Том 4 № 1 (2026): Промышленная кибернетика
DOI https://doi.org/10.18799/29495407/2026/1/113
Расчеты обсадных колонн в интервале распространения многолетнемерзлых пород и их модификация с помощью трехмерного моделирования
Выполнен обзор научно-технических публикаций по вопросам построения математических моделей напряженно-деформированного состояния льдистых грунтов и водосодержащих сред, передающих избыточное давление на обсадные колонны. Проведены расчеты обсадных труб в интервале залегания многолетнемерзлых пород для типовой модельной скважины, расположенной в условиях вечной мерзлоты по «Методике выбора конструкции скважин в зоне мёрзлых пород». Разработка уточненной методики расчета нагрузок, передаваемых на колонну, позволит обосновать снижение капитальных затрат при строительстве скважин за счет уменьшения металлоемкости скважинного оборудования до 8 %.
Ключевые слова:
многолетнемерзлые породы, обратное промерзание, крепление скважин, обсадные колонны, методика, моделирование, оптимизация
Библиографические ссылки:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Northern hemisphere permafrost map based on TTOP modelling for 2000–2016 at 1 km2 scale. J. Obu, S. Westermann, A. Bartsch, N. Berdnikov, H. Christiansen, A. Dashtseren, R. Delaloye, B. Elberling, B. Etzelmüller, A. Kholodov, A. Khomutov, A. Kääb, M. Leibman, A. Lewkowicz, S. Panda, V. Romanovsky, R. Way, A. Westergaard-Nielsen, T. Wu, J. Yamkhin, D. Zou. Earth-Science Reviews, 2019, Vol. 193, pp. 299–316. DOI: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.04.023 EDN: KISYKI
2. РД 00158758-207-99. Методика выбора конструкции скважин в зоне мерзлых пород. Тюмень: ООО «ТюменНИИгипрогаз», 1999. 30 с.
3. Солдатов П.В. Силовое воздействие оттаивающих пород на крепь скважин в Арктических регионах: дис. … канд. техн. наук. Якутск, 2013. 150 с.
4. Кузнецов В.Г. Техника и технология повышения долговечности крепи скважин в криолитозоне (проблемы и решения): дис. … д-ра техн. наук. Тюмень, 2024. 329 с.
5. Стетюха В.А., Железняк И.И. Методика расчета на устойчивость эксплуатационной колонны из полимерного материала в многолетнемерзлых породах. Записки Горного института, 2020, Т. 241, C. 22–28. DOI: 10.31897/PMI.2020.1.22 EDN: RKVPZB
6. РД 39-00147001-767-2000 Инструкция по расчету обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин. М.: Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (ВНИИБТ), 1997. 99 с.
7. ГОСТ 632-80. Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2010. 75 с.
8. Frost 3D. Пакет программ для прогнозных расчетов при проектировании на многолетнемерзлых грунтах и создания цифровых двойников. URL: www.frost3d.ru (дата обращения: 30.11.2025).
9. Ansys Workbench (Academic version 2020). URL: www.ansys.com (дата обращения: 30.11.2025).
REFERENCES
1. Obu J., Westermann S., Bartsch A., Berdnikov N., Christiansen H., Dashtseren A., Delaloye R., Elberling B., Etzelmüller B., Kholodov A., Khomutov A., Kääb A., Leibman M., Lewkowicz A., Panda S., Romanovsky V., Way R., Westergaard-Nielsen A., Wu T., Yamkhin J., Zou D. Northern Hemisphere permafrost map based on TTOP modelling for 2000–2016 at 1 km2 scale. Earth-Science Reviews, 2019, vol. 193, pp. 299–316. DOI: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.04.023 EDN: KISYKI.
2. RD 00158758-207-99. Methodology for selecting well design in permafrost zones. Tyumen, TyumenNIIgiprogaz Publ., 1999. 30 p. (In Russ.)
3. Soldatov P.V. Force impact of thawing rocks on well lining in Arctic regions. Cand. Diss. Yakutsk, 2013. 150 p. (In Russ.)
4. Kuznetsov V.G. Technique and technology for increasing the durability of well lining in the cryolithozone (problems and solutions). Dr. Diss. Tyumen, 2024. 329 p. (In Russ.)
5. Stetjuha V.A., Zheleznjak I.I. Methodology for calculating the stability of the polymer operating string in permafrost. Journal of Mining Institute, 2020, vol. 241, pp. 22–28. DOI: 10.31897/PMI.2020.1.22 EDN: RKVPZB
6. RD 39-00147001-767-2000. Instructions for calculating casing strings for oil and gas wells. Moscow, All-Union Research Institute of Drilling Equipment (VNIIBT) Publ., 1997. 99 p. (In Russ.)
7. SS 632-80. Casing pipes and couplings therefor. Specifications. Moscow, Standartinform Publ., 2010. 75 p. (In Russ.)
8. Frost 3D. Software package for predictive calculations in permafrost design and creation of digital twins. Available at: www.frost3d.ru (accessed 30 November 2025).
9. Ansys Workbench (Academic version 2020). Available at: www.ansys.com (accessed 30 November 2025).
