ЖИЫНТЫҚ ПАРАМЕТРЛЕР ӘДІСІ БОЙЫНША БҰРҒЫЛАУ БАҒАНАНЫҢ КӨЛДЕНДЕН ҚОЗҒАЛУЫН МОДЕЛЬДЕУ
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2022.v115.i3.012Кілттік сөздер:
бұрғылау бағана, бейсызықтылық, тербелiстер, жиынтық параметр әдiсi, параллельдi бағдарламалауАннотация
Бұрғылау бағананың қозғалысы тау-кен өнеркәсібінде геотехнологиялық ұңғымаларды игеруде жиынтық параметрлер әдісімен (ЖПӘ) модельденеді. Бұл әдіс құрылымдық механикада кеңінен қолданылады және айнымалы құрылымы бар динамикалық жүйелерді модельдеуде барынша негізделген. Геотехнологиялық ұңғымаларды көлденең бұрғылау мысалында оның сол жақ шетінде статикалық қысу жүктемесі бар бұрғылау бағананың бойлық тербелістері қарастырылған [1]. Бұрғылау бағананың ұңғыма қабырғаларымен жанасу әрекеті және тізбенің оң жақ шетінде жойылатын жынысқа қашау инерция күші ескеріледі. Алынған нәтижелерді бұрын белгілі [1] деректермен тексеру арқылы, дискретті теңдеулер жүйесінің өлшемін белгілейтін бағананың бөлімдер санының талдауы жүргізіледі. Тексеру үшін C# тілінде әзірленген бағдарламалық қамтамасыз ету пайдаланылады, бұл сынақ деректерімен салыстырғанда шығарылған бағана бөлімдерінің қателігін анықтауға мүмкіндік береді. Бағананың бөлімдерінің оңтайлы саны «есептеу уақыты-есептеу қатесі» тұрғысынан анықталады. Модельдің сандық орындалуы 4-ші ретті Рунге-Кутта әдісімен жүзеге асырылды. Жүйе өлшемінің өсуі мен программалық кодты орындау уақытының ұлғаюына байланысты параллельді бағдарламалау құралдарының көмегімен сандық алгоритм оңтайландырылды. Осы оңтайландырудың орындылығына талдау жүргізілді.
Библиографиялық сілтемелер
[2] International Association of Drilling Contractors IADC Drilling Manual, (USA: Technical Toolboxes Inc, 2000).
[3] Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. (2002) Burenie neftianykh i gazovykh skvazhin [Drilling of oil and gas wells] (M.:Nedra-Biznescentr)
[4] Willoughby D.A., Horisontal directional drilling, (USA: The McGraw-Hill Companies Inc, 2005).
[5] Ritto T.G., Sampaio R., “Stochastic drill-string dynamics with uncertainty on the imposed speed and on the bit-rock parameters”, Int. J. Uncertain. Quantification. 2(2) (2012): 111-124.
[6] Lobo D.M., Ritto T.G., Castello D.A., “Stochastic analysis of torsional drill-string vibrations considering the passage from a soft to a harder rock layer”, J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng. 39(6) (2017): 2341-2349.
[7] Jialin T., Yinglin Ya., Lin Ya., “Vibration characteristics analysis and experimental study of horizontal drill string with wellbore random friction force”, Arch. Appl. Mech. 87 (2017): 1439-1451.
[8] Zhanghua L., Qiang Zh., Tiejun L., Fuhui W., “Experimental and numerical study of drill string dynamics in gas drilling of horizontal wells”, J. Nat. Gas Sci. Eng. 27 (2015): 1412-1420.
[9] Tiejun L., Qiang Zh., Zhanghua L., Zhou X., Tao W. , Gao Li., Jiandong D., “Experimental study on vibrational behaviors of horizontal drillstring”, J. Pet. Sci. Eng. 164 (2018): 311-319.
[10] Kh.A. Sarsenbayev, B.S. Khamzina, G.A. Koldassova, G.B. Issayeva (2017) Primenenie biopolimernykh rastvorov dlia effektivnogo vskrytiia produktivnykh gorizontov gorizontalnykh skvazhin [Application of biopolymer drilling fluid for effective opening productive horizons horisontal wells]. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series Physico-mathematical, vol. 312, no. 2, pp. 161-165.
[11] Salehi M.M., Moradi H., Nonlinear multivariable modeling and stability analysis of vibrations in horizontal drill string”, Appl. Math. Model. 71 (2019): 525-542.
[12] Yiwei H., Zhijiu A., YuchunK., Jianxun L., Wenwu Ya., “Nonlinear dynamic modeling of drill string in horizontal well -A geometrically exact approach”, J. Pet. Sci. Eng. 172 (2019): 1133-1152.
[13] Sadler J.P., A lumped parameter approach to the kineto-elastodynamic analysis of mechanisms ( USA: Rensselaer Polytechn. Institute, 1971)
[14] Sadler J.P., Sandor G.N., “A Lumped parameter approach to vibration and stress analysis of elastic linkages” , J. Eng. Ind. 95(2) (1973): 549-557.
[15] Sadler J.P., Sandor G.N., “Nonlinear vibration analysis of elastic four-bar linkages”, J. Eng. Ind. 96(2) (1974): 411-419.
[16] Sadler J.P., “On the Analytical Lumped-Mass Model of an Elastic Four-Bar Mechanism”, J. Eng. Ind. 97(2) (1975): 561-565.
[17] Wang Y., Huston R.L., “A lumped parameter method in the nonlinear analysis of flexible multibody systems”, Comput. Struct. 20(3) (1994): 421-432.
[18] Salinic S., Nikolic A., “On the free vibration of a multiplestepped cantilever beam”, Fourth Serbian (29th Yu) Congress on Theoretical and Applied Mechanics, Serbia, 4-7 June 2013.
[19] Giorgio I., Dionisio D.V., “Non-linear lumped-parameter modeling of planar multi-link manipulators with highly flexible arms”, Robotics 7(4) (2018): 60.
[20] Khajiyeva L., Sergaliyev A., “About discretization of the horizontal drill-string model with uncertainty on the frictional force by the lumped parameters method”, Appl. Mech. Mater. 665 (2014): 589-592.
