SU1162951A1 - Apparatus for monitoring the drilling operation - Google Patents

Apparatus for monitoring the drilling operation Download PDF

Info

Publication number
SU1162951A1
SU1162951A1 SU833588022A SU3588022A SU1162951A1 SU 1162951 A1 SU1162951 A1 SU 1162951A1 SU 833588022 A SU833588022 A SU 833588022A SU 3588022 A SU3588022 A SU 3588022A SU 1162951 A1 SU1162951 A1 SU 1162951A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
divider
output
longitudinal
input
delay line
Prior art date
Application number
SU833588022A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Викторович Рогоцкий
Забира Варисовна Кузнецова
Original Assignee
Центральная Научно-Исследовательская Лаборатория Производственного Ордена Трудового Красного Знамени Объединение "Оренбургнефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральная Научно-Исследовательская Лаборатория Производственного Ордена Трудового Красного Знамени Объединение "Оренбургнефть" filed Critical Центральная Научно-Исследовательская Лаборатория Производственного Ордена Трудового Красного Знамени Объединение "Оренбургнефть"
Priority to SU833588022A priority Critical patent/SU1162951A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1162951A1 publication Critical patent/SU1162951A1/en

Links

Landscapes

  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ, содержащее датчики продольных и поперечных колебаний бурильного инструмента, соединенные через полосовые фильтры с блоком вычислени  средних значений, нуль-орган и блок индикации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено двум  делител ми и линией задержки, причем выходы блоков вычислени  средних значений подключены к входам первого делител , выход которого соединен с первым входом второго делител  и через линию задержки с его вторым входом, а выход второго делител  через нуль-орган св зан с блоком индикации. (Л СA DRILLING CONTROL DEVICE, containing sensors for longitudinal and transverse vibrations of a drilling tool, connected via band-pass filters to the average unit, the zero-organ and the display unit, characterized by the fact that it is equipped with two dividers and a delay line , wherein the outputs of the averaging units are connected to the inputs of the first divider, the output of which is connected to the first input of the second divider and through the delay line to its second input, and the output of the second divider through the null organ is connected to the display unit. (Ls

