БҰРҒЫЛАУ ЖАБДЫҚТАРЫН БЕТКЕЙЛЕРДЕ ТАСЫМАЛДАУДЫҢ ЖЫЛДАМДЫҚ РЕЖИМДЕРІН ТАЛДАУ



Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Мақалада бұрғылау жабдықтарын беткей жерлерде тасымалдау мәселелері қарастырылды, себебі беткейлерге көтерілу және түсу кезінде қозғалыс режимдері ерекше маңызға ие.  Бұрғылау жабдықтарының әр түрлі көлбеу бұрыштарындағы қозғалысының жылдамдық сипаттамаларына талдау жүргізілді, сондай-ақ тасымалдау операцияларының орнықтылығы мен қауіпсіздігіне әсер ететін факторлар анықталды. Ол үшін тартылыс күшін, қозғалыс кедергісін және үйкеліс күшін ескеретін  қозғалыстың математикалық модельдері  тұрғызылды. Беткейлердегі қозғалыс динамикасына ерекше назар аударылды. Сондай-ақ, күрделі табиғи жағдайларда тасымалдау қауіпсіздігін реттейтін нормативтік құжаттар мен стандарттар талданды. Бұрғылау жабдықтарының жылдамдық режимдерін анықтау үшін қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы білдіретін теңдеу құрылды, сонымен қатар олардың көлбеу қозғалысының динамикасын сипаттайтын дифференциалдық теңдеу құрылды. Теңдеу беткейдің көлбеу бұрышы және үйкеліс коэффициенті сияқты параметрлерді ескереді. Дифференциалдық теңдеуді құрастырғаннан кейін бұрғылау жабдықтарының траекториясы мен қозғалыс жылдамдығын сипаттайтын аналитикалық және сандық шешімдерді алу үшін оны интегралдау жүргізілді. Алынған мәліметтер негізінде бұрғылау жабдығының беткейлерде қозғалу жылдамдығы анықталды. Алынған нәтижелерді талдау негізінде жылдамдықтың айтарлықтай төмендеуі байқалатын қауіпті көтерілу бұрыштары, сондай-ақ тиімді тежеуді қолдануды талап ететін түсу режимдері анықталды. Ұсынылған әдістемелік тәсілдерді тасымалдау маршруттарын жобалау және бұрғылау жабдықтарының оңтайлы техникалық параметрлерін таңдау кезінде қолдануға болады. Жұмыс мұнай-газ саласындағы тасымалдау үрдістерінің қауіпсіздігі мен тиімділігін арттыруға ықпал етеді. Есептеулер мен модельдеу көрсеткендей, беткейдің көлбеулігі жоғарылауымен динамикалық жүктемелер, сондай-ақ тарту қондырғысының қуаты мен тежегіш жүйесінің тиімділігіне қойылатын талаптар айтарлықтай артады. Қауіпсіз қозғалыс жылдамдығы көтерілу кезінде 3-4 м/с және түсу кезінде 2-2,5 м/с аспауы керек екендігі анықталды. Әзірленген практикалық ұсыныстар бұрғылау жабдықтарын біркелкі емес рельеф бойынша тасымалдаудың қауіпсіздігі мен сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Зерттеу нәтижелері маршруттарды жобалау, тасымалдаудың техникалық құралдарын таңдау және таулы жерлерде бұрғылау жабдықтарын пайдалану ережелерін әзірлеу кезінде пайдаланылуы мүмкін.

Толық мәтін

БҰРҒЫЛАУ ЖАБДЫҚТАРЫН БЕТКЕЙЛЕРДЕ ТАСЫМАЛДАУДЫҢ ЖЫЛДАМДЫҚ РЕЖИМДЕРІН ТАЛДАУ

 

Кіріспе. Мұнай-газ саласы мемлекеттік бюджет кірістерінің негізгі көзі және елдің экономикалық өсуінің драйвері бола отырып, Қазақстан экономикасында шешуші орын алады. Теңіз, Қашаған және Қарашығанақ сияқты кен орындарында шоғырланған мұнай мен газдың бай қорлары Қазақстанға әлемдегі жетекші көмірсутек өндірушілердің бірі мәртебесін қамтамасыз етеді [1].

Мұнай мен газ экспорты елдің сыртқы сауда балансының едәуір бөлігін құрайды, шетелдік инвестицияларды тартады және инфрақұрылымды дамытады. Мұнай-газ секторы халықтың көп бөлігі үшін жұмыс орындарын  тек тікелей ғана емес, сонымен қатар тасымалдау, қайта өңдеу, машина жасау және қызмет көрсету сияқты аралас салалар арқылы да қамтамасыз етеді [2].

