrdiu.

26


29/166

' .rxa prajinilori9.3.1 Arlsarr)blu de adancime

P)an

LyS44 f ",,E"llEtrryllq,lportarii dirccb,lnalc a msanlblulln dc adincimc3. I Modclc Si metode bazate pe ecua{ia difcrcn}ialda fibrei medii delormate

I )upi cum sc poatc vcdea gi din Tab.3.l, toatc modelele caro utilizcazi metoda ccuaticidiferenlialc a fibroi medii deformato sunl statice. Toatc considera ansamblul dc ad.incime ca pc uncorp clastio, asimilat ou o bari avind o anumita rczgmarc, a cirei grcutate ao{ionea?i sub un unghia faF de ara sa. Scopul principa.l al calculelor ilroprczinli delcrminarca fo(Ei latcralc la sap, llo, areaoliunilor in droptul stat ilizatorilor gi a unghiului dcdezaxare intrc ara sondci qi cea a sapci g @ig.3.1).

Ilodclcle planc raportcazi prijinilc grele $ sapaIa un sistem dc rcferinli:r-y sitral in planul vcrtical dedcr,ierc.O lqrti lalcfali pozitivi-lsqr.l Op Lgc__pjIC C 9

,s -p q L$ -ndc ) l4 dq&B 4 q re_ srq4i I i _qtIIL SUIq rlszaf.alq.plazUy(ca in Fig.3.l) rindc sillricnleTe saDe_$lllll incrt inclinarca si crcasci.Ipoiczclc dc calcul, gcneral acceptate, sunturmdtoarelc :O Rigiditalca porclolui sondei cslc inlioili, diamotmlsondei fiiDd cgal cu cel al sapei.@ Sapa are o lcgitui de tip articulalie cu talpa sondci,fiind ccntrati pc axa sondei. Momentelc incovoietor Sidr torsiunc cc aclioncazi asupra ei sunt nul.

@ intre doi stabii.izalori consecutivi" prnjinilc grele nu vin in contact cu perctclc sondei. Daai nucxisti stabili?xtori, atunci, dupi $api, primul punct dc oontacl ou porelclc son


30/166

ungl q cu a\a pfijinik)r, in timp ce in carul studiilor dc stabilitate, aceasta are direclia axci ba.ci.ir toi e lucririlc offc dczvoftii moclclc planc st.ticc, ccualia rlifcrcnliali carc dcscric axadcformati a prijinilor g.oic cstc [ 14, 23, 24, 4Sl:l I ),. + (14/ _q I cosa )J,,,= Ho I q x sino (3.1)

ir carc.l este momcnlul de inc4ie geomctric al soclitmii prijinilor, E- modulul dc elasticitate almatcrialului, iar 4- grcutatea pc unitatea dc lungimc.Sub acca.sli firrm:I, ccua[ia nu arc solqic analitici, iar o solu$o numcrici prcsupunealgoritmi cu o complexitaic mare. Penh ci fo4a qxcoso, componenta axiali a grcutitii, cslcmult mai mici decit apisarca pe sapi, chiar qi la valori mioi alc acestci4 in toatc cazurilc ea 80neglijeaz,i, ecuatia (3.1) dcvenind:

Ily"+14/y'=Ho+qxsinq

2-l{@-pr.@cim"

Y,;'lv., 96, H6 Molll'r-Lv, qt, H, M,llr ,Y='f.Yo

. in [J..1], Bracllcy rczolvi coualia dc mai sus pcntru un tronson cu caracteristici gcomctrice qidc matcrial oonslantc. intre cotclc 16 |i .r, datcrminand ricpLasarca y, rotirca qr, momcntulil.ovoielol',1'1 ti forla liiicloaru 1/ in sccliullca r, in functic do paramurdi omologi din scc(iunca ',co.Astfcl. notind:

(3.2)

(3.3)(3.4)(3.5)

,ri

in carc T cstc matricca dc transmiterc a tronsonului, dcpcnderti dc proprietitile gcometdcc ii dsmaterial ale prdinilor. ()u ajutorul accstci matrioc, din aproapo in aproape, Bradlcy cxprimi\rctond , fur punotul dc tlngcnli cu pcrctclc sondci.

in carc l', li l'd sunt vectori dc tip (3.4), la stinga respectiv la drcapia punctului i.O in punctul dc bngcnli cu potctclc sondci

. I'r. - (Ar., O, /tr, 0, t)r,,4, liind.jocul radial intrc percrclc sondci qi prijinile grclc:

h:g),- d,)/2 .Nccunoscutelc sislcmului sunt l/,), go la sap:i, precum qi rcacliunilc in punctele de sprijin,Rt, R2,...,R1.Pentru a cvidcnlia sintctic rolul tuturor parametrilor ce inlluenpazi direclia de avaruare asapei atet a oelor cc 1in de gcomelria sondci, c6t $ a celor cc dcscriu proprieti(ile prijinilor,llndlay a defifitfactonl de inclinare:

fi/1 .a

Conditiilc la limiti impuse sunt:t) la sapi( in &ephrl stabiliaronrlui i Yo.=(o, Ho , O, lfYd=Y"+Ri

)a

(3.6)(3.7)

(3.8)

(3.e)

D I q sinu- (3.10)


31/166

3 Modele penlru csEndrea comportaff dncctionaic a , $amblului de ad6rcirne

I Iiindjocul radial sondi-prijini grca,Valoarca (adirncnsionali) a accstui faclor di o imaginc asupra intensiti{ii dcvisrii. Valorilc 10-r,10'?. l0'r delimiteazi domeniilc condiliilor de doviere mici, moderate Si, rcspcctiv, mari. in Fig.3.2

50

i, 406J0

-1045 90 135 180 215 260Adsdrca pc sapi, kN

Fig.3.2Influcn1a lactorului dc iuclinarc, c.

c,=10 j D,-250,82rnm (4-)D,:222,25mrn (8;")=l

/

0c,-10: c,- l0

c'=10 '--i

Sprc deosebirc dc

A\a delirrrI}tria pijinilorPerEElc infqiffal sropusi dr.: Bradley, avind cxpresii diforito peinlcwalelc dinhe siabilizatori. Jocwilc radialepozitile dinkc stabilizrtori $i perlele sondei pcrmitsimularca dccalibririi secliunii transvcsale asondei. ca urmare a acliurii de licznre astabilir,atorilor.ili [48], Don llo]]Ir,erl an3/trzeazi compoltarea dircc(ionaLi a inshumcntelor do devioredczlxatc, firi si prczinte modul dc rczolvale a ccuatiei (3.2). El consideri ci fo4a rczultanti lasapi aclioneazi excentric, rezultind dc aici un moment incovoictor diferit dc zero(conlrar ipotczci G ).

