Analysis of sinusoidal and helical buckling of drill string in horizontal wells using finite element method
Yatay kuyularda sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak sondaj dizisinin sinüzoidal ve sarmal burkulma analizi
- Tez No: 255824
- Danışmanlar: DOÇ. DR. M. EVREN ÖZBAYOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Teknolojik gelişmelerin ilerlemesiyle beraber yatay kuyuların sayısı dünya genelinde hızlı bir şekilde artış göstermektedir. Dik kuyuların delinmesiyle karşılaştırıldığında, yatay kuyuların delinmesi esnasında, matkaba yük iletiminde azalma, delme dizisinin bozulması, delme dizisinin yorulması ve delme dizisinin kilitlenmesi gibi daha karmaşık sorunlar meydana gelir. Bu durum, uygun delme dizisinin seçilmesini ve doğru delme dizisi planı yapılmasını daha önemli hale getirir. Bu çalışmanın ana hedefi, yatay kuyularda sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak kritik burkulma yükünün tespitidir. Farklı delme boruları ve kuyu koşullarını taklit etmek amacıyla sınırlı eleman yöntemi kullanan bir bilgisayar programı (ANSYS) kullanılmıştır. Dört farklı delme borusu ebadı, dört farklı kuyu ebadı ve üç farklı bükme momenti değeri, değişik koşulları yaratmak için kullanılmıştır. Önem teşkil eden değişkenlere karşılık gelen kritik burkulma yükü değerleri, taklit edilen koşullar kullanılarak toplanmıştır. Sonuçlar, matkaba uygulanan kuvvet değerlerine ve elastiklik katsayısı, delme dizisi kesitinin eylemsizlik momenti, delme dizisinin birim ağırlığı ve delme dizisi ile delme kuyusu arasındaki radyal açıklık gibi taklit edilen koşulların temel özelliklerine göre değişik burkulma durumlarına sınıflandırılmıştır. Böylece, burkulma durumları arasındaki sınır denklemleri bulunmuştur. Değişik çaplarda tijler kullanılarak taklit edilen koşulların çözümü sonucu elde edilen denklemler, bu tezde bulunan kritik burkulma yükleri ve literatürdeki çalışmalardan bulunan kritik burkulma yüklerinin karşılaştırılmasında kullanılmıştır. Açıkça görülmüştür ki, bu çalışma, delme dizisinin ebadı büyüdükçe, literatürdeki çalışmalarla daha çok uygunluk göstermiştir. Bükme momentinin kritik burkulma yükü üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sonuçta, bükme momentinin kritik burkulma yükü üzerinde az bir etkisi olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca ANSYS'in çözümleri ile literatürdeki modellerin çözümleri ve literatürdeki deneysel bir çalışmanın çözümü karşılaştırılarak, ANSYS programının burkulma problemleri üzerindeki uygulanabilirliği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The number of horizontal wells is increasing rapidly in all over the world with the growth of new technological developments. During horizontal well drilling, much more complex problems occur when compared with vertical well drilling, such as decrease in load transfer to the bit, tubular failure, tubular fatigue and tubular lock-up. This makes selection of appropriate tubular and making the right drill string design more important. As the total compression load on the horizontal section increases, the behavior of the tubular changes from straight to sinusoidal buckling, and if the total compression load continues to increase the behavior of the tubular changes to helical buckling. Determination of critical buckling loads with finite element method (FEM) in horizontal wells is the main objective of this study. Initially, a computer program (ANSYS) that uses FEM is employed to simulate different tubular and well conditions. Four different pipe sizes, four different wellbore sizes and three different torque values are used to model the cases. Critical buckling load values corresponding to significant variables are collected from these simulated cases. The results are classified into different buckling modes according to the applied weight on bit values and the main properties of the simulated model, such as modulus of elasticity, moment of inertia of tubular cross section, weight per unit length of tubular and radial clearance between the wellbore and the tubular. Then, the boundary equations between the buckling modes are obtained. The equations developed in this thesis by simulating the cases for the specific tubular sizes are used to make a comparison between the critical buckling load values from the models in the literature and this work. It is observed that the results of this work fit with literature models as the tubular size increases. The influence of torque on critical buckling load values is investigated. It is observed that torque has a slight effect on critical buckling load values. Also the applicability of ANSYS for buckling problems was revealed by comparing the ANSYS results with the literature models? results and the experimental study in the literature.
Benzer Tezler
- Extensive coarse-grained molecular dynamics simulations of soft matter: From RNA to hydrogels
Yumuşak maddelerin geniş kapsamlı ve iri-taneli moleküler dinamik simülasyonları: RNA'dan hidrojellere
EKREM MERT BAHÇECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyofizikKoç ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALKAN KABAKÇIOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYKUT ERBAŞ
- Bir mikro kanal ısı alıcısında gerçekleşen ısı transferinin sayısal analizi
A numerical analysis of heat transfer in a micro channel heat sink
İSMAİL BURAK KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLLA BIYIKOĞLU
- Fırçasız doğru akım motorlu tahrik sistemlerinde oniki darbeli sürücü
Twelve-step drive of brushless dc machines
LATİF TEZDUYAR
Doktora
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. EMİN TACER
- Trapez ve dalgalı formdaki ondülin gövdeli çelik kirişlerin yük taşıma kapasitelerinin karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of load-bearing capacity of corrugated steel web beams in trapezoidal and sinusoidal form
HARUN TAYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiAkdeniz Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERHAT ERDAL
- Nonlineer yüklerde güç faktörünün iyileştirilmesi
Başlık çevirisi yok
ENVER ERKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İRFAN GÜNEY