SU1162953A1 - Method of controlling the process of rotary drilling of rock - Google Patents

Method of controlling the process of rotary drilling of rock Download PDF

Info

Publication number
SU1162953A1
SU1162953A1 SU833681193A SU3681193A SU1162953A1 SU 1162953 A1 SU1162953 A1 SU 1162953A1 SU 833681193 A SU833681193 A SU 833681193A SU 3681193 A SU3681193 A SU 3681193A SU 1162953 A1 SU1162953 A1 SU 1162953A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
drilling
power
level
speed
mechanical
Prior art date
Application number
SU833681193A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Алексеев
Николай Николаевич Михеев
Олег Иванович Шерстюк
Александр Васильевич Чигирин
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промышленного объединения "Союзгеотехника"
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 Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промышленного объединения "Союзгеотехника" filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промышленного объединения "Союзгеотехника"
Priority to SU833681193A priority Critical patent/SU1162953A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1162953A1 publication Critical patent/SU1162953A1/en

Links

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД , включающий контроль мощности, затраченной на бурение, регистрацию ее возрастающих пиковых отклонений и уменьшение одновременно с этим осевой нагрузки и скорости вращени  до стабилизации уровн  мощности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности ререгулировани  путем оперативного прекращени  зависани  бурового снар да, вызываемого возбуждением его качени  по стенкам скважины, определ ют механическую скорость бурени ,, регистрируют ее отклонение от первоначально заданного уровн ,соответствующего стабилизации уровн  мощности, и в случае возникновени  релаксационных колебаний механической скорости бу- с рени  при снижении ее среднего уров-; /3 н  с одновременным пиковым возрастанием мощности осевую нагрузку увеличис вают до получени  первоначально заданного уровн  механической скорости ; бурени .,- О5 to 0 01 Од METHOD OF REGULATING THE PROCESS OF ROTATING DRILLING OF ROCKS, including monitoring the power spent on drilling, registering its increasing peak deviations and simultaneously reducing the axial load and speed of rotation until the power level stabilizes, characterized in that, in order to increase re-regulation efficiency by quickly stopping the suspension the drill bit, caused by the excitation of its rolling along the walls of the well, determine the mechanical speed of drilling, register its deviation from initially set level, corresponding to stabilization of the power level, and in case of occurrence of relaxation oscillations of the mechanical rhythm of buccane with a decrease in its average level; (3 n) with a simultaneous peak increase in power, the axial load is increased to obtain the initially specified level of mechanical speed; bureni., - O5 to 0 01 Od

