Метою даної роботи є вдосконалення існуючих методів оцінки напружено-деформованого стану та довговічності елементів бурильної колони у похило-скерованих та горизонтальних свердловинах за умов жолобо - та каверноутворення. Для досягнення мети в роботі поставлені наступні задачі: 1) вдосконалити математичні моделі аналізу напружено-деформованого стану бурильної колони у криволінійних ділянках стовбура свердловини; 2) провести аналітичні дослідження впливу виробок необсадженого стовбура свердловини (жолоби, каверни тощо) на напружено-деформований стан бурильної колони; 3) покращити існуючі методи прогнозування довговічності бурильної колони шляхом врахування ступеня пошкодження та напруженого стану її елементів під час експлуатації; 4) вдосконалити методи прогнозування довговічності різьбових з'єднань бурильної колони, враховуючи особливості поширення півеліптичних втомних тріщин; 5) провести апробацію отриманих наукових результатів у промислових умовах. ЗМІСТ с. Вступ 4 Розділ 1. Стан проблеми та вибір напрямку досліджень 9 1.1. Аварійність елементів бурильної колони 11 1.2. Напружено-деформований стан бурильної колони 13 1.2.1. Нормальні напруження розтягу у бурильних трубах 13 1.2.2. Нормальні напруження згину в бурильних трубах у прямолінійному стовбурі свердловини 16 1.2.3. Нормальні напруження згину в бурильних трубах у криволінійному стовбурі свердловини 23 1.2.4. Вплив виробок стовбура свердловини на навантаженість бурильної колони 24 1.3. Прогнозування довговічності елементів бурильної колони 25 1.3.1. Прогнозування довговічності елементів бурильних колон на основі корозійно-втомних випробувань 25 1.3.2. Прогнозування ресурсу елементів бурильної колони за результатами дефектоскопії 26 1.3.3. Прогнозування довговічності на основі критеріїв механіки руйнування 27 1.3.4. Прогнозування довговічності на основі статистичного підходу 35 1.3.5. Визначення допустимих напружень розтягу та згину для запобігання втомних відмов бурильних труб 37 1.4. Висновки та постановка задач дослідження 38 Розділ 2. Математичне моделювання стовбура похило-скерованих та горизонтальних свердловин 43 2.1. Типові інклінометричні показники похило-скерованих та горизонтальних свердловин 43 2.2. Математичне моделювання стовбура криволінійної та прилеглих до неї прямолінійних ділянок свердловини 51 2.3. Висновки 60 Розділ 3. Аналітичні дослідження напружено-деформованого стану бурильної колони у похило-скерованих та горизонтальних свердловинах 62 3.1. Розтяг бурильної колони у криволінійній ділянці свердловини.... 62 3.2. Напружено-деформований стан бурильної колони у криволінійному стовбурі свердловини 65 3.2.1. Напружено-деформований стан бурильної колони при збільшенні зенітного кута 66 3.2.2. Напружено-деформований стан бурильної колони при зменшенні зенітного кута 70 3.3. Напружено-деформований стан бурильної колони у стовбурі свердловини з виробками 76 3.3.1. Напружено-деформований стан бурильної колони у прямолінійному стовбурі свердловини з виробками 77 3.3.2. Напружено-деформований стан бурильної колони у криволінійному стовбурі свердловини з виробками 83 3.4. Висновки 89 Розділ 4. Вдосконалення методів прогнозування довговічності елементів бурильної колони 91 4.1. Обладнання та методи дослідження поширення тріщин у різьбових з'єднаннях бурильних труб та їх матеріалі 91 4.2. Прогнозування довговічності елементів бурильної колони на основі С-критерію 99 4.3. Прогнозування довговічності елементів бурильної колони на основі критеріїв механіки руйнування 107 4.4. Висновки 119 Загальні висновки 121 Список використаних посилань 123 Додатки 139