^,Iodelc ststice tridimcnsiondle au deirvoltat Walker [115] qi Jogl [511. Shgua ipotez, decalcul modificati, faf dc celo zcco prez-cnlatc mai sus, osto cca rcfcdtoare la modul dc rczcmrro a29


32/166

3 Modelc pe .-,u cshmarca compo{q"_dij"9 El" "ary -br.,r* 944S-9sapci. Estc acceplati ac(.iunca unui moment incovoictor dorivat din torsiunca produsi de cuplulrciallat din interacliunca snpi-roci , r{.

intr-un sistem do refcrin{i tridimensional -ryz, in caro ? estc axa sondci (rig.3.4), formadioformatl a axei gamihuii dc prijini grele cste descriri do un sistem dc doui ccualii difercntialc deordinul al patulca [51, 1l8l:l;lttv..-A,1,1,- (ty q zcox$)x" r qcosor,+gsincr (3.11)1,) I vtr = ll l- (lI/ q.coso.)),, r qcoscry,- vqzsino

in care v este torsiunea specifid, u=ltGI.G estc modulul dc elasticitate tranwcrsal, iar 1p, momentd dc ine4ie polar.

(3.12)

Iiig.3 4 Modc-lul tridimcnsrorurl .rl cnulnhluluidc ic,ancrmc

Pcntru cazul trcccrii dc la o ,oci lrulin durila una larc, cend apisarea pc sapi actioneazioicentriu, in l5l I se plczinli o cale prin carc si $cpoati linc scama de aceasli cxcenkicitatc, carcintroducc un moment inoovoietor suplimcntar 14 -sapi. Astfo[ momentul incovoictor total la sap, -corcspunzitor pdmului termon din membnrl &eptal e,:ualiilor (3. I I )- va fr: -

M,v, _ ot4/ (3. t3)ir rsspoclvM,y, bW (3.14)

Constantole a ti 6 rcprezinti coordonatelein plmul tilpii alc punctului do acliune at apisiriipc sapi. l)sntnr dctcrminarea lo autot'ul propuneo calc invcftati: se dctcrmini tcorctic comportarcadirccgion.rli :r ansamblului de adincimc qi sccompaii ou dcvicrca reali. Difcrenlclc, puse pcseama anizotropici rocii, trebuic corrtate inmodelul analitic prin valorile coordonatelor a qi 6,agtfel incit sii se anuleze.Accastii metodi, dcqi posibili, estcncutilizabil,i in coflditii de Fnlict inainre de forajulpropriu-zjs, rimin5nd rm irukument doar pentruccrcctare.in domcniul aplicabilititii imediate, modelul tidimcnsional de mai sus permitc predic[iafoqclor ce aclioncazi asupra sapci qi a stabilir,atorilor, a formei deformate a prijinilor (solu{iasistcmului 3.11) qi a dircc{ici stabilizntc de avansarc a sapci. Spre deosebire dc modelcle plans,nrodelul tridimensional pontc cvnlua litondinlc dc dcvicrc in plnn orizontal, almutul.Ltilitatea modolului esto dovediti in I t 1 8 | prin ovidunliorca poziliei optimc de amplasare aamortizorului de vibra4ii. Sunt nnaliatc mai multc conligur.alii alc ansamblului do adincime, cu

30

W


33/166


34/166

(3.17)

I inind seama ci forma dcformati a sistmului estc dctcrmina0i $ do limitarea deplasirilorin prmclele dc conlact cu pcrc(ii sondci, unclc sc dczvolti fb4clc de lcgituri /11 (Fig.3.5), se poategonsidera ci luuul mecanic al accstola so consumi in aduccrca sirtcnlului


35/166

3. Modele pentru estimarea comport5rii diecgonale a ansarnbltjui de ad6ncime

dU =,- (2k +llrdt64= Lotsn zt - n' pcnrru r" l, 2,3,... (3.23)Forma dcformatai a axei prijinilor grele se ob{inc prin rezolvarea sistemului algebric deecua(ii format de (3,22), in Bport cu mtrrimile 6r $i R,.

'l ablul 3.2L/ lkN l

89 (20 klbs) 178 (40 klbs) 267 (60 klbs)d/d,/di/da lr.I.l

a{'1I 1,221 4,27 I | 5,8 5 t28,3 s t ,2213,96/ 14,94n8,953 1 ,24 5,18/t6,15/26,21 t.2y 4.87 ^4.94127 -436 \244,57 /t 5,s4t26,8? I ,22t4,51 t 15,24/27 ,43 1244.27/14.63/28-Ml0 | ,22t3,96^4,94t27 .73 1243.96/L4.94/28.35 1,22 I3.9 6/ | 4,9 4 / 28. 65D,=2l5,9rnrn 4:l65,lmm d,=1l,4mm pr=l/3a}{/m3

Pentru dife te podlii ale stabilizatorilor, d, se ohlin difsritc fome dcformate stabile.Cu acest model, Walker studiazi comportarea an8amblurilor cu t eiti patru stabilizato4 puthfolosite qi cu marc pruden{i. El dcfinclte concaptul de ansamblu de adAncine optim, ca fifidaruamblul oaro indoplineite canditiile I I I 7] :@ fo(a latorali la sapi, t1r, cste nuh;@ unghiul de dezaxare dintrc axa sondei $ cea a sapei 96 este mioim;@ volurnul dq material metalic utilizat este minim;@ defonna$ile prijinilor grclc sunt minimc.in tab.:.2 sunt preznLat configuraliitc ansamblului de ad6ncime optim, cu pahustabilizatori , pcnku diferitc inclintui ale sondei qi difcritc apisiri pe sapi. S-a coBiderat o sondicu diametrul a=215,9tllln(Sl) qi prijini grelc cu dim$siunilc 165,100 x 71,437 mm(61't2t3lru"1. Stabiliz todi au fost dimersionafl cu un uqor joc radi4 o,397mm ( d;Btt l,/).

Se widenliazi Bensibilitalea foane mici a ansamblului la modificarca poziliei celui de-alpatrulea stabilizalor li a api.sidi pe sapi. Spre exemplu, la o inclinare de 10., pcntu apisfui de la89 la 267 kN, al patrulea stabilizator poate fi ucat dc l^ 27,73m la 28,65q forF lahraliramAnend (cu o anumita precide) nuli.

