МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ БУРОВОЙ КОЛОННЫ МЕТОДОМ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ

Аннотация

Моделируется движение буровых колонн при разработке геотехнологических скважин в добывающей промышленности методом сосредоточенных параметров (МСП). Данный метод широко применяется в строительной механике и наиболее оправдан при моделировании динамических систем с переменной структурой. На примере горизонтального бурения геотехнологических скважин рассмотрены продольные колебания буровой колонны со статической сжимающей нагрузкой на ее левом конце [1]. Учтены контактное взаимодействие буровой колонны со стенками скважины и сила инерции долота на разрушаемую породу на правом конце колонны. Посредством верификации полученных результатов с ранее известными данными [1] проведен анализ числа разбиений колонны, задающий размерность системы дискретных уравнений. Для верификации использовалось разработанное программного обеспечение на C#, позволяющее определить погрешность производимых разбиений колонны в сравнении тестовыми данными. Определено оптимальное число разбиений колонны с точки зрения «вычислительное время-погрешность расчета». Численная реализация модели осуществлена методом Рунге-Кутта 4-го порядка. В связи с увеличением времени реализации программного кода за счет роста размерности системы произведена оптимизация численного алгоритма с применением средств параллельного программирования. Проведен анализ целесообразности данной оптимизации.