Description

tttt

Изобретение относитс  к области бурени  нефт ных и газовых скважин и может быть использовано дл  автоматизации управлени  процессом бурени . Цель изобретени  - повышение точ ности. На чертеже представлена структур на  схема предлагаемого устройства Устройство содержит датчик 1 про дольных колебаний бурильного инстру мента, датчик 2 поперечных колебаний бурильного инструмента, полосовые фильтры 3 и 4, блоки 5 и 6 вычи лени  среднего абсолютного отклонен продольных и поперечных колебаний, соответственно, делитель 7 средних абсолютных отклонений продольных и поперечных колебаний, линию 8 задер ки, делитель 9 сигналов, нуль-орган 10 и блок 11 сигнализации. Каждьй из датчиков 1 и 2 соедине ны через полосовые фильтры 3 и 4 с входами блоков 5 и 6 вычислени  сре него абсолютного отклонени  продоль ных и поперечных.колебаний соответственно . Выходы 5 и 6 св заны с двум  вхо дами делител  7 средних абсолютных отклонений, выход которого подключен к одному входу второго дёлите л  9 сигналов через линию 8 задержсредственно . Выход делител  9 через нуль-орган 10 св зан с блоком 11 сигнализации. Устройство работает следуюпщм образом. Буровое долото обладает двум  основными степен ми свободы: вдоль вертикальной оси скважины и в перпендикул рной ей плоскости забо . В процессе бурени  при взаимодействии долота с горными породами возбуждаютс  два основных вида колебаний-продольное и поперечное , которые в форме продольных и поперечных упругих волн передаютс  к устью скважины по бурильной колонне . При нормальном процессе бурени  осуществл етс  ударное приложение нагрузки к забою в вертикальном нап равлении за счет перекатывани  зубьев шарошек долота по забою. В этих услови х возбуждаютс  преимущественно продольные колебани , интенсивность которых значительно 512 превосходит энергетический уровень поперечных волн. При отсутствии износа вооружени  и опор долота в бурильной колонне развиваетс  стационарньгй волновой процесс, а отношение энергетических характеристик продольных и поперечных волн в колонне в этом случае  вл етс  также устойчивой стационарной случайной величиной. При износе вооружени  и заклинивании шарошек услови  ударного приложени  нагрузки за счет качени  шарошек нарушаютс .Шарошки скольз т по забою, разрушение забо  идет в неэффективном режиме поверхностного истирани  и усталостного разрушени  пород., Существенно измен етс  и характер возбуждаемых долотом упругих колебаний. За счет перемещени  долота в плоскости забо  в бурильной колонне возникают интенсивные поперечные колебани . Стационарность волнового процесса в бурильной Колонне нарушаетс , измен етс  соотношение между энергетическими уровн ми продольных и поперечных волн, возникают срывы и всплески функции, характеризующей отношение энергетических характеристик продольных и поперечных волн. Это служит сигналом о нарушении нормального процесса бурени  вследствие износа долота. Продольные и поперечные упругие волны, распростран ющиес  от долота, преобразуютс  датчиками 1 и 2 в электрические сигналы, которые отфильтровываютс  от помех полосовыми, фильтрами 3 и 4 и подаютс  на входы блоков 5 и 6, предназначенных дл  вычислени  среднего абсолютного отклонени  продольных и поперечных колебаний соответственно . Выходные сигналы блоков 5 и 6, пропорциональные среднему абсолютному отклонению продольных и поперечных колебаний, поступают на входы делител  7 средних абсолютных отклонений продольных и поперечных колебаний . При нормально установившемс  процессе бурени  сигналы с блоков 5 и 6  вл ютс  стационарными и по условию стационарности отличаютс  лишь на посто нный множитель. Вследствие этого на выходе делител  7 средних абсолютных отклонений продольных и поперечных колебаний действует посто нный сигнал. При заклинивании долота стационарность случайных волновых процессов нарушаетс , поэтому сигналы на выходе делител  7 уменьшаютс  или увеличиваютс .The invention relates to the field of drilling oil and gas wells and can be used to automate the control of the drilling process. The purpose of the invention is to improve accuracy. The drawing shows the structures on the scheme of the device. The device contains a sensor 1 for longitudinal oscillations of a drilling tool, a sensor 2 for transverse oscillations of a drilling tool, band-pass filters 3 and 4, blocks 5 and 6 for calculating the average absolute deviated longitudinal and transverse vibrations, respectively, divider 7 mean absolute deviations of longitudinal and transverse vibrations, delay line 8, signal divider 9, null organ 10 and signaling unit 11. Each of the sensors 1 and 2 is connected via bandpass filters 3 and 4 to the inputs of blocks 5 and 6 for calculating the mean absolute variation of the longitudinal and transverse vibrations, respectively. Outputs 5 and 6 are connected to two inputs of the divider 7 average absolute deviations, the output of which is connected to one input of the second and l 9 signals through line 8 is delayed. The output of the divider 9 through the null body 10 is connected to the signaling unit 11. The device works as follows. A drill bit has two main degrees of freedom: along the vertical axis of the well and in its perpendicular bottom plane. During the drilling process, when the bit interacts with rocks, two main types of oscillations, longitudinal and transverse, are excited, which in the form of longitudinal and transverse elastic waves are transmitted to the wellhead along the drill string. In the normal drilling process, the impact load is applied to the face in the vertical direction due to the rolling of the teeth of the cutters of the bit along the face. Under these conditions, predominantly longitudinal oscillations are excited, the intensity of which is much higher than the energy level of the transverse waves. In the absence of wear and tear of weapons and bit supports in the drill string, a stationary wave process develops, and the ratio of the energy characteristics of the longitudinal and transverse waves in the string in this case is also a stable stationary random variable. When the arms are worn out and the cones are jammed, the conditions of impact load are violated by rolling the cones. The pellets slide along the face, the destruction of the face goes in an inefficient mode of surface abrasion and fatigue destruction of the rocks. By moving the bit in the bottom plane in the drill string, intense transverse oscillations occur. The stationarity of the wave process in the drillstring is broken, the ratio between the energy levels of the longitudinal and transverse waves changes, there are failures and surges in the function characterizing the ratio of the energy characteristics of the longitudinal and transverse waves. This is a signal that the normal drilling process is disrupted due to bit wear. The longitudinal and transverse elastic waves propagating from the bit are converted by sensors 1 and 2 into electrical signals, which are filtered out from the bandpass noise, filters 3 and 4 and fed to the inputs of blocks 5 and 6, designed to calculate the mean absolute deviation of the longitudinal and transverse oscillations, respectively. . The output signals of blocks 5 and 6, proportional to the average absolute deviation of the longitudinal and transverse oscillations, arrive at the inputs of the divider 7, the average absolute deviations of the longitudinal and transverse oscillations. In a normally established drilling process, the signals from blocks 5 and 6 are stationary and, by the condition of stationarity, differ only by a constant factor. As a result, a constant signal acts at the output of the divider 7 for the mean absolute deviations of the longitudinal and transverse oscillations. When the bit is jammed, the stationarity of random wave processes is disturbed, so the signals at the output of divider 7 decrease or increase.

