Shell elastic element with cut for drilling shock absorber

  • Velychkovych A.S
  • Dalyak T.M
  • Anh Vo Duc
Keywords: Elastic body, shell, drilling shock absorber, damping, vibroprotection

Abstract

The study presents an initial design of the drilling shock absorber, developed on the basis of building a verified digital model of shell damper with the cut and using the algorithms of solution of the contact problems taking into account friction on contact surfaces. The overall picture of the stress-strain state of the elastic element of shell shock absorber is analysed. Structural strength is estimated using energy criteria. The hysteresis loops are constructed and analysed for a number of cyclic loading of the elastic element. The study results therefore allow assessment of the effect of the elastic properties of materials and the shell filler, their geometric parameters and tribological properties on the operating parameters. This enables more efficient use of the drilling facilities and improvement of the design of shell shock guards for maximum compliance with the criteria and the required level of damping, thus creating the preconditions for development of new technical solutions and design for systems of vibration protection.

References

1. V.I.Gulyayev, S.M.Hudoliy, O.V.Glushakova. Simulation of torsion relaxation auto-oscillations of drill string bit with viscous and coulombic friction moment models. Journal of Multi-body Dynamics. 2011; 225: p. 139 - 152.
2. П.І.Огородніков, В.М.Світлицький, Ю.З.Щербатюк. Захист бурильної колони від вібраційних навантажень. К.: Інтерпрес ЛТД. 2012.
3. V.I.Gulyayev, L.V.Shevchuk. Nonholonomic dynamics of drill string bit whirling in a deep bore-hole. Journal of Multi-body Dynamics. 2013; 227(3): p. 234 - 244.
4. A.P.Christoforou, A.S.Yigit. Fully coupled vibrations of actively controlled drillstrings. Journal of Sound and Vibration. 2003; 267(5): p. 1029 - 1045.
5. M.Karkoub, Y.Abdel-Magid, B.Balachandran. DrillString torsional vibration suppression using GA optimized controllers. Journal of Canadian Petroleum Technology. 2009; 48(12): p. 32 - 38.
6. А.С.Величкович, В.М.Шопа. Бурові амортизатори як засіб підвищення технікоекономічних показників буріння свердловин. Нафтова і газова промисловість. 2000; 3: c. 16 - 18.
7. А.С.Величкович. Буровой амортизатор на базе новой оболочечной пружины. Хим. и нефтегазовое машиностроение. 2005; 7: c. 9 - 11.
8. A.S.Velichkovich. Design features of shell springs for drilling dampers. Chemical and Petroleum Engineering. 2007; 43(7 - 8): p. 458 - 461.
9. А.С.Величкович, В.М. Шопа. Комплекс засобів віброзахисту та регулювання динамічного режиму бурильної колони. Івано-Франківськ: Сіверсія ЛТД. 2000.
10. Toro Downhole Tools. Drilling tools catalog. Tomball, Texas USA. 2012.
11. Secoroc Rock Drilling Tools. Product catalogue - Rotary products. Atlas Copco Secoroc AB. 2009.
12. VNIIBT - Drilling Tools. Product catalogue. Perm, Russia. 2012.
13. Shock Sub. Impact and vibration reduction sub. Schlumberger. 2011.
14. В.М.Шопа, А.С.Величкович та ін. Оболонкові пружини. Івано-Франківськ: Факел. 2002.
15. А.С.Величкович. Некоторые конструктивные особенности оболочечных пружин для буровых амортизаторов. Хим. и нефтегазовое машиностроение. 2007; 8: c. 26 - 29.
16. A.S.Velichkovich, I.I.Popadyuk, V.M.Shopa. Experimental study of shell fl exible component for drillingvibration damping devices. Chemical and Petroleum Engineering. New York: Springer. 2011; 46(9 - 10): p. 518 - 524.
17. А.С.Величкович, Т.М.Даляк. Експериментальна верифікація скінченно-елементної моделі контактної взаємодії розрізаної оболонки з пружним тілом. А науковий вісник ІФНТУНГ. 2012; 1(31): c. 80 - 86.
18. O.C.Zienkiewicz, Robert Leroy Taylor. The Finiteelement method: Solid mechanics. Bristol: ButterworthHeinemann. 2000.
19. Mats G.Larson, Fredrik Bengzon. The f nite element method: Theory, implementation and applications. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag. 2013.
Published
2017-07-31
How to Cite
A.S, V., T.M, D., & Vo Duc, A. (2017). Shell elastic element with cut for drilling shock absorber. Petrovietnam Journal, 7, 25 - 31. https://doi.org/10.25073/petrovietnam journal.v7i0.174
Section
Articles