Мұнай мен газды барлау мен өндірудің заманауи шарттары бұрғылау қондырғыларының әртүрлі бұрғылау нүктелері арасында жиі қозғалуын талап етеді. Қазақстанның Маңғыстау облысы сияқты бірқатар өңірлерде рельеф төбелермен және кедір-бұдырлармен сипатталады, бұл ауыр техниканы тасымалдауды қиындатады. Мұндай жағдайларда қозғалыс кезінде бұрғылау жабдықтарының қауіпсіздігін, орнықтылығын және сақталуын қамтамасыз етуге қойылатын талаптар артады.

Жылдамдық пен жүктеме режимдерінің өзгеруін туғызатын көтерілу мен түсу ерекше қиындық тудырады. Егер жылдамдық немесе қозғалыс траекториясы дұрыс таңдалмаса, апатты жағдайлар қаупі:  жабдықтың аударылуы, жүріс бөлігінің шамадан тыс жүктелуі немесе жеке тораптардың істен шығуы артады.

Зерттеудің өзектілігі таулы жерлерде бұрғылау жабдықтарын тасымалдау бойынша ғылыми негізделген ұсыныстарды әзірлеу қажеттілігінен туындады. Бұл мәселені шешу негізгі күштердің (тарту, қарсылық және ауырлық күштері) әсерін, сондай-ақ әртүрлі көлбеу бұрыштардағы динамиканы талдауды ескеретін қозғалыстың математикалық моделін құруды талап етеді.

Мақсатқа жету үшін мақалада келесі міндеттер шешіледі:

  • ауыр техниканы біркелкі емес рельеф бойынша тасымалдауды зерттеудің қолданыстағы тәсілдерін талдау;
  • көтерілу және түсу кезінде бұрғылау жабдықтарының қозғалысының математикалық моделін жасау;
  • жылдамдық сипаттамаларын есептеуді орындаңыз;
  • таулы жерлерде бұрғылау жабдықтарын қауіпсіз тасымалдау және пайдалану бойынша ұсыныстар беру.

Зерттеу материалдары мен әдістері. Әртүрлі тік беткейлерде тасымалдау кезінде бұрғылау жабдықтарының қозғалысын зерттеу, рұқсат етілген жылдамдықтар мен орнықтылық жағдайларын анықтау үшін таулы және беткейлі аймақтарда ауыр жабдықтарды тасымалдау мәселелеріне арналған оқу және ғылыми дереккөздерде ұсынылған қолданыстағы ғылыми және инженерлік шешімдерге талдау жасалды. Беткейлердегі қозғалыс динамикасын қарастыратын жұмыстарға ерекше назар аударылды. Сондай-ақ күрделі табиғи жағдайларда тасымалдау қауіпсіздігін реттейтін нормативтік құжаттар мен стандарттар талданды. Бұрғылау жабдықтарының жылдамдық режимдерін анықтау үшін қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы білдіретін теңдеу жасалды, сонымен қатар олардың көлбеу қозғалысының динамикасын сипаттайтын дифференциалдық теңдеу құрылды. Теңдеу беттің көлбеу бұрышы және үйкеліс коэффициенті сияқты параметрлерді ескереді. Дифференциалдық теңдеуді құрастырғаннан кейін бұрғылау жабдықтарының траекториясы мен қозғалыс жылдамдығын сипаттайтын аналитикалық және сандық шешімдерді алу үшін оны интегралдау жүргізілді. Алынған мәліметтер негізінде бұрғылау жабдығының беткейлерде қауіпсіз қозғалу жылдамдығын анықтауға болады.

Нәтижелерді талқылау. Мақала Сафи Өтебаев атындағы Атырау мұнай және газ университетінің профессор-оқытушылар құрамы алдында талқыланып, жариялауға ұсынылды.

Мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау көмірсутектерді өндіру үрдісінің негізгі кезеңі болып табылады және мұнай-газ саласының жұмысында іргелі рөл атқарады. Бұл үрдіс мұнай мен газдың жер асты кен орындарына қол жеткізуді қамтамасыз етеді, бұл отын, химиялық өнім және басқа да өндірістік материалдарды өндіруге негіз болатын табиғи ресурстарды алуға мүмкіндік береді. Мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау үшін бұрғылау жабдықтары қолданылады [3-4].