Walker facc o pledoarie convingitoare in favoarea ansamblurilor cu mai mul[i stabilizatod.Pentru un fllmir de 238 de sondc, strpate cu sape cu diamante, este prszgntag o statistici privindviteza dc avansare, lurgimca forali cu o sapi ti costul metrului forat. Sunt comparate doui situatiide lucru; cu gi firl o analizi numerictr a oomponirii ansambludlff cu stabilizatori (analiztrefoatuati iiainte de htroducoroa lor in sondi), forajul fdc.indu-sc in condilii gcologicc similare.Rezultatelo pot fi considerale spectaculoase, to$ cei trei parametri urmiri{i iruegistand cletteri

33


36/166

3. Modcle psrtsu estimarea comportirii directionale a ansarnblului de adEncime

importalte. Coslul metrului forat, mirirnea carc cxprimd sintetic cficieflla procesului, crcge cu 25pani h 300,6.Metoda dcitvollau do Walker cste preluaH de Toutain in [106] ii utilizati ca instrumentpcntru cercelarea unot aruambluri do ad5ncime cu doi ti cu trei stabilizatod. Sge deosebire deWalker, Tourain aptaciazi ol ansamblul ry'eal este cel cu doi stabilizntod un numtr mai marc

nefiindjustitroat dccat in cazu.i spociale.3.3 Modele bazate pe metoda elementului finitI Metoda elcmcntului finit a permis, in ultimele trei dcognii realizarea rmui salt imens indomeniul calculului struchuilor mocanice. Dc fapt, nu metoda in sinc a permis acst lucru (ea fiindcunoscuti de mai mul6 weme), ci aplicarca sa, facilitati de dezvoltarea sistemelor de calcul.

Principiul metodei consci in discretizrrca sistemului studiat in elenente lnite qi _aproximarea soluliei, in fecare subdiviziuoe, prin funcfii simplc (dc obicci, fi[clii polinomiale). kbazi sc afli metoda dcplasirilor, in carc structura csto trataE ca o reuniune de elcrnente finite.Energia potntiali de dcformalie a introgului sistem este egali cu suma energiilor potenliate aleclsmentolor componqnte. intucet integrala surnci este egali cu surna integralelor, pincipiul poate fiaplicat la nfuelul fiecirui clement.Pgntru o structuri discretizati in elemcnto finite (dupi asamblare), energia potentiali poatcfi exprimati sub formi matriceal; :

u - isrs"r .irF e.z4)in cafe ,- este vectorul deplasirilor flodale, S- matricea de rigidifate, iar F este wctonrl fo(elorgeneralizrte aplicalc la noduri. pcntru ca sistemul si fie in echilibru stabil 6ste necesar ca cnergiapoten(iaE U&i fie minimi, ccea ce din prmct de vcdere nBtematic so haduce prin condilia:au Q.25)ai =0carc, dupi derivarea in (3.24), oonduce ta o alri formi a conditici dc cchilibru:si=F e.26\Relalia (3.26) exprime lcgitura dirtre fo4elc ce actionazi la noduri 9i deplasirite accstora. Fiindcunoscuti matrioca dc rigiditate, (3.26) oste un sistem algebric liniar care, din punchrl de vedere almetodei de rezolvare, nu ridici probleme. Dimensiunea uneori foane rnare a matdcei de dgiditatepoalc crca dificulE(i de naturi numerici.

Metoda elementului finit prezinti o serie de avantaic fa(i de alte melode numericeaproximative, avaotaje lcgatc in pdmul rind de existeflp urlor prograrn speciali?ate performante,care prmit gengmrea aulomati a re(elei dg elomsnte finite, calculul pcntru mai mutc variantc doincircare gi prelucrarca grafici a rezultatelor.

Ulilizaroa aceslor progamo pentru anatiza unui ansamblu de ad.incime rirtici o sffie deprobteme, intucit lungirnea sistemului studial, Z, nu estc de la inceput cunoscuti. Aplicareafo4elor exterioare (a greuti(ii, in primul rind) hebuie ficuti incrementa p6ni la indeplinirea3,1


37/166

_ 3 Modelc pentsu estimarea coEpofirii drrccfionale a ansambh lu de ndencrneconditiilor la limiti. in consecinli, timpul neccsar rcz.oh,ftii lmsi astll dc problone este mai marcdsoit in ca,rul u[ci slructuri cu o complexititlc asemi[itoarc, dar cu geomclde cuno$cuti.

in 1978, Millhcim gi colaboratorii sfi dc la,,lnroco propun prinrul modcl cu elemente finitc,slatic[74]. in urmitorii hei ani, modelul cstc porfcc{iona devenind dinamic, tridimensional [751.Cam in aceea$i perioadi sunt intropdso cercctiri impor(anl fi in FtuntA la compafitle Total $ ntf,do cilre Toutain gi rcspectiv Biratlcs. Celo dou.i companii france?-e demateazi cercctirilcindepcndcnt una de cealalti, dar sfiiqesc prin a-{i rcuni eforturilc in 1984, punand h punctpachetul dc programc R[rl 3D I1l].

llfl studiu inlcrcsant prczinti in 1989 Ilrakcl 9i Azar, de la. fiel/ [15, 16]. Ei modcleazi qiintcracliunea sapi-ros5, noglijati de ccilalli cercctitori-

Elcmintc& legifuri

Strbihz.zrtor

sq)aI i9.3.6 fiis,crstizala in olc-rtEr e fmite Iblului dc atirrirne

miti inrpus;i

Iig.3.7 Dcpcndcnla o-D pcntnr elcmentelc dc legituriin modclul siu staiic, Millheim utilizeazi doui tipuri dcolomcnte fidtc: unul de dp bari, pcntru prljinile giclc $istabfi,,alori, $i al doilca -un elcmcnt dc l%nhr.i special (gappingelement), punllu modclarea contaclului cu pcretele sondci(r'ie.3.6).l,rimul tip dc olemont arc cetc lasc grade de libertatcpenlru Iiccnrc dhkc cele doui noduri (tci hanslalii $i lrci rota{iD.Solicitirilo posibilc sunt intinderca (sau compresiunea), dupi axar, inoovoierca dupi axcle / Si z ti torsiunea dupi axa r.Scc{iunea cslc inclari, cu 16 puncte dc intcgrare.Elcmcntclc dc lcgiturl sunt lot dc tip bari, cu aria

seo{iunii tanwcrsalc constant:i. Cu ajutorul lor se poal schimbadependcnla o-E pcntru diforitc domcnii als doformaliei, in funclicde valoarea deformalici sc poate schimba modulul de etasticitate: cend dcfomalia admisib ninlpusi este depiSita, modulul de elasiicitate ostc majorat ou o anumiti valoaro, pormi(.indnrodclarea difcritolol llgi 6('r.

t5

Iilcni-.nl(d(, lrp llui


38/166

3 Modele pcntru cstim.rea conportirii dircctionale a a,'samblului dc adencqcPlactic, in momentul in care unul dintre noduri atingc pcretele sondci (dcpla.rarea lui estecgli cu jocul radial prijini-sondi), modulul dc olasticitate al olornennrlui de legituicorcsputrzitor cstc rnirit foartc mult, simulindu-se contactul cu un percte foartc rigid. pini laatingcrca pcrctclui modulul


39/166

3 Modclc pntru cstimarcn comportirii dirccfionalc a anlambh ui de adancimcl(e2rultatcle oblinutc cu clcmcntElc finite curbc $i suport clastic ncliniar difcr, cu pane h

30,6 de cole ob(inutc utilizind idealizrca cu clementc rcctilinii.rolosind modclul prszontxt mai sus, Millhcim nnalircazi patlu ansambluri dc adincime cutunu, doi, trci $ rcspcctiv patru slabili?ntori, ufiLndb $i in condilii de lucru in sondn [74].Comparalia dinhc dcvialia anticipali fi cca cfcctivi, la pdma vedcrc, nu este prca incuajatoa$.,.

