Анализ механизмов и методов снижения stick–slip вибраций при бурении нефтяных и газовых скважин
Романов Г.Р., Шакирова Э.В., Солдатенко П.А.
DOI: https://doi.org/10.25689/NP.2026.2.231-252
Аннотация
В статье представлен обзор современных подходов к изучению и снижению крутильных вибраций типа stick–slip, возникающих в процессе бурения нефтяных и газовых скважин. Рассмотрены физические механизмы возникновения stick–slip вибраций, их связь с режимными параметрами бурения, конструкцией бурильной колонны и особенностями взаимодействия долота с породой. Проанализированы экспериментальные и полевые исследования, подтверждающие нелинейный характер крутильных колебаний и их взаимосвязь с осевыми и боковыми вибрациями. Отдельное внимание уделено методам моделирования и диагностики stick–slip, а также программным и техническим решениям, направленным на снижение вибрационных нагрузок. Показано, что эффективное подавление stick–slip требует комплексного подхода, основанного на сочетании предиктивного моделирования, оптимизации компоновки низа бурильной колонны и адаптивного управления режимами бурения.
Список литературы
2. Detournay E., Defourny P. A phenomenological model for the drilling action of drag bits // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. — 1992. — Vol. 29, No. 1. — P. 13–23.
3. Sharma A., Abid K., Srivastava S., Baena Velasquez A. F., Teodoriu C. A review of torsional vibration mitigation techniques using active control and machine learning strategies // Petroleum. — 2023. — DOI: 10.1016/j.petlm.2023.09.007.
4. Ершов М. С., Комков А. Н., Феоктистов Е. А. Вибрационные процессы низа бурильной колонны при различных способах бурения скважин [Электронный ресурс]. — Санкт-Петербург: Горный институт ПетрГУ, 2023. — 10 с.
5. Yan B., Tian J., Meng X., Zhang Z. Stick–slip vibration characteristics study of the drill string based on PID controller // Energies. — 2023. — Vol. 16, No. 23. — Article 7902. — DOI: 10.3390/en16237902.
6. Jansen J. D., van den Steen L. Active damping of self-excited torsional vibrations in oil well drillstrings // Journal of Sound and Vibration. — 1995. — Vol. 179, No. 4. — P. 647–668.
7. Мингазов Р. Р., Ишбаев Г. Г., Балута А. Г., Драган А. Ю., Ямалиев В. У. Снижение вибрации в процессе бурения путем совершенствования конструкции PDC-долот // Бурение и нефть. — 2023. — № 6. — С. 32–38. — URL: https://burneft.ru/archive/issues/detail.php?ELEMENT_ID=62932
(дата обращения: 10.04.2026).
8. Tang L., Zhu X., Qian X., Shi C. Effects of weight on bit on torsional stick–slip vibration of oilwell drill string // Journal of Mechanical Science and Technology. — 2017. — Vol. 31, No. 10. — P. 4589–4597. — DOI: 10.1007/s12206-017-0905-7.
9. Овезов Б. А., Рахимов С. М., Абдуллаев Р. А. Снижение критических последствий торсионных вибраций в результате разрушения горной породы долотами PDC // Горный журнал. — 2022. — № 3. — С. 112–119. — DOI: 10.37482/0536-1028-2022-3-112-119.
10. Kyllingstad A. A comparison of stick–slip mitigation tools // Proceedings of the SPE/IADC Drilling Conference. — 2017. — Paper SPE/IADC 184658-MS. — DOI: 10.2118/184658-MS.
11. Sharma A., Srivastava S., Teodoriu C. Experimental design, instrumentation, and testing of a laboratory-scale test rig for torsional vibrations — the next generation // Energies. — 2020. — Vol. 13, No. 18. — Article 4750. — DOI: 10.3390/en13184750.
12. Dao N.-H., Menand S., Isbell M. Mitigating and understanding stick–slip in unconventional wells // Proceedings of the SPE/IADC Drilling Conference. — 2019. — Paper SPE/IADC 194117-MS. — DOI: 10.2118/194117-MS.
Сведения об авторах
Россия, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
E-mail: grom123456@mail.ru
Шакирова Эльвира Венеровна, кандидат политических наук, доцент кафедры нефтегазового дела ФГБОУ ВО «ИРНИТУ»
Россия, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
доцент кафедры бурения нефтяных и газовых скважин, Уфимский государственный нефтяной технический университет (ФГБОУ ВО «УГНТУ»)
Россия, 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1
E-mail: viva160@mail.ru
Солдатенко Петр Алексеевич, магистрант кафедры нефтегазового дела ФГБОУ ВО «ИРНИТУ»
Россия, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
E-mail: soldatenko-petr@mail.ru
Для цитирования:
Романов Г.Р., Шакирова Э.В., Солдатенко П.А. Анализ механизмов и методов снижения stick–slip вибраций при бурении нефтяных и газовых скважин // Нефтяная провинция.-2026.-№2(46).-С. 231-252. - DOI https://doi.org/10.25689/NP.2026.2.231-252. - EDN VHBQPS