Сондай-ақ, Маңғыстау облысында мұнай мен газдың орасан зор қоры шоғырланған. Облыс аумағында пайдалы қазбалардың бай кен орындары орналасқан. Минералды шикізат қорлары олардың алуан түрлілігіне, кен орындарының қуаттылығына, оларды игерудің ыңғайлылығына байланысты бірегей және әлемдік геологияда іс жүзінде теңдесі жоқ. Пайдалы қазбалардың негізгі түрлері-мұнай және сұйытылған мұнай газы. Кен орындарының көпшілігі Жаңа өзен ауданында және Бозащы түбегінде шоғырланған. Маңғыстау облысының аумағында 59 мұнай және газ кен орны барланды, оның ішінде: Ақсаз, Ақтоты, Арыстановское бар. Облыс бойынша барланған мұнай қоры 3 млрд тоннадан асады. Сонымен қатар, облыс жағалауында Каспий теңізінің қайраңында мұнайдың ірі қорлары табылуы болжануда [5].

Қазақстан Республикасы Үкіметінің бұрғылау жұмыстарының көлемін ұлғайту жөніндегі бұрғылаушылардың алдына қойған міндеттерін орындау үшін мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау тек жазық жерлерде ғана емес, сонымен қатар таулы жерлерде де жүргізіледі. Таулы рельеф жер бетінің толқынды сипатымен сипатталады, абсолютті биіктігі 500 м - ге дейін, салыстырмалы биіктігі 25-200 м-ден асатын және көлбеулігі 2-3°басым болатын төбелерді құрайды. Төбелер, әдетте, қатты жыныстардан тұрады, олардың шыңдары мен беткейлері борпылдақ жыныстардың қалың қабатымен жабылған. Төбелер арасындағы ойпаттар кең, тегіс немесе тұйық бассейндер болып табылады. Маңғыстау облысы осындай рельефке ие.

Маңғыстау облысы шынымен де бірегей рельефке ие-бұл жазық аумақтардың таулы және тіпті жартасты жерлермен үйлесуі. Үстірт үстірті мен Бозыр шатқалы сияқты аудандар ерекше көзге түседі, олар тік беткейлер мен жартастармен сипатталады. Бұл жер бедерінің ерекшеліктері бұрғылау және жабдықты және тасымалдау кезінде қосымша қиындықтар туғызады, соның ішінде беткейлердегі апаттар қаупі артады. Бұл факторлар ауыр жабдықты тасымалдау үрдісін баяулатып қана қоймай, сонымен қатар персоналдың қауіпсіздігі мен техниканың тұтастығына қауіп төндіруі мүмкін.

Таулы жерлерде, мысалы, Қазақстанның Маңғыстау облысының аудандарында, геологиялық тәуекелдерді бағалауды, нығайту іс-шараларын әзірлеуді және қиын жағдайларда жұмыс істеуге қабілетті мамандандырылған техниканы пайдалануды қамтитын маршруттарды мұқият дайындау талап етіледі [5].

Ұңғыманы бұрғылау аяқталғаннан кейін бұрғылау жабдығы басқа бұрғылау нүктесіне тасымалданады. Бұрғылау жабдықтарын бір бұрғылау нүктесінен екіншісіне тасымалдау-бұл мұқият дайындық пен үйлестіруді қажет ететін күрделі процесс. Бұрғылау жабдығының конструктивтік ерекшеліктеріне, массасы мен мөлшеріне, берілген қашықтығы мен мерзімдеріне, жолдардың жай-күйіне және басқа да жағдайларға байланысты тасымалдау өз жүрісімен, сүйреткішпен, жүк автомобильімен, ауыр жүк тіркемесімен, теміржол, су және әуе көлігімен жүргізілуі мүмкін.

Әрбір нақты жағдайда бұрғылау жабдығын тасымалдау әдісін таңдау кезінде техникалық-экономикалық негіздеме жасалады, онда оның нысанға келуінің қажетті уақыты, әртүрлі көлік түрлерімен тасымалдау құны, қолданыстағы көлік желілерінің жағдайы мен ерекшелігі, тоқтап қалудан болатын шығындар және басқа да бірқатар факторлар ескеріледі.

Бұрғылау жабдықтарын өз жүрісімен жылжыту автомобиль ресурстарының айтарлықтай шығындарымен байланысты, сондықтан автомобильдерден басқа қашықтық шектеулі. Қозғалыс басталғанға дейін қауіпсіздік жұмыстарының циклі орындалады. Бұл жұмыстардың тізімі машинаның түріне байланысты. Шынжыр табанды машиналар жалпы мақсаттағы жолдардан тыс жерде 15 км қашықтыққа алып тастау тәртібімен ғана өз жүрісімен жүре алады. Оларды ұзақ қашықтыққа тасымалдау кезінде жүк машиналары мен ауыр жүк тіркемелері қолданылады.