Дл  установлени  заклинивани  долота по моменту изменени  сигнала на выходе делител  7 служит второй делитель 9. На один его вход подаетс  сигнал с выхода делител  7 через линию 8 задержки, а на второй вход выходной сигнал делител  7 подаетс  непосредственно. Врем  задер ,жки сигнала устанавливаетс  равным, например, 20 с, что обеспечивает своевременное установление заклинки долота до возникновени  аварийной ситуации из-за передержки отработанного долота на забое.To establish bit jamming by the moment of the signal change at the output of the divider 7, the second divider 9 serves. At one input, a signal is output from the output of the divider 7 through delay line 8, and to the second input, the output signal of the divider 7 is fed directly. The delay time of the signal is set to, for example, 20 s, which ensures the timely establishment of the bit jamming before an emergency situation occurs due to overexposure of the spent bit at the bottom.

Таким образом, на вход делител  9 поступают два сигнала: один - адекватный , или синхронный процессам на забое, и второй - задержанный во времени (например, на 20 с). Первый сигнал отображает состо ние долота в момент наблюдени  i , а второйThus, the input of the divider 9 receives two signals: one is adequate, or synchronous to the processes at the bottom, and the second is delayed in time (for example, for 20 s). The first signal represents the state of the bit at the moment of observation i, and the second

сигнал - в предшествующий момент времени t - «Л , где «f-t - врем  задержки сигнала. При отсутствии заклинивани  сигнал на выходе делител  9  вл етс  посто нным. Если заклинивание долота происходит в момент -i , то в этот момент анализируемый сигнал становитс  нестационарным по среднему абсолютному от0 клонению, а предшествующий сигнал, соответствующий времени -t - tft ,  вл етс  еще стационарным. По этой причине сигнал c/-t / cAi - сК , соответствующий отношению на выходе the signal is at the preceding moment of time t - “Л, where“ f-t is the signal delay time. In the absence of jamming, the signal at the output of divider 9 is constant. If the bit is jammed at the moment -i, then at that moment the signal being analyzed becomes unsteady by the mean absolute deviation, and the preceding signal corresponding to the time -t - tft is still stationary. For this reason, the signal c / -t / cAi is cK corresponding to the output ratio

5 делител  9, значительно превышает порог срабатьшани  нуль-органа 10, В этот момент с нуль-органа 10 поступает управл киций сигнал в блок 11 сигнализации.5 divider 9, significantly exceeds the threshold of a zero-body request 10, At this moment the control signal from the zero-body 10 comes to the signaling unit 11.