Numai in caz.ul ansamblului cu trci stabilizatori rcrullatclc coincid, in celelalte cazuri oxistenddifercn(c atit cnnliriltivc. cil lti calihtivc.Ansamblul cu un singu stabiliz.atot a condus la difcrcnle cantitativc: s-a oblinul o scidercscrreri a inclhirii, in locul unei scddcri lcnte, anticipale. nsamblul cu doi stabiliiatori a dat cclc nrai slabe ro,rullate: in doui cxpclimentcrczultatole au difcrit calitativ (in locul unoi sclderi,apidc a hclinirii, s-a oblinut o cregters lenl.i),h cel dc-al trcilca expcrimgot dilcrcnlclc Iiind doar canLitlti\e.Ar,;amblul cu patru stabiliiratori a lbst ccl mai atclr investigat. Din ccle pahu cxperimcnte

la carc a fost supus, in doui, rcrarltatolo articipatc au ooincis cu colo misurate, in celclatte douiob$nandu-s elbcte contlare celor sconlate.Cauzelc accslor difercr{c pot fi puse pc scama factorilor gcologici ncluali in seami incadrul modclului. d.rr qi pc seama intervalclor de lungimi mari analizate (de ordinul miilor de1u9t ), pc pargursul cilora scnsul ilcvicrii sc putea schimba de mai multc ori.Analizind teorclic cu ajutorui modelului static hidimensional ;i urmirind in sonde urlfoartc marc numir dc ansanrbluri dc ldancimc, Millhcim a rcu{it si puni dc acord rezultatclapraotice cu ccle Iirmizntc dc calculc, caractcrizind comportarea ansamblurilor in diferite lipuri der()(ji, dcoscbitc dupe tirie [63-71j. I]l introduce un sistem de waluare rclativi a rispunsuluidireclional (cu note cuprinse intre t d l0), ruportarea leoandu-ss la un an8amblu care s-arcomporta in coflformitate cu rczultatclc calculclor.Pentu sporirca cficicn(ci modclirii dar pcntru a cvalua dcvialia a"imulal4 lrcbuiajrrlriiusi in model vitci.a unghiulari a sapei. Noul model dwine a,rfel dirnmic, tddimenlional.Sunt pislrate in continuarc condiliilc dc calcul din modclul slatio rofffitoire la rcctilinitatca soodoil.: 7.na studiati circularihtca sccl.iu[ii, rigiditaloa pcrotclui tri abscnF momentului incovoictor lasapi.Ir lucntclc flctodlor geologici sunt ncglijate. Indircc se propu[c luatea lor in cotuiderarcpdn ajustarea valorilor jocuri.lor diametralc qi a oocficicnlilor ds frccare dintr psrctclo sondei lisapi, stabilizatori {i pririini-I)ovia(ia in plan crriz.ootal cstc dctcrminati dc Ibla Iatcrali. F;,, ata cum forla laterali Foydctermini devia(ia in plan vcrtical. intr-o anumiili pr.jt.ioade dc Imp, accste doui fo4c (da, fiapisarca pc sapi) au o varialic cu o arnplitu(linc rclativ mffo, dar cu valori mcdii difcritc dc zerb

I I I l. 'l cndinta gcnerali dc dwiere cstc aprcciati dupi accstc valod mcdii.in Irig.3.9 sunt rcprczcntaio valorile msdii irlc oolor dou.i fo4c latcrale pentru un ansarnbluldc adincimc firi stabilizatoi in sgmcnte ale sondei cu inctniri de 10" qi respectiv 30" [73].

' Axa sorrdo lstc z, forlclu /ia tr /,q acfionnn


40/166

Cum sapa folositd a fost o sapi cu rolc, tcndinF de dcvicre in plan orizontal esle rprsdR,apta (fW Fo, pozitivi). Estc pusi in cvidonli existenla unci viteze unghiulare in jurul cireiacomportarea direclionald a ansamblului sc schimbd brusc. l-a inclinarea de 10", aceasti vitezi450

0-450-900t 350;

- rbytkNl5 10 15 20 25 30Vitcza trglndarn, [rarl,/s]

0-900

- t35o-t

n2530\4[c/, mgluulaiA, rad/s]FB 3.9 Dcpcndenla d vitcza unhruiura a fo4clor laterale la sapA pcntru un.nsarnblufirr; slabilizrtori

unghiulari cste dc 1l rad$, iar la 30", 15 ra(ys. tsslc astfel posibil ca o crcflere a vitezei unghiularedc la l0 ra


41/166

_] M.d"t" p"^F,,""ti- , a ansarnblului de adencimel)cretelo sondei devine fgnr iar taiectoria circulari Eig.3.10d).

lliradcs Eczinti o tratare diferiti n fo4elor de frccare fali de Mllheim [8, l1]. inprugramul intitulat Oryhic 3D- realizat pe bnza uriui model dinamic, tridimcnsional- el nalr-azicontactul cu pcrctclc sondci ca pe o succesiutc dc qocud de mici intensitatq instantanee, in c,usulcirora vilczn pr.ijinilor igi schimbi bnrsc direclia.in momontul in carc un nod atingc porctolc sondci, asupra sa aclioncazi un sistsrn de fo4cavend componentele (Fig.3.1 I ):/i,. . rcacliunca normal.i. avind dircclja rarcii/i,, rcacliunca tangcnliali, avind dircclia tangentci qi,41r, momentul rezultinl dal de fo4ele dc frccare dc roslogol o $i de forta 4:

(3.2"t)

(3.28)

(3.2e)

(3.30)

'crclclc sondci

lig.3.1 I Llforturile in punclul dc contact (a) Siintr-m nod (b)Yitcza punctului in co act cu perotclc sondci este (Fig.3.l2):r'-v IAo)