Тек жарамды машиналарды өз жүрісімен тасымалдауға рұқсат етіледі, сондықтан ақауларды жою және жүріс жабдықтары мен басқару органдарының құрастыру бірліктерін майлауды орындау мақсатында оларға кезектен тыс техникалық қызмет көрсету алдын-ала жүргізіледі. Тежегіштермен жабдықталмаған тіркеме машиналарын тек қатты ілінісу (сүйреу) арқылы тасымалдауға болады.

Ауыр жүк тіркемелерінде жабдықты тасымалдау кезінде тік түсулерде қосымша тежеуді жүзеге асыратын және тік көтерілулерде сүйрету кезінде көмек көрсететін екінші автомобильді пайдалану қажет. Көктайғақ кезінде және басқа да қолайсыз жол жағдайларында жабдықтарды сүйреткішпен және ауыр жүк таситын тіркемелермен тасымалдауға тыйым салынады. Суға батырылған жабдық тежегішпен бекітіледі және шектеу арқалықтары, сыналар, аралықтар, созылу белгілері және болат сым арқылы сенімді бекітіледі. Сүйрегіш маркасын таңдағанда рельеф, жолдардың жағдайы және т. б. ескеріледі. [6-15].

Бұл мәселенің өзектілігі бұрғылау жұмыстарының үздіксіздігін қамтамасыз ету және жабдықты тасымалдаудың кешігуіне байланысты тоқтап қалуды азайту қажеттілігімен байланысты. Сонымен қатар, тасымалдауды сауатты ұйымдастыру техниканы жөндеуге және беткейлерге түсу және көтерілу кезінде жылдамдық режимдерін дұрыс таңдамаудан туындаған апаттық жағдайлардың салдарын жоюға байланысты шығындарды азайтуға мүмкіндік береді.

Осылайша, тұрақсыз рельеф жағдайында бұрғылау жабдықтарын тасымалдаудың тиімді әдістері мен стратегияларын әзірлеу, төбеден түсу және төбеге көтерілу кезінде оңтайлы жылдамдық режимдерін таңдау мұнай-газ саласындағы табысты жұмыстың маңызды құрамдас бөлігі болып табылады.

Таулы жерлерде қозғалыстың оңтайлы жылдамдық режимдерін анықтау үшін қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы қолдануға болады, ол белгілі бір уақыт аралығында жүйенің қозғалыс мөлшерінің (импульсінің) өзгеруі сол уақыт аралығында жүйеге әсер ететін сыртқы күштердің импульсіне тең болады деп тұжырымдайды. Бұл дегеніміз, егер сыртқы күштердің қосындысы нөлге тең болса (жүйе оқшауланған), онда жүйенің қозғалыс мөлшері сақталады. Теорема материалдық нүктеге де, механикалық жүйеге де қолданылады.

Мұны келесі мысалда көрсетейік. Массасы  бұрғылау жабдығына көкжиекпен  бұрышын құрайтын көлбеу жазықтыққа (төбенің бөлігі) бағытталған  бастапқы жылдамдығы берілсін. Бұрғылау жабдығына  сол жаққа бағытталған  күші әсер етеді  (1-сурет).

  күшінің өзгеру заңын және  сырғанау үйкеліс коэффициентін біле отырып, біз , ,  уақыттарындағы бұрғылау жабдықтарының жылдамдығын анықтаймыз.

, , ,  уақыт моменттері үшін Р күштің өзгеру графигін оның , , ,  мәндері бойынша құру кезінде оның берілген  уақыт моменттері үшін   байланысын сызықтық деп санаймыз.

Қолайлы нәтиже алу үшін бұрғылау жабдығына және бұрғылау жабдықтарының массасына әсер ететін күштер шамаларының мәндерін төмендетеміз. Бұл тәсіл алынған нәтижелердің дұрыстығын төмендетпейді, өйткені осы шамаларды өлшейтін нақты құралдардың көмегімен оларды тиісті формулаларға қоюға болады.

Берілгені:  кг;  м/с;  c;  c;  c;  Н;    Н;   Н;  Н; град; . 

Анықтаймыз: , ,  үшін ,  және -ті.

Шешуі. Денеге әсер ететін күштерді көрсетейік: G салмағы, жазықтықтың қалыпты реакциясы ,  күші,  сырғанау үйкеліс күші, оны бастапқы жылдамдыққа қарама-қарсы, яғни көлбеу жазықтықпен төмен бағыттаймыз (1-сурет).

,  ,   және  берілген мәндері бойынша  графигін тұрғызамыз (2-сурет).

