Experimental and numerical study of drill string dynamics in gas drilling of horizontal wells

ترکیبی از حفاری و چاه افقی به عنوان یک روش موثر برای بهره برداری از مخازن نفوذپذیری کم برای حفاظت از مخزن، افزایش زهکشی و افزایش تولید، مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به درک ناکافی در حال حاضر در مورد ویژگی های دینامیک حفاری در حفاری گاز چاه های افقی، یک مدل نظری دینامیک رشته حفاری در این مقاله ایجاد شده است. معادلات دینامیکی غیرخطی برای مطالعه وضعیت حرکت رشته مته مشتق شده است. در همین حال، یک دستگاه تجربی با توجه به اصل همگرایی توسعه یافته است و ویژگی جنبشی رشته حفاری براساس آزمایش شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. توجه خاص به ارتعاش جانبی است که نتیجه اثر تعامل و اصطکاک با محدودیت چاه است. اثر وزن بر روی بیت و سرعت چرخشی بر الگوی حرکت چرخشی مته نیز بر اساس نتایج تجربی بحث شده است. در نهایت، پیچش و تماس رشته حفاری از طریق مطالعه شبیه سازی عناصر محدود می شود. نتایج نشان می دهد که نیروی تماس بین چاه های حفاری و ریل مته نسبتا بزرگ است و می توان از پیچش پیچ و مهره های پیچشی دندانه دار بدون رطوبت و اثر ماندگاری مایع حفاری در حفاری گاز جلوگیری کرد. کار ارائه شده در این مقاله می تواند مبنای تئوری و تکنولوژیکی برای تجزیه و تحلیل دینامیک دندان حفاری و بهینه سازی پارامتر حفاری در چاه های افقی حفر شده با گاز ارائه دهد.