Componentelc toraorului forlelor dc frecaro sunt:

si

ri, =-p F,l ;6M=( 7,ln,,l+ A.Rr)-

in oare l, estc coeflcientul dc frecare de ro ,togolirc, iar p. coelicientul de frccare dc alunecare.Modolind matematic qocul pr,ijini-sondi, sunt exprimatc vitezele dupi loc in fimclie decolo antclioare gocului qi do caraoteristicile gcometricc alo tubului. Racliunea normali R", socalculcazi oonsiderind ci pcrotele cste elastic, avend constanta de elasticitatc [, prijinileldtn&zAnd in percte W o distan6 6:

R": ,t.e (3.31)nccasli calc rls a modela contactul cu pcretelc sondci Drintr-o succcsiune dc qocuri, dcai

lig.3. 1 2 Elementclc cinematiceale tmui nod

:lt)


42/166

3 Modcle pcnEu estimarca componnrii dncqionale a arsambluli dc ad;ncime

conducc la rezullale in concordanti cu misuririlo qi crr rezulhtcle ob$nute dg alli autod cslefoaflc grcoaie din punct de vedere numcric, n0ccsi6nd un timp indelungat pentru rozolvare.

Ca qi Milheim, Birades pune in cvidcn{.i }"riabilitatca acccntuati a fo4elor latcrale la sapi(de inclinarc qi azimutali), pe durata unci rotalii. Aplicind o transformarc Fourier celor doui for{c,se oblinc structuru spectrali r scmnalului. Iror(a laterali dc inclinarc manifcsti doui Aecvenlepontru oarc amplitudinea ostc mai marc: 0 llz, corcspunz-,iind valorii mcdii li o a doua valoarc,crprin$ inho 3 ii 4 H/. corcspunzAnd frccvcnlci de rota[ie a priijinilor. ]iota laterali azimutali IIuiffegistrcnz nici un virl scmniticaliv.

('a o completarc a modelclor construilc de Millhcirn qi Bira(lcs. Brnkcl li Azar modeleadti interactiunea sapi-roci, alit pefltru sapcle PDC, cAt ri penlru clc cu rolc u6]. Ei smnaleazidifercntele scmnificative dinlrc frcovcn(clc dc raria{ie alc lo{clo( latcralc, la aceati vitcziurghiulari a priiinilor, la celc doua ipuri dc sape. Ca ulmarc a modului specific de dislocarea aroct dar $i ca urtnare a gcomotrici lor, sapolc cu role prczinti o variatic in timp mult maiaocentuatji a lb4ei lateralo de inclinarc 1i a apisirii pc sapi dccit sapcle PDC , Amplitudincav:uialioi apisirii pc sap;, pcntru carurilc anali:atc, ajxgc la 251'/o din viloarci mcdic in cazul8apclor cu role li csle cva$iconstanti, in cazul $rpclor PDC.

in gcneral, modclcle dinamicc lc imbogiteso pe ccle staticc prin informatia suplimcntari pecar o aduc dcspre tendinta de dcvicrc azjmulali, imposibil de s 'aluat in doui dimcnsiuni. in cceace pdvcAtc fo(a lalorfi dc inclinalc, rcTxltatclc nodclelol dinanice flu difcri semni-[icativ drg cclcfumizatc dc modclele statice, lucru cc justiJici utilizarea, mai alos ill condilii de lanlicr, a acestoritdin urmi [15]. h vitezc unghiularc depirtatc de vnioarca u,itiqi (dolcrmilati: de Mllhcim),cfgclele direc[ionalc az-imutalc alc rotirii pot fi ncgliiate.

.10


43/166

,1. Modcl tr algoritrn pcntru determinarea mqcnni compiexc a echipamcnn ur de adanclme al ganiturii dc foraj

4. MoDEL $I ALGoRITM PENTRU DETERMINAREAMISCARII COMPLEXE A ECIIIPAMENTULUI DE ADANCIMEAL GARNITTJRII DE FORAJMigcarea prdjinilor grele in sondi estc deoscbit dc complexi. Vibraliile oarc apar in timpulforajului (pdn metodr rotary) au efectc foartc importante atat asupra fiabilitilii gamiturii cat iiasupra dirccliei de avansare a sapei $i a stirii iehnicc a sondei.

irr acest capitol se prczinLa un model matematic nou. cu doui grade de libeflate, pentusimula.ca miicirii unui ansamblu de adancimc cu stabilizatori. se ia in considerare exccltricitateaccntnrlui dc masi al prijinilor grclc fali dc cenhul lor dc simetrie qi sc analizeazi migcarea acestuiadin urma irl planul normal pe axa sondcr.I'c baza modclului matematic. se analizea./i influenla mai multor paramctri asupracarac(enrlui milcerii, 9i se ptm in eviden{.i acele valori ale pararnelrilor care detemintr o mircare

haotici a prijinilor grelc.in afari de miqcarca dc rota(ic in junrl a\ci proprii, prdjinilc grclc au qi o m\carc in planulnormal pc axa sondci, caro poate conduco la contacte repelale cu peletele sondei. Aceaslicomponcnti a mbcirii dotermini deteriorarea peretclui qi o incovoiere suplimentnri, variabifi intimp, a prijinilor grelc, cu cfccte asupra duabilititii accstora.\/ibral.iilc llcxionalc ale gaminuii au ca excita(ic pcrturbatoarc tocmai acasg migcare dcrototranslalie a ansamblului de adincime, determinind, la rindul lor, apari(ia unei fo4c laterale lasapi cat c inlrc{ine mifarea.Pcnlru a pulca controla vibra$le ansamblului de adancime lrcbui infeleasi natura mirctuiiclementclor componcntc, ca bazi alit pcntru studinl analitic, cit $i pentru ccl experincntal.

4.1 Modelul t'rzicSs considore zona dintrc doi stabilizatori consecutiriai ansamblului de ad6ncime in mitcare de rota$e in junrl axciproprii cu viteza unghiulari consta i o) (Fig.4.l). pcntrusnrdiul calitativ al m4cirn htcrale a Fijinilor grele, sec-onstruiotte un modcl fuic cu doui grade de libcrtate: o partea masei prijinilor grele allatc inlrc stabilizatori, precum gi o

parte a masei fluidului de foraj din vecinitato se conconlroaziin ccntrul de simetde al seciirmii transvenalo a prijinilor, inrecfunea A-A. M\carea acestui punct poate Ii dcscrisi quajulorul a doi parametri: fie (r7) in coordonate cadezienc, fie(p, 8) in coodonatc polare.Atat mifcarca stabiliiatorilor, oat * cca a pr4inilorEfcle cste limitati spalial dc pcrtele sondei, deplasarea flinclposibili numai in interiorul cercwilor cu diametrul egal cujocurilc radialc ( i9.4.2).ig.4.l .{nscmblu dc rddncineou stabilizatrri

+t


44/166

4. Modcl li akonqr pcnEx dct ryninarcx miqcirii complexc a ecl-dpamenirlul de ad.ancrmc at garninrn de foraiJocul radial al stabilizrtoriklr cslcl

iar cel al prijinilor grclc:4=(D"-d;yz,A= (D" - d)12.