 

1-сурет. Бұрғылау жабдығының беткейлердегі қозғалысының математикалық моделі

Figure 1. Mathematical model of the movement of drilling equipment on slopes

 

2-сурет. , , ,  уақыт моменттері үшін , , ,  мәндері бойынша Р күшінің өзгеру графигі

Figure 2. Graph of changes in force P by values , , ,  for moments

of time , , ,

 

  1. Материалдық нүкте ретінде қабылданған бұрғылау жабдығы үшін 0-ден -ге дейінгі уақыт аралығы үшін х осіне проекциялардағы қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы өрнектейтін теңдеу құрамыз:

 

,                                            (1)

 

мұндағы

 

 

 уақыты үшін Р айнымалы күшінің импульсінің проекциясы

 

.

 

Бұл интегралды ОАВМ трапециясының ауданы ретінде  графигінде анықтаймыз:

 

 Н

 

Сырғанау үйкеліс күші  екендігін ескеріп, (1) – теңдеуді төмендегідей түрде аламыз:

 

 

 

бұдан

 

 

Берілген мәліметтерді есепке ала отырып табамыз:

 

 м/с.

 

 сырғанау үйкеліс күші жылдамдыққа қарама – қарсы бағытталған, сондықтан берілген есептеуді жасамас бұрын, дене жылдамдығы  уақытта көлбеу жазықтықпен жоғары бастапқы бағытын   өзгертпейтінін, демек, үйкеліс күші төмен бағытталатынын анықтау керек.

Ол үшін бұрғылау жабдығының жылдамдығы тұрақты   ,  күштерінің және ОВ түзуі заңы бойынша өзгеретін ( )  күшінің әсерінен нольге тең болатын  уақыт мезеті мүмкін бе екенін тағайындау керек.

0-ден -ге дейінгі болжамды уақыт аралығы үшін қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы білдіретін теңдеу құрамыз:

 

 

 

мұндағы

 

  .

 

Нәтижесінде  анықтауға арналған келесі теңдеуді аламыз:

 

 

яғни,

 

 

 

немесе

 

 

Бұдан табамыз

 

 – нақты түбірлері жоқ.

 

Яғни, көрсетілген күштердің әсерінен бұрғылау жабдығының жылдамдығы нөлге тең болатын уақыт моменті жоқ екенін аламыз.

  1. уақытындағы бұрғылау жабдығының жылдамдығын анықтау үшін уақыт аралығы үшін қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы білдіретін теңдеу құрамыз:

 

                                                (2)

 

мұндағы

 

.

 

 уақыт аралығында қозғалыс жылдамдығының бағытын өзгерту мүмкіндігін тексереміз.

Бұрғылау жабдығының жылдамдығы нөлге тең болатын , уақыт моментін анықтаймыз.

0-ден -ге дейінгі уақыт аралығы үшін х осіне проекциялардағы қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы білдіретін теңдеу құрамыз:

 

,

 

мұндағы

  ,

 

  .

 

-ні анықтауға арналған теңдеуді аламыз:

 

 

 

яғни,

 

 

 

немесе

 

 

Бұдан табамыз:

 

  1. c.

 

Яғни, көрсетілген күштердің әсерінен бұрғылау жабдығының жылдамдығы нөлге тең болатын уақыт моменті жоқ екенін аламыз.

(-) таңбасын есепке алмаймыз, себебі бұл жағдайда

 уақыт аралығы үшін қозғалыс мөлшерінің өзгерісін өрнектейтін теңдеуді құрамыз:

 

                                             (2)

 

мұндағы

 

.

 

 уақытында Р айнымалы күшінің импульсінің проекциясы  графигінде МВСЕ трапециясының ауданымен өрнектеледі:

 

 Нс.

 

Сондықтан (2)-теңдеу төмендегідей түрге енеді:

 

 

 

Бұдан

 

.

 

 м/с.

 

  1. уақыт мезетіндегі бұрғылау жабдығының жылдамдығын анықтаймыз.

 уақыт аралығында қозғалыс жылдамдығының бағытының өзгеру мүмкіндігін тексереміз.

Бұрғылау жабдығының жылдамдығы нольге тең болатын   уақыт мезетін анықтаймыз.

0-ден -ге дейінгі уақыт аралығы үшін х осіне проекциялардағы қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы білдіретін теңдеу құрамыз:

 

,

 

мұндағы

 

 

.

 

-ні анықтауға арналған теңдеуді аламыз:

 

 

 

яғни,

 

 

 

немесе

 

 

Бұдан анықтаймыз:

 

 нақты түбірлері жоқ.

 

Яғни, көрсетілген күштердің әсерінен бұрғылау жабдығының жылдамдығы нөлге тең болатын уақыт моменті жоқ екенін аламыз.

Қозғалыс мөлшерінің өзгерісі туралы теореманы өрнектейтін және  уақыт аралығына құрастырылған теңдеу  уақыт мезетіндегі  бұрғылау жабдығының жылдамдығын анықтауға мүмкіндік береді:

 

                                             (2)

 

мұндағы

 

.

