Розроблено методику визначення напружено-деформованого стану свердловин внаслідок вертикальних рухів покрівлі газосховища, викликаних процесами нагнітання та відбору газу в пласті-колекторі.

Предложена система прецизионных измерений деформаций с помощью специально разработанной электронной системы.

Приведена рабочая формула определения более достоверных данных для вертикальных перемещений труб скважин с учетом собственного веса.

Сделан аналитический обзор основных моделей определения влияния осадок земной поверхности на деформации обсадных колон нефтегазовых скважин.

Висвітлено важливу й актуальну задачу - поєднання інженерно-геологічних та геодезичних даних для цілей безпечної роботи експлуатаційних свердловин на територіях підземних сховищ газу. Теоретичні дослідження підтверджені практичними розрахунками та побудовою математичної моделі, яка характеризує напружено-деформований стан в цілому.

Безпечна та надійна експлуатація підземних сховищ газу (ПСГ) передбачає спостереження за вертикальними переміщеннями земної поверхні газосховиша. Для роботи підземного сховища споруджують газокомпресорну станцію, яка слугує для нагнітання та відбирання газу з пласта-колектора через експлуатаційні свердловини, які є безпосередньо пов'язані з газокомпресором через відповідне технологічне обладнання та газопроводи - шлейфи. Під час вивчення вертикальних рухів земної поверхні ПСГ постає проблема розроблення моделі прогнозування цих процесів. Прогнозна модель повинна достовірно відтворювати інформацію про стан прогнозного об'єкта. Кількість показників цієї інформації має бути не надто великою, проте з достовірним ступінем точності відображати величини процесів та явищ, які нас цікавлять. Методика базується на аналізі результатів геодинамічних процесів на ПСГ. Для застосування цієї методики потрібне детальне вивчення геодинамічних процесів на ПСГ із метою встановлення загальних закономірностей даних явищ і процесів. У результаті досліджень встановлено, що рухи земної поверхні та свердловини є повністю адекватними фізичним процесам, пов'язаних з технологічною експлуатацією газосховищ. Тобто, під час закачування газу крівля сховища піднімається, а під час відбирання - опускається. Виконано дослідження з геодинамічних процесів, які надають змогу виявити основні закономірності вертикальних переміщень земної поверхні залежно від місцерозташування пунктів спостереження, а також від конструкцій цих пунктів. На підставі досліджень розроблено прогнозні моделі переміщення різних точок земної поверхні ПСГ. Дослідження надають змогу вирішити проблему використання інженерно-геодезичних даних з метою визначення вертикальних рухів земної поверхні та безпечної експлуатації технічного обладнання ПСГ.

Метою дослідження є встановлення напружено-деформованого стану гірських порід, ліфтових (експлуатаційних) колон та обсадних труб свердловин підземних сховищ газу в найбільш небезпечних місцях: привибійній зоні та гирлі свердловин. Розроблено методику, яка дозволяє на основі гірничо-промислових і геодезичних даних визначати деформаційні характеристики технологічного облаштування та гірських порід свердловин. Зокрема, одержано математичні залежності для встановлення напруг і переміщення гірських порід у привибійній зоні та гирлі свердловин. Здійснено моделювання гірських порід у гирлах свердловин і досліджено вплив вертикальних переміщень на безпеку експлуатації ліфтових колон. Установлено величини переміщення обсадних колон у привибійній зоні.

Геодезичні методи контролю напружено-деформованого стану газопроводів на ділянках надземних переходів передбачають отримання дискретних даних деформації його осі у вигляді набору трьох координат (x, y, z). Для їх опрацювання запропоновано математичну модель експериментально-теоретичного методу геодезичного контролю НДС газопроводів. Процес моделювання здійснено на основі геодезичних дискретних даних, на підставі яких за допомогою інтерполяційного поліному Лагранжа отримано рівняння лінії згину осі газопроводу, що дозволило у подальшому перейти до епюр згинального моменту вздовж всього прольоту. Проведено оцінку точності запропонованого методу, яка показала, що отримані епюри згинального моменту відображають НДС газопроводів з похибкою до 1,5 % на центральній частині його прольоту, а з наближенням до вантових опор похибка зростає до 6 %. Показано, що отриманий вираз максимального згинального моменту дозволяє сформувати необхідну кількість додаткових рівнянь для розкриття статично невизначеної системи "газопровід-опори" з урахуванням можливості кріплень на вантах. Представлена математична модель спрямована на декомпозицію багатопрольотних конструкцій газопроводів, що дозволяє моделювати НДС на кожному з прольотів окремо у рамках цілісної конструкції. Запропонована математична модель опрацювання дискретних даних складає основу експериментально-теоретичного методу геодезичного контролю НДС газопроводів на ділянках надземного переходу з урахуванням їх конструктивних та технологічних факторів.