,, esto diamctrul sondci;4 - diamctrul slabilizatoriloqd. - diamctrul cxtcrior al prijinilor grclc.

(4.1)

(4.2)

kijini grca Porctole sondei

Irig.4.z Sec(iunea A-A a ansamblului dc adan-'cime din Fig.3.l

Pcntru a descrie simplificat mi$careasistcmului real cu ajutorul unui punct matorialcu doui grade d libertate tlebuic rcduse masolo$i cchivalate fotple. Masa rcdusi 0a un punctmaterial) a sistemului echivalgnt este sunadintrc masa redusi a prijinilor grele:

rl,,t \, 1 ;rtat,t; J: )L (l.l)$i masa rcdusd a fluidului dc foraj [50]:

1ln1 ,ni1L sf,pl\r\f-l)diL (4..1)Semnificatia notatiilor este umitoarca:l,| estc masa unitilii de lungime a prijinilorgrele;

i,ri, - masa fluidului de foraj antrenat de prijini pe unitatea de lungime de sondi;p" - densitatea olelului;p/ - dcnsitatea fluidului dc forajlL - lungimea prijinilor gcle htrc doi stabilizatori:4 - diametlul intcdor al prijinilor grcle;4 - diametrul exterior al prijinilor gels;dr - un coeficient supraunitar carc determini volumul de fluid din cxtcrioml plijinilor cc intri incalculul masei rcdusc rry arel1, Dtd.).

Pozilia ccnrului gcomctric O1 al prijinilor grele (fig.4.3) poate fi detcrmhati cu ajutorulvariabilei complexe

2= y;;y= pe is (4.5)in carc p=.F; si &o=L. (4.6)

1')


45/166

(l{.:ntrul dc rnasd al scctiunii prijinilorpoate sr nu coincida cu ccntnrl gcomctric,situAndu-sc fatd de accsta la distan{a er.Accasl.i cxcentdcitate joaoi un rol lbartcimporLant. lla determini (impreuni cu aitiparameti) atit cantilativ. cit qi catitativtmicctoria contrului Or.in timpul forajului, gamitu.a dcprijini arc o miScare complcxi c:uc poate fidesoompusi in doui componento: o mhcaicdc rola(ic uniformi in jurul axci propdi cuvitcza ungliulari ro. gi o milcarc plani dcrototransla{ie, caI3iclerjz,'ti de itelaunghiulari O. r cirei lcgc de varialiculmcild sA Iio determinati.in spaliul din intcdorul sondoi.cenaul ds masi a1 stabilizatorilor arcmiicarcl iimitili in intctiorul ccrcului cudiamctrul cgal cu jocul radial sond;-stabilizaior, 2/.. Pentlu centrul prijinilor gEIe acest oerclimitativ arc r aza cgali cu jocul radial / >21" .Cand sbbilizatorul intr; in c.ontaot cu pcrclclc sondei raia vcatoare p arc modulul.4,conl&tul prijinilor cu pcrctclc (cand stabilii,iltorii au rcalizat deja acest conlact) modululvcctoarc estc ^.

4.2 Evaluarea fo(elor din sistemSc oonsided in csle ce urmeazi ci asupra masei reduse ac$oneazi urmdtoarole fo4e ;,I,; - fo4a dc ine4ie ;/, - fo(t de rezistcflli datorati fluidului;l.; - fo(a elasrici ; .li - Ib(a de ficcare perete sondd-;tabilizaLor :/., - fo4a de iiecarc percte sondd-prdjinA grea :/ . - fo4a de amortiianc viscoasi ;/,, - for(a arhimcdici ;(; - grcutatea matedalului hbular .lriecirci fo4e i sc atawad un nunir conrplex. afuiul virfirtui vectorului astrel incetpentru ficcarc fo4i F..

iar larazei

ReF =F, gin felul accsra, opcraliilc cu vccton sunt inloouitc cu opera{ii cu numcrc complexc.

4l

(1.7)

.1. Modcl i akoftn pentru deten q4re44"9llj9lp @.

I:lcrncntolc dimcnsionalc alc secliuniilransvgrsalc a lnsamblului dc ad:inointL:


46/166


47/166

r1. Model ir alqo rn penlru detcrmmarco mr$cnrii compiexc a cctupJlngnttnu,l dc ad,ircnne aj Earniturii de foraj

Foru elasticiiincovoicroa prijinilor g.clo dotcrmini aparilia unci fo4c de flahli elastici ce tindc si lcrcaduci Ia pozilia nodcfomati. Aceasl,i for(; apare numai dupi ce stabiliT_atorul cate in cootact cuporetele sondei, adid penku p>4 (Fig.4.3).Cind pr,ijinile grele ating perotcle sondei apars, dc ascmcnc4 o fo4i elasrici proporti, onalicD pAtundcreo pritjiJj.llor pc dircclia razci.

Asdbl:(i0

p',= t', ktp- t,1"'o:-[rrto - a)* trn n,rjnm

in carc f este constanla elastici a prijinjlo.; iarf, - conslrnta elastici a poretclui sondci.Definim functiilc:

^ , 'O Pcntru l)':Jr^l (P) = 11 pcntru p=a. lr

pe ru 01 p a.']lll r i tl;ll -.ll:i-lil:lI i" io o]rlo:iI j lLl_-

ig.4.4 Graficelc lirnclril6r ,,,r(p) ii idp)Ut izand aceste func$i, exprcsia for[ei elastice dcvine:t." [r.,r1p a" 1 - rxkrto_ A)jed

Vaioarca consrantei clasticc /i dcpiDde dc modul dc rozernare la capeteledreptul stabilizntorilor. Din acest motiv constanta elastici sc punc sub forma:k: c,k* ,in caro c. este un coeficient ce line seima de tipul rezomirii qi wentualrcazemelor. Adoptindu-sc c.=l (cainrl rczemirii simplc), sc consideri implicit

(4.18)

barei, adici in(4.re)

de elasticitateasccliunoa de la-t5


48/166

1. Model si alsoitnr pentru detenninarea nrilcirn complexe a e9lipaTgntului de adancime al samirurii de forai

jumitalca deschidcrii dirlro $tabilinrtori./qp estc constanta elxstici r prijinitor fele pentru situatia rcz-cmirii sifiple:

&.24)

(4.21\

SP_ L3l- Iiind modulul de elasticitatc, iar 1 momentul de ine4ic gcometric a1 sectiunii priiinilor:t lSal ai t

Sub lbrmi trigonomctricAr fo(r clasEcd sc scric:rn= lt,rr{p A,)+ },rr?(p- A)] (cose+ isine) (4.1ri')

Forla de interactiune sondd-stabibzutorMi{carea stabili/rlorilor in raporl cu pcrctclc sondci poalc fi de rostogolire puri sau derostogolke ti alunecarc. Rostogolirca produce un cuplu dc frccare preluat dc masn rotativi, in timp

A

Fig.4.5 Orientarca lb4ci t',

oe alunecarca conduca la aparitia unoi for{c do freoarocare influcn(cazi mirtcarea plani a ccntrului geometrical scc(iunii studintc (Fig.a-t ii Fier4.2).