 

 уақыттағы Р айнымалы күштің импульсінің проекциясы  ЕCDK трапециясының ауданымен өрнектеледі:

 

 Нс.

 

Сондықтан (2)-теңдеу төмендегідей түрге енеді:

 

 

 

Бұдан

 

.

 

 м/с.

 

  1. уақыт мезетіндегі  жылдамдықтың мәнін  дифференциалдық теңдеудің көмегімен табамыз:

 

.

 

Теңдеудің оң бөлігін ашамыз:

 

 

 

немесе

 

яғни,

 

 

мұндағы

 

 

Алынған дифференциалдық теңдеуді интегралдай отырып, табамыз:

 

 

 

Кездейсоқ шаманы С анықтау үшін есептің шартын пайдаланамыз: при    м/с.

Сонымен, 0 ден -ге уақыт аралығында жылдамдықтың өзгерісін анықтайтын теңдеу төмендегідей болады:

 

 

 

   болғанда

 

   м/с.

 

Нәтиже сәйкес келеді.

Таулы жерлерде бұрғылау жабдықтарын тасымалдауды талдау үшін оны  көлбеу бұрышымен көлбеу беткейде қозғалатын механикалық жүйе ретінде қарастырамыз. Массасы  бұрғылау жабдығына әсер ететін негізгі күштер:

-  - ауырлық күші;

-  - көлбеу бойындағы ауырлық күшінің құрамдас бөлігі;

-  - көлбеуге перпендикуляр ауырлық күші;

-  - трактордың немесе күштік қондырғының тарту күші;

-  - қозғалысқа кедергі күш (үйкеліс, ауа, тірек бетінің деформациясы).

Беткейге көтерілу:

 

 

 

мұндағы  – бұрғылау жабдығын тасымалдау жылдамдығы, м/с.

Беткейден түсу:

 

 

 

мұндағы  – бұрғылау жабдығын тасымалдау жылдамдығы, м/с.

Осы теңдеуден біз көлбеу бұрышының және тартудың әртүрлі мәндеріндегі жылдамдықтың өзгеруін анықтаймыз.

3-суретте келесі мәліметтер үшін беткейлерде жоғары жылжу кезінде бұрғылау жабдықтарының үдеуінің (жылдамдығының) өзгеру графигі келтірілген:  т;  кН;  кН, көлбеулік бұрышының мәндері - ден  – ге дейін.

 

3-сурет. Беткейлерде жоғары жылжу кезінде бұрғылау жабдықтарының үдеуінің (жылдамдығының) өзгеру графигі

Figure 3. Graph of changes in the acceleration (speed) of drilling equipment when moving up slopes

 

Бұл графиктен біз шағын бұрыштарда  тіпті салыстырмалы түрде аз тарту күші (40…60 кН) оң үдеуді қамтамасыз ете алатынын көреміз; көлбеу бұрышы ұлғайған сайын қозғалыс бағыты бойынша ауырлық күші артады, сондықтан жылдамдықты сақтау үшін үлкен  мәні қажет; көлденең сызық   біркелкі қозғалыс режимін  көрсетеді, сызықтан жоғары-үдеу, төмен-тежеу (баяулау).

Қозғалыс орнықтылығы қорытынды күш жылдамдықтың бақыланбайтын өсуіне әкелмеген жағдайда қамтамасыз етіледі:

 

 (көтерілу үшін);

 

 (түсу үшін),

 

мұндағы -қозғалысқа кедергі күші (үйкеліс, ауа, тірек бетінің деформациясы);  - рұқсат етілген жылдамдықтан аспай орнықты қозғалысты қамтамасыз ететін тежегіш күші.

Тәжірибелік ұсыныстар

Таулы жерлерде бұрғылау жабдықтарын тасымалдаудың жылдамдық режимдерін талдау негізінде қауіпсіздік пен сенімділікті қамтамасыз ету үшін келесі ұсыныстарды ұсынуға болады:

1. Жылдамдық режимін таңдау

- Көлбеу көтерілу кезінде қозғалыстың оңтайлы жылдамдығы 3-4 м/с аспауы керек, бұл күштік қондырғының шамадан тыс жүктелуіне жол бермейді.

- Беткейден түсу кезінде жылдамдықты 2-2,5 м/с шегінде шектеп, үдеу және орнықтылықты жоғалту қаупін азайту ұсынылады.

