Drillstring Mechanical Modeling and Real-time Monitoring

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Zur Simulation von "Torque and Drag" stehen eine Reihe verschiedener Verfahren unterschiedlicher Komplexität zur Verfügung. Diese Modelle wurden jedoch ursprünglich für die Planungsphase einer Bohrung entwickelt. Aufgrund der limitiert vorhandenen Eingabeparameter eignen sich nur wenige dieser Modelle zu einer Echtzeit-Daten-Überwachung. In dieser Arbeit werden daher verschiedene Soft- und Stiffstring Modelle präsentiert und bezüglich ihrer Eignung zu einer Echtzeit-Daten-Monitoring Anwendung auf einer Bohrung verglichen. Das geeignetste Stiffstring Modell und das in der Industrie weit verbreitete Softstring Modell werden mithilfe der MATLAB Software in einem Torque and Drag - Programm umgesetzt. Um zu evaluieren, ob die höhere Komplexität des Stiffstring Models auch eine signifikant höhere Genauigkeit mit sich bringt, werden die prozentuellen Unterschiede der für 32 Bohrungen berechneten Datenpunkte statistisch analysiert. Zum Vergleich, ob die berechneten Trends übereinstimmen, wird zusätzlich ein Wilcoxon-Rangsummentest durchgeführt. Ein weiterer Aspekt ist der zukünftige Bedarf, die Messungen mehrerer Untertage-Torque and Drag-Sensoren in ein Torque and Drag Modell zu integrieren. Dafür wird ein Algorithmus entwickelt, der aus den Messwerten verschiedener Untertagesensoren eine Reihe von Bohrloch-Reibungsfaktoren mithilfe eines iterativen Verfahrens berechnet. Einerseits werden die Ergebnisse anhand der Hakenlast (bzw. Drehmoment) über Teufe Graphiken visualisiert, die schon für die Soft- und Stiffstring Modelle Verwendung fanden. Andererseits wird eine graphische Benutzeroberfläche vorgestellt, welche die mithilfe der simulierten Daten berechneten "Weight on Bit Reserve until Buckling" und die Zug-/Druckspannungsverteilung im Bohrgestänge in Kombination mit den Bohrlochauflagerkräften darstellt. Weiters werden in dieser Thesis Einschränkungen der existierenden Torque and Drag Modelle sowie weitere Anforderungen an die erstellte Simulationssoftware diskutiert.

Details

Titel in ÜbersetzungMechanische Modellierung des Bohrstrags und Echtzeit-Daten-Überwachung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung24 Okt. 2014
StatusVeröffentlicht - 2014