Dircclia lbnpi dc ,iecarc cstc tangenta inpunotul de contact iar sensul ei cstc opus vitezeitangcntialc ahsolurc (Fig.4. 5)Sc consideri reac$ung: normali in punctul decontact egali cu forla elastici ce tindc si readuoiprijinile splc ccnkul sondei (in sondc vcrtica.le), asfelincit forF dc liocarc arc cxprcsia:

ts = i,r prf (p- Ar) ei(9-rl2) (4.22)salr ia exprimarc trigonomctricS:

Fr = lr P, 't (P., ar) (sino icose)in care Ih cstc cocliciurtul do fi.,icatc dc alunecarc intrc stabilizatori qi peretele sondei. (4.23)

La contactul dintrc prijinilc grele ti peretelc sondei apar doui for[e: una de frecaredc alunccare Fp qi cealalti de frgcare viscoasi. .F,., Irorla dc frccare 4 iparc ca umarc a alunooil.ii rclative intrc peretc ti prijini. Eaarc dircclia tangentci in punctul de sontact, scnsul depinzand dc sensul vitezei tangcntialeabsolulo, 1,| :

-t6


49/166

4. Modcl rr alsodtrn pentsu dclcminarea nScirrllgTpllrylqtlq'qnrlui dcld rgrngllsaminmi dc fomid.IDou) 2

in punctul dc contac p -/, astfel incat

r, ,lfOrof)Sensul veotorului vitozi tangcn(iali estc dat dc semnul exprcsicj iar

sgn v, = sgn (0+ ot' )=.tAstfel, forta dc frecare arc expresia:. ttr=s'*21toko1 tlei(a n/z)

sau" in exprimare tdgonomctrici:l-r,'S tr"2*t*t(P a) (oose- isino) (4.2 S)

r)(0 I ('):)'' 2p (4.24)

(.4.25)

t.4.26)0+ ro -1 .2L'

(4.2't)

i&.1.6 For'{clc in punclul dc contact pdjini-sonrli

In relalile de mai sus: p? cste coeficientul doliccare dc alunccare intre peretele sondei liprdiinile grclc, iar f? -constanta elastici apcrctclui sondci.in afari de fo{a dc frecars, oontaciulLlintr: prrjini )i pcrctu dutclmini .rp.:ri i.runei forfe do amortizarc vAscoasi. Accastifo4.i este cu atat mai importanti, cu citdulitatca rocii haversate este mai mici(firi ca duritatea rocii si fie factoruldoterminnnt).Fo4a dc amortizare se considoripropo4ionala cu viteza de penetrare pedireclia razci [50]:

(4.2e)'r=izc"i: el(o 7r) ' )'rc" i-, eieDireclia rcestci fo{c cste dircclia razci, iar sonsul csto sprc ccntrul sondei.

Cu c, s-a notat cosficicntul dc amortizire vescoas;.irr oxprimarc Uigonomerrici relatia (4.29) dodnc:

/._ - -r,.cap(cos0 r- i sinO)

17

(4.30)

,,.,d" _1. Pcrelelc----


50/166

,1 Modcl ti digorilrn pentru dulcm)marca mqcarii complcx. rt gctxparnenhnul de adancl,ne al gamrnni de foraj

Planul uormalpe axa sondei\_'\-i---*

Fig.4.7 C,reuTatea $i componcntcle sale

Greuto tauDacd sonda estc verticali, grcutatea nuarc componcnti orizontali qi deci nuinflucn{cazii mil}oiroa centrului geomeric alprijinilor grele.Dac, insi inclina,ca sondci cstc d > 0(Fi9.4.7). alunci componenta in planul normalpc axa sondui cst.:

Gll=. @ t n.f )s ",^o u inl2 (4-31)sau, in cxprimare algebrici

Gh= -i(m + mr) I s:tau (4.32)Fora arhimedicd

Iifectul de plutirc al garniturii in fluidul dc foraj sc ia in considcrare prin factorul defloiabilitato:

h=t-ll (4.33)astfel incat greutatca aparenti devine:

cho= i(n+ /) gb st'|,c,. . (4.34)4.3 Ecuafia de miqcare

Penfu a obline ecualia dc milcarc a punctului matcdal se aplici principiul lui d,Alembert:li, t l;ti+l,"+ 1."+1, +P'"+Gh.-0 (4.35)

Toate fo4elc dil ecua{ia dc rnai sus sunt variatrile complcxe. inloouirea expresiilor lor, deduse inparagrand precedcnl. conducc la ecualia dc mi$care sub lirrmi complcxi:

-1r' +,' 1 )l(i - p02 ; cos0 lp6 r zpo) sinol, rr./fl* p'd 1p"os0 - p0sin0) +*ll,f1p- so;+ ir&r(p- A)]cos0- i.1p"/r(p- A,)sinO - t2s p?.t?(p A)sinOr.l,1c,pcosO eoo: coso t) l+i l@t t n11f1) po:;sine*ipii+zp6;.uro] *,7{l * 116,(psin0+ p0coso)+*[l,,lr1p - a ,1* I.tr(o- A)] sino + 1",g..,t(p- A.. ) cos0 + 1.2.t pp,tp(p- A) cos o ++l,rc,psin0-egco2sinorr(,,,r-rrJ,)g6sino).0 (4.36)

t3


51/166

'l lU(xl.l I' alc.,ritrrl pc,rhr (letminarca nri$irii conrpicxc a echipamenh ur dc adencrme at g.mihun dc rbrajlrgalirrci cu zcro xlil pirtca rcali. cit rsiobtinc un sistem dc doui ecultii dililcnlialc dc pilltoa imaoilari din ecuatia de mai sus,ordinul al doilca, ueomogen qi neliniar:

(.r.3 9)

i,;. :.,,t(0,:']":-u,:n.'ioul"-4" .t Ji t f* (i"oso - po sino) ++[i,t1p.- ro) , ].2tr(l A)]coss-],1p,,((;,, A,)sine - }"2S pp&p(p- A)ooso-tl,2c,pcos0.. no,rr2 co", r (4.37 a)1^* -rlf(b. po'?)sine (od r zp6)sino] , "r.,'it,a'ef (o"ino+ pdcoso) r. [1,,f'1p- l,; i ;tz[r(l A)] sin0 + Lr,i,r(p. A,)cose r t"2s pprp(p- A)sino-rtl,2c,psine =en