2. Тарту күші мен тежеуді басқару

  • Көтерілу кезінде жоғары моментті қамтамасыз ететін төмен берілісті қолдану керек;
  • Төмен түсу кезінде тек жұмыс тежегіштерімен ұзақ тежеуді болдырмау керек - қозғалтқыш тежегіші мен жұмыс жүйесінің тіркесімін пайдалану ұсынылады, бұл тежегіштердің қызып кетуін азайтады.

3. Маршрутты ұйымдастыру

- Тасымалдау бағытын алдын-ала зерттеп, ең жазықты жерлерді таңдау керек;

- Максималды динамикалық жүктемелер пайда болатын көтерілуден төменге күрт ауысудан аулақ болу керек;

- Қажет болған жағдайда тежегіш жүйесін тоқтату және салқындату үшін уақытша алаңдарды көздеу.

4. Орнықтылықты қамтамасыз ету

  • Бұрғылау жабдықтарының ауырлық центрі мүмкіндігінше төмен болуы керек, ол үшін тасымалдау кезінде жоғарғы алаңға ауыр жабдықты орнатуды азайту ұсынылады.
  • жоғары бұрышы бар беткейлерді еңсеру кезінде тірек жүйелерін немесе қосымша тұрақтандырғыштарды қолдану керек.

5. Ұйымдастыру шаралары

  • Тасымалдауды бастамас бұрын персоналға қауіпсіздік техникасы бойынша нұсқама жүргізу.
  • Тек күндізгі уақытта және қолайлы ауа-райы жағдайында тасымалдауды жүзеге асыру.
  • Қозғалыс параметрлерін жедел бақылау үшін инженерлік-техникалық персоналмен тасымалдауды сүйемелдеуді қолдану.

Қорытындылар

Жұмыста таулы жерлерде бұрғылау жабдықтарын тасымалдау ерекшеліктері қарастырылды. Көлбеу бетіндегі қозғалыстың математикалық моделі тартылыс, қарсылық және ауырлық күштерін ескере отырып жасалған. Көтерілу және түсу кезіндегі қозғалысқа талдау жасалды, жылдамдық пен үдеудің көлбеу бұрышына тәуелділігі анықталды.

Есептеулер мен модельдеу көрсеткендей, беткейдің көлбеулігі жоғарылауымен динамикалық жүктемелер, сондай-ақ тарту қондырғысының қуаты мен тежегіш жүйесінің тиімділігіне қойылатын талаптар айтарлықтай артады. Қауіпсіз қозғалыс жылдамдығы көтерілу кезінде 3-4 м/с және түсу кезінде 2-2,5 м/с аспауы керек екендігі анықталды.

Әзірленген практикалық ұсыныстар бұрғылау жабдықтарын біркелкі емес рельеф бойынша тасымалдаудың қауіпсіздігі мен сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Зерттеу нәтижелері маршруттарды жобалау, тасымалдаудың техникалық құралдарын таңдау және таулы жерлерде бұрғылау жабдықтарын пайдалану ережелерін әзірлеу кезінде пайдаланылуы мүмкін.

Әрі қарай зерттеудің перспективалық бағыты тасымалдау кезіндегі тербелмелі үрдістерді, сондай-ақ бұрғылау жабдықтарының қозғалыс динамикасына тірек бетінің (топырақ, құм, қиыршық тас) сипаттамаларының әсерін есепке алу болып табылады.

×

Авторлар туралы

Шоқан Медетович Медетов

«С. Өтебаев атындағы Атырау мұнай және газ университеті» КеАҚ

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: medetov.76@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-0137-228X

