Дослідження матеріаломісткості мобільних установок для буріння, ремонту і обслуговування свердловин

Матеріаломісткість бурових установок для виробника визначає витрату конструкційних матеріалів на виготовлення, вартість їх обробки і складальних робіт, в комплексі - лімітну ціну установки при помірному коливанні вартості за одиницю маси, а також конкурентоспроможність. Для споживача цей самий показник встановлює розмір інвестицій у придбання, експлуатаційні витрати на підтримання і відновлення роботоздатності, вартість монтажно-демонтажних робіт і транспортування. При існуючій в галузі системі обчислення вартості бурових робіт собівартість метра проходки прямо пов’язана із вартістю, продуктивністю, мобільністю і надійністю застосованого устаткування, за інших рівних умов вона є тим меншою, чим менша маса комплекту бурової установки. Викладені міркування дозволяють застосовувати матеріаломісткість як показник, який достатньо повно, а в певних випадках вичерпно характеризує технічний рівень. Сама по собі мінімальна матеріаломісткість бурової установки ще не гарантує її найвищого технічного рівня, оскільки завжди існує можливість її зниження шляхом застосування дорогих високоміцних матеріалів, ускладненої технології виготовлення або зниження коефіцієнтів запасу міцності та витривалості. Але сукупно з показниками призначення, надійності та економічними матеріаломісткість вичерпно характеризує технічний рівень бурових установок.

Маса установок не регламентується стандартами [1, 2], тим актуальнішою є задача встановлення технічного рівня за одиничним показником матеріаломісткості. Як і в попередньому підрозділі розглядається маса лебідкових блоків мобільних установок.

При підготовці вихідної інформації виявилося, що лише деякі виробники повідомляють паспортні значення маси лебідкових блоків, ще одна їх частина наводить дані стосовно допустимого навантаження на осі монтажно-транспортної бази. Для досягнення репрезентативності вибірки в усіх можливих випадках обчислено коефіцієнт k_з завантаження монтажно-транспортної бази - відношення ваги лебідкового блока до її сумарної вантажопідйомності по передніх і задніх осях, завдяки цьому стало можливим включити до вихідних вибірок показники моделей, для яких виробник повідомляє вантажопідйомність монтажно-транспортної бази. До вибірок не увійшли показники установок російського виробництва через їх відмінну від решти комплектацію та високу матеріаломісткість, яка робить їх належними до іншої генеральної сукупності. Для аналізу прийнято надану виробниками паспортну масу М установок в стандартній (базовій) комплектації.

За паспортними значеннями допустимого навантаження на підйомний гак Р_гдоп, умовної глибини L_ум буріння трубами Æ 114 мм та паспортними і розрахунковими значеннями маси М установок в комплектації виробника обчислено показники питомої матеріаломісткості М / /Р_гдоп і М / L_ум. Потужність двомірних вибірок (М / Р_гдоп, Р_гдоп) і (М / L_ум, L_ум) становила 52 і 38 елементів відповідно.

Вихідну інформацію апроксимовано функціональними залежностями М /Р_гдоп = f(Р_гдоп) i М / L_ум = f(L_ум), їх графіки для середньостатистичного і сучасного світового технічного рівнів зображено на рис.А.4, А.5 (додаток А), таким чином віднайдено математичні моделі технічного рівня мобільних установок (лебідкових блоків) для буріння, ремонту і обслуговування свердловин за одиничним показником матеріаломісткості.

Оскільки в практичних задачах, стосовних мобільних установок, частіше оперують не питомою матеріаломісткістю, а масою, одержані рівняння трансформовано, їм надано вигляду (6.9 - 6.12), в якому маса обчислюється за наперед відомими параметрами призначення Р_гдоп і L_ум (|Р_гдоп| = кН; |L_ум| = м; |М| = кг):

М =Р_гдоп (38,5 + 3,20×10^-10× Р_гдоп³), (6.9)

М = L_ум (22,1 + 6,43×10^-11×L_ум³), (6.10)

М= Р_гдоп (30,3 + 2,99×10^-3×Р_гдоп), (6.11)

М = 17,8×L_ум + 5260, (6.12)

Для коректності слід зауважити наступне:

· матеріаломісткість установок розглянуто без врахування необхідності їх комплектації насосними блоками, приводами насосних блоків, циркуляційними системами, дизельгенераторами, системами повітропостачання;

· доцільно проведення повторних досліджень з такою ж метою та за такою ж методикою на більш репрезентативній вибірці для підвищення достовірності результатів.

При обчисленні потужності за формулами N_бл / Р_гдоп = f(Р_гдоп) та N_бл / L_ум = f(L_ум) та маси лебідкового блока за формулами М / Р_гдоп = f(Р_гдоп) i М / L_ум = f(L_ум) як на середньостатистичному, так і на сучасному світовому технічному рівні можливі розходження чисельних значень N_бл і М, розрахованих за виразами з непарною та парною нумерацією. При розходженнях, що перевищують середньоквадратичне відхилення, перевагу слід надавати величинам N_бл / Р_гдоп = f(Р_гдоп) та М / Р_гдоп = f(Р_гдоп) з причин, викладених нижче (п.6.5).