00

Преимущества предлагаемого устройства состо т в обеспечении более точной оптимальной длительности долблени . Надежность выдаваемой информации о состо нии долота обоснована The advantages of the proposed device are to provide a more accurate optimal length of slotting. The reliability of the issued information on the state of bits justified

5 путем экспериментальной проверки при бурении скважин.5 by experimental verification during drilling.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ, содержащее датчики продольных и поперечных колебаний бурильного инструмента, соединенные через полосовые фильтры с блоком вычисления средних значений, нуль-орган и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя делителями и линией задержки, причем выходы блоков вычисления средних значений подключены к входам первого делителя, выход которого соединен с первым входом второго делителя и через линию задержки с его вторым входом, а выход второго делителя через нуль-орган связан с блоком индикации. ΞDEVICE FOR MONITORING THE DRILLING PROCESS, containing longitudinal and transverse vibrations of the drilling tool, connected via bandpass filters to the average value calculation unit, a zero-organ and an indication unit, characterized in that, in order to improve accuracy, it is equipped with two dividers and a delay line, moreover, the outputs of the blocks for calculating the average values are connected to the inputs of the first divider, the output of which is connected to the first input of the second divider and through the delay line with its second input, and the output of the second divider through ul-body associated with the display unit. Ξ SU ,.„1162951 >SU,. „1162951> ϊ ·ϊ ·
SU833588022A 1983-05-05 1983-05-05 Apparatus for monitoring the drilling operation SU1162951A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833588022A SU1162951A1 (en) 1983-05-05 1983-05-05 Apparatus for monitoring the drilling operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833588022A SU1162951A1 (en) 1983-05-05 1983-05-05 Apparatus for monitoring the drilling operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1162951A1 true SU1162951A1 (en) 1985-06-23

Family

ID=21062250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833588022A SU1162951A1 (en) 1983-05-05 1983-05-05 Apparatus for monitoring the drilling operation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1162951A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР # 787625, кл. Е 21 В 45/00, 1979. Авторское свидетельство СССР Н 972065, кл. Е 21 В 44/00, 1981. . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4527425A (en) System for detecting blow out and lost circulation in a borehole
US4926686A (en) Method for determining the wear of the cutting means of a tool during drilling a rocky formation
NO311234B1 (en) Procedure and system for predicting the occurrence of a malfunction during drilling
GB2195773A (en) Measuring drillstem loading and behavior
SU1162951A1 (en) Apparatus for monitoring the drilling operation
CN112012797A (en) Evaluation method for coal mine impact danger pressure relief effect
CN106801602A (en) Using the method for the pressure wave signal real-time monitoring gas cut of measurement while drilling instrument
US10871047B2 (en) Drilling plant machine and method of operation
US5999891A (en) Method and system for detecting the precession of an element of a drill string
US20160097249A1 (en) Flow switch algorithm for pulser driver
SU1366636A1 (en) Method of detecting the moment of changing drillability of formation
SU448270A1 (en) A device for determining the bit seizure during drilling
SU1696729A1 (en) Method of forecasting outburst hazard in breakage or development face
SU1384738A2 (en) Method of sinking directional wells
RU2036301C1 (en) Method for determination of wear of drill bit bearing and cutting structure during well drilling by screw downhole motor
SU1463919A1 (en) Method of locating safe zones of face-adjoining area of outburst-hazardous coal seam
SU935603A1 (en) Device for controlling well drilling process
SU1002543A1 (en) Drilling process control system
SU1099058A1 (en) Apparatus for monitoring the wear of bit
SU1668689A1 (en) Method for determining coal seam zones safe as to gas- dynamic phenomena
RU8033U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF WEAR OF CONICAL THREADED CONNECTIONS OF DRILL RODS
SU1191565A1 (en) Method of preventing breakdown of drilling tool in well-drilling process
SU1129336A1 (en) Apparatus for receiving information from hole bottom through hydraulic communication channel
SU735753A1 (en) Apparatus for monitoring three-dimensional attitude of borehole shaft during drilling
SU846718A1 (en) Device for detecting bit vibration at well head