Техника ғылымдарының кандидаты, қауымдастырылған профессор

Қазақстан

Раушан Куанышевна Салпакаева

«С. Өтебаев атындағы Атырау мұнай және газ университеті» КеАҚ

Email: R.Salpakaeva@aogu.edu.kz
ORCID iD: 0009-0002-5295-8117

Аға оқытушы

Қазақстан, Қазақстан Республикасы, Атырау қ., Баймұқанов к., 45а

Гульмира Раисовна Айманова

«С. Өтебаев атындағы Атырау мұнай және газ университеті» КеАҚ

Email: G.Aymanova@aogu.edu.kz
ORCID iD: 0009-0001-4195-755X

Аға оқытушы

Қазақстан, Қазақстан Республикасы, Атырау қ., Баймұқанов к., 45а

Аслан Темираглиевич Дюсенов

«С. Өтебаев атындағы Атырау мұнай және газ университеті» КеАҚ

Email: A.Duysenov@aogu.edu.kz
ORCID iD: 0009-0009-5546-8958

Техника ғылымдарының кандидаты, қауымдастырылған профессор

Қазақстан, Қазақстан Республикасы, Атырау қ., Баймұқанов к., 45а

Айнур Жангабыловна Куанышкалиева

«С. Өтебаев атындағы Атырау мұнай және газ университеті» КеАҚ

Email: A.Kuanyshkalieva@aogu.edu.kz
ORCID iD: 0009-0002-7518-8071

Магистр, аға оқытушы

Қазақстан, Қазақстан Республикасы, Атырау қ., Баймұқанов к., 45а

Гулраушан Русланкызы Карасаева

«С. Өтебаев атындағы Атырау мұнай және газ университеті» КеАҚ

Email: g.karasaeva25@aogu.edu.kz
ORCID iD: 0009-0005-6314-7768

Магистр, аға оқытушы

Қазақстан, Қазақстан Республикасы, Атырау қ., Баймұқанов к., 45а

Әдебиет тізімі

  1. Ш.У. Ниязбекова, О.В. Назаренко. Современное состояние и перспективы развития нефтегазового сектора Республики Казахстан // Вестник Московского университета имени С.Ю. Витте. Серия 1. Экономика и управление. - № 4 (27).-2018. – С.: 7-14.
  2. Ш.А. Саипов, Р.З. Фахрутдинов. Современное состояние и пути совершенствования Казахстанской нефтепереработки // Вестник технологического университета. - №10(Т20).- 2017. – С.: 48-52.
  3. Н.И. Николаев, А.И. Иванов. Повышение эффективности бурения нефтяных и газовых скважин в осложненных условиях // Записки горного института. -Т.183. – 2009. – С.: 308-310.
  4. А.А. Хвалимова, В.А. Крамарь, А.В. Родькина, О.А. Иванова. Выбор типа буровой установки для разведочного бурения в арктических условиях по методу анализа иерархий // Научные проблемы водного транспорта. - №76(3). -2023.-С.: 61-74.
  5. Л.Б. Бердыгужин, Ж. Аманбаева. История нефтегазовых месторождений Мангистау // Вестник Атырауского университета имени Халела Досмухамедова. - 66(3). – 2022. – С.:27-39.
  6. Эшанбабаев А.А. «Обеспечение безопасности движения автомобильного поезда на горных дорогах» //ФарПИ «Научно-технический» журнал 2018 год. Том 22, №1.
  7. Эшанбабаев А.А. Безопасность движения транспортных средств на спусках и подъемах на горных дорогах // Universum: Технические науки 2022 год. №5(98). - С.: 64-66
  8. Горшков Ю.Г., Старунова И.Н., Калугин А.А. и др. Обоснование необходимого времени регулирования давления воздуха в шинах при движении транспортного средства по склону // Научное обозрение. 2014. № 4. С. 116–122.
  9. Горшков Ю.Г., Старунова И.Н., Калугин А.А. Автоматическое регулирование давления воздуха в шинах – фактор безопасного движения колёсных машин на склонах // Техника в сельском хозяйстве. 2014. № 1. С. 13–15.
  10. Горшков Ю.Г., Бобров С.В., Старунова И.Н. и др. Автоматизация процесса устойчивости колёсной машины при движении по поперечному и продольному склонам // Научное обозрение. 2014. № 12. С. 59–65.
  11. М.Н. Пономаренко Проблемы содержания автомобильных дорог в горной местности // Дороги и мосты. - № 44. - 2020. - С.: 215-224.
  12. Эшанбабаев А.А. Обеспечение безопасности движения транспортных средств в горных дорожных условиях // Universum: Технические науки 2022 год. №5(98). - С.: 60-63
  13. Горшков Ю.Г., Старунова И.Н., Калугин А.А. и др. Исследование влияния угла склона на дисбаланс нагружения бортов колёсной машины и изменение направления вектора центра тяжести // Научное обозрение. 2014. № 1. – C.: 28-32.
  14. Горшков Ю.Г., Старунова И.Н., Калугин А.А. Устойчивость колёсных машин на склонах // Интеграция науки и бизнеса в агропромышленном комплексе: матер. Междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 70-летию Курганской ГСХА (24–25 апреля 2014 г.). Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2014. Т. 3. С. 191–195.
  15. С.И. Маций, Е.В. Безуглова, Д.В. Лейер Специальные защитные мероприятия на горных дорогах от опасных геологических процессов // Сборник трудов конференции «Строительство в горных условиях». - 2017. С.: 73-81.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Медетов Ш.М., Салпакаева Р.К., Айманова Г.Р., Дюсенов А.Т., Куанышкалиева А.Ж., Карасаева Г.Р.,

Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қол жетімді Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Осы сайт cookie-файлдарды пайдаланады

Біздің сайтты пайдалануды жалғастыра отырып, сіз сайттың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін cookie файлдарын өңдеуге келісім бересіз.< / br>< / br>cookie файлдары туралы< / a>