52/166

4. Modcl ti algoriqlp-enEu dete-rminarea m$caru complexe a echiparnennrlu de adarcirne al garniturii de foraj

4.4 Aplica{ie numcricd specificdPcntru studiul influcnlci pc carc prramctrii cc intcrvin in modclul matcmatic almigcirii o au asupra acestcia, s-a considcrat o slare do refcrinlii a sistemului, fa(A de oarea-a mdsutat abatcrea cauzaG de fiecarc parametru in partc. in Tab.4.1 sunt prszcntate

valorilc flumcricc cc caractetizaazi starca dc rcfcrinE. in cclc ce urmcaz.i sc analizcaz-ierolulia in timp a pri.iinilol' gt.i. in plinul normal oc axa son


53/166

4. Modcl ti algoritn penox detqminarea milcirii co plcxe a eciriparnenh ui dc adiicinE al gairfturii de forajpcrioada dc studiu a mitcilii a fost f=15s. ccca cc. din puncl de vedere numeric inseamni5000 dc punctc (cu excop[ia stirii 26, (rard durata miicirii a fost f=21s, adici 7000 dcpunctc).

in Fig.4.8 este rcprczentata traiectoria contrului ccomctric al prijinilor grele, functi:lp(O). Dupi o perioadi dc aproximatii. S;rpt , secundc milcarca se stabilizoazi, constindintr-o succesiunc cvasiperiodici dc ciocniri ou pcrctele sondci. Accst lucru cste mai c\,idcntin Fig..I.10, in carc estc roprezcntali larialia in timp a modulului razei vccToare. intrucetgraficul Iunclici p(/), pcntru pcrioada miloirii stabilizatc, so situeaz:i dcasupra palier.uluip:,4.. :-1.-ln)rrr. sc dcducc ci stabilizatorii irutit in.ontiict pcrmanentcu perctclc sondei. I-a nivclul celuilalt palicr. p=/-lo8mm, se observi o depilire de6-7mm, coca ce inscamni oi pcrctclc sondri [u cstc pcrfccl rigid.

.1_22n

12.7 4t _.1.lec

5l

'l rh(. r 4.2. Vahrilc p:rIametrjlor in stirile studiato.u I p\ llp {il c., A- A c., Numirul

saae I I I le6irn ..f,rr--l "rrnL23:q7

_-9,r 100l0 t l-45 II

_t___III

_i log I 0 0 I r45 I 1200o- l--o--i--o -l'-l?i 1 r?oo 24.421 108-_0 lo.1 l3r .1. r.45 | 1200 L t0E8l o i o.r .1 0,2 l-Ltl,l r 2oo-t 0.2 r,4t I r20010 -l 1.45 I 1200ll q

Iq)2il 2020.1 4

4

5,0[-. o 10.2 l0zgJ 5.01_ o 0.2 r0,2 I l.00 I t200) t t22tt 5.0t 0 0.2:0.: I.i5 i 1200 | 0 l222 i "i:i) 0 I ,iI. llt---i-d5:r?00--l- r00-f, 108?3. t0 0 ; ul I q, r-.ll , rx,o Lrtrg0f ,5.424 .. \.r' 0 U.2 | 0.2 1.45 _llt,o _t I i 25.4p,- :,q, I_L_SJ.i i.:- r.rs l-r:oq i- f l Ea+j -r9+ +_+ 91 i 9,1 - I.'s l '2 0 L r_L_4{ 1.01.027L 5,0I 0 I0.2_L_0,1 | r.4t._L_tloa I r 1ro28 10.01 0 I 0.2 I 0.2 I r-d5 I 1200 I I I r0x I -- ir_rr o I o.: , o: 'l T,rT- fl7froT r -T-.r- t2.1i_s2q' 5.0 0 0: 0.2 I 1.4 | 2 00 , I a5I30 l -' 5 i o I o.z r 0.2 T r.45 I i:oo -f-zsooJ isla - Lg _108 )2,7..3r | 5.u. 0 i_ .2 I a_L r.,15 I 1200 I I I 25,412 l_ s.ot 0 02 -1_0_?- l _1.45 I r2q0_l I | 25.133 l _8.51 o o.? _l _q .]- r,45 ,1_ a0o_ j r j 4,434 | 5,01 o i 0.2 I 0.2 I l-45 i l2oo I t ' ot2,1

tia108

0.r i0.2 1 1.00 1 1200--s? ]-q?T-'i,tf-r4s

I 108

1200 fl--1200 I I I 2t.4 ll08

I I 25-4

t2,i

.1.20h

5,0 L _o i 02


54/166

lig.4.8 lraicctoriir ccntrului de masi nl prijinitrr grcle

)[ra(Ys]

0 5 ,[5] l0 r5Irig.,l.g Viteza unghiularS dc roti{ic in jurul &ici sondci

ji:

4. Modcl ii dlsorbn pentsu determurdr? mrscim co,npiexe a echipamenn r de adinc,lnc al gamihun de foraj


55/166


56/166

l,'i9.4.13 \radr(ia in timp a fo4ei datorare Iluidului de li.rraj

Fig.4.1.1 Variatia io timp a td4ri clasricc

,f

I

IIfl*uil1,ffiffi/\tii/1/l1," tkNl

Ifig.4.l5 Vad.1{ia in timp a fortci do liccarc


57/166

--i1- 91 urselEfstr'ilss4 rrd 19 9c@ 4 uir44r 8 4 de rorajFr il,N.-l

l lrlFig.4.l6 Vifia$i in ijml :r i dc ,iccire didrc sondi lj priiiflile gcle

/,i lNl

ig.4.l7 \rrrialia il tirno a lirllci clr liccarc r,.iscoas.iiii

liII

I lr

Vitcaza unghiulari dc rotatic (neuilbrmi) a gamiturii dc pr.ijini in.jurul a)ii sondei poarcIi exarninali in Irig..l.9. Pini la contachrl ou porcrolu so.dsi p'iji'ilo au o r.igcarc dezordonati .u7rruec cSrlioabiiu priu sulrinrbiri b.,;i" ,ric diruoliei dc doplasaro. Dupi stabiliirarca miScirii,scmnul accsrci'virczc riiulranc constant ncgatir,', ccca cc corcspundi G[ui scns dc rotire orar. idcnticcu cci dr rotirc rr prijinilor in irrrul asci pr

analiza comportarii statice si dinamice a garniturii de foraj si influenta acesteia asupra...

Documents