Description

11 Изобретение относитс  к вращатель ному бурению скважин, а именно к спо собам оптимального управлени  и регу лировани  процесса вращательного бу рени  с применением бурильных труб. Цель изобретени  - пЬвьппение эффе тивности регулировани  путем оперативного прекращени  зависани  бурового снар да, вызьгааемого возбуждением его качени  по стенкам скважины , В процессе бурени  скважины при нормальном движении бурового снар да -обращении - его ось вращаетс  вокруг, оси скважины или вокруг некоторой оси,- несовпадающей с осью симметрии скважины. При этом бзфовой снар д скользит по стенкам скважины или не касаетс  их. Максимальна  удельна  сила (f ) прижати  элемента 1 л етс  снар да к стенке скважины опреде в этом случае главным образом величиной центробежной силы - d f mu) а вектор силы трени  (F) при скольжении элемента по стенке скважины направлен протироположно вектору абсолютной скорости скольжени  -4 .Г -V F - JU. f sign: где га - масса элемента (единицы длины) снар да; U) - углова  скорость врап1ени  инструмента; D и d- диаметры скважины-и элемен та снар да; ,, коэффициент трени  снар д о стенки скважины; окружна  скорость элемент снар да; механическа  скорость бурени  . При этом осева  составл юща  сил трений FJ, элемента снар да о стенскважины составл ет V« F, I F tg Однако поскольку при вращательном бурении скорость вращени  инструмент во много раз превосходит механическу скорость, то осева  составл юща  сил трени  ( Fg ) при обращении снар да ничтожно мала, и поэтому осева  наг3 руэка практически полностью передаетс  на забойскважины , что обеспечивает стабильность уровн  механической скорости при неизменных параметрах релшма бурени . Стабильный характер имеет и мощность, затрачиваема  на вращение бурового снар да при его устойчивом обращении.Поэтому при обращении снар да процесс вращательного бурени  регулируют по уровню мощности, так как изменени  уровн  мощности в этом отражают главным образом забойные процессы.При этом в процессе бзфени  на выбранной скорости вращени  инструмента плавно увеличивают осевую нагрузку до тех пор, пока не по вл етс  возрастание мощности в врще пиковых отклонений от стабильного уровн , что отражает переход от мокрого трени  к сукому между породоразрушающим инструментом и горной породой. При по влении указанных пиковых отклонений осевую нагрузку и (или) скорость вращени  уменьшают до стабилизации уровн  мощности и на этом режиме осуществл ют бурение. При качении снар да удельна  с.ила прижати  его элемента к стенке скважины существенно возрастает (обычно более, чем на два пор дка) и вычисл етс  по формуле ID - d fv т5г где И W -углова  скорость качени  снар да. Кроме того, при качении снар да без скольжени  вектор силы трени  его элемента о стенки скважины направлен противоположно осевому перемещению снар да; поэтому осева  составл юща  сил трени  (Fj ) при качении снар да достаточно велика и вычисл етс  по формуле F jitf ц ,(5) Наличие силы F направленной противоположно осевой нагрузке,предопредел ет зависание снар да, при котором осева  нагрузка передаетс  на забой скважины лишь частично. В свою очередь,зависание снар да  вл етс  причиной уменьшени  механической скорости бурени  из-за снижени  осевой нагрузки на забой и заполировани  алмазных коронок.Обычно вследствие осевых колебаний бурового снар да зав периодивисание снар да выражаетс  II ческом дискретном сползании его к 3 забою скважины, что вызывает релакс ционные колебани  механической скор ти бурени  с частотой пор дка 0,050 ,5 Гц. При.зтом среднее значение механической скорости обычно снижаетс  по сравнению с тем уровнем, который наблюдаетс  до возбуждени  качени  снар да. Последнее, кроме того, приводит к увеличению среднег уровн  мощности с увеличением ампли туды колебаний ее мгновенных значений , что вызываетс  главным образом колебани ми осевой нагрузки на забое скважины. Таким образом, возбуждение качени  снар да определ ют по возникновению релаксацион ных колебаний механической скорост бурени  со снижением ее среднего уровн  и повьшению уровн  мощности, затрачиваемой на бурение с увеличением амплитуды колебаний ее мгновен ных значений. По предлагаемому способу в этом случае процесс бурени  регулируют по поддержанию исходного заданного (до возбуждени  качени  снар да) уровн  механической скорости бурени . При этом с 5пченьшением скоро ти бзфени  осевую нагрузку увеличивают , чтобы преодолеть действие осевой составл ющей сил трени , выз вавшей зависание снар да, и восстановить исходнь уровень механическо скорости. Указанные операции в процессе бурени  периодически повтор ют в соответствии с частотой колеба ний механической скорости бурени . В процессе регулировани  возможное возрастание уровн  мощности ограничивают допустимым пределом, например , с помощью ограничител  крут щего момента типа ОМ-40, В предлагаемом способе регулировани  процесса вращательного бурени контролируют мощность, затрачиваемую на бурение, например, с помощью самопишущих киловатТметров типа Н-395 и механическую скорость бурени , например, с применением серийной контрольно-измерительной ап паратзфы типа Курс-441. При стабилизации уровней механической скорости бурени  и мощности, например, после срыва (ликвидации) качени  снар да снова переход т к регулированию процесса бурени  по уровню мощности, описанному выше. Следует отметить, что операции регу 53 лировани  по уровн м мощности и менической скорости, основанр1Ь е на разных физических  влени х, возникающих при вращательном бурении, не обладают и формальным сходством: при регулировании по мощности с увеличением мощности в виде пиковых отклонений осевую нагрузку уменьшают , а при регулировании по механической скорости с уменьшением скорости и одновременном возрастанием мощности (при возбуждении качани  снар да) осевую нагрузку, наоборот, увеличивают. На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства,анализирующего предпатаемыА способ в случае ручного регулировани  процесса бурени ; на фиг.2 и 3 - диаграммы затрат мощности, иллюстрирующие соответственно регулирование процесса бурени  по уровню мощности при обращении снар да и по поддержанию посто нным уровн  механической скорости бурени  при качании снар да; на фиг. 4 - фрагмент диаграммы затрат мощности, отражающей нерегулируемый по уровню механической скорости процесс бурени . При ручном регулировании процессом бурени  после включени  бурового агрегата 1 -{фиг.1) бурильщик 2 с помощью руко ток приводов вращени  3 и подачи 4 устанавливает рациональные значени  параметров режима бурени  - скорости вращени  и осевой нагрузки ( например, на основании предшеств5тощего опыта или расчета), анализиру  при этом характер изменени  мощности и скорости бурени  соответственно по регистраторам 5 и 6, и определ ет критерий (канал) регулировани . Если показани  р егистраторов мощности 5 и скорости бурени  6 стабильны, то бурильщик приступает к регулированию процесса бурени  (поиску оптимального режима) по параметру мощности (первый канал), дл  чего продолжает плавно увеличивать осевую нагрузку и (или) скорость вращени , контролиру  свои действи  по регистраторам 5 и 6, которые при этом показывают адекватные приращени  мощности и механической скорости. Указанную операцию бзфильщик продолжает до тех пор, пока на регистраторе не по вл ютс  резкие (неадекватные) возрастани  мощности в виде пиковых 5 отклонений, после чего он уменьшает осевую нагрузку и (или)скорость вращени  до исчезновени  этих пиков и на этом оптимальном режиме, обеспечивающем наибольшую механическую скорость и ресурс коронки, продолжает бурение. Если при установившем с  процессе бурени  бурильщик обнаруживает по регистраторам 5 и 6 самопроизвольное резкое возрастание мощности в виде длительных (или пиковых ) отклонений ее посто нной составл ющей с увеличением амплитуды переменной составл ющей и при этом релаксационные (негармонические ) колебани  механической скорост с частотой пор дка 0,05-0,5 Гц и сн жением ее среднего уровн , то бурильщик приступает к регулированию процесса бурени  по механической ск рости (второй канал), дл  чего при неизменной скорости вращени  увеличивают осевзпо нагрузку до исчезновени  релаксационных колебаний механической скорости и стабилизации ее на исходном (до возникновени  релаксационньк колебаний) уровне и уменьшает осевую нагрузку при пре вышении этого уровн . Естественно, что исходный уровень механической скорости - величина непосто нна  и зависит от степени износа коронки ( в том числе и за врем  регулировани ), смены пород и т.п. Поэтому основной целью регулировани  по второму каналу  вл етс  не достижение в точности исход го уровн  механической скорости, а устранение ее релаксационных колебаний и достижение стабилизации ско рости, что обеспечивает передачу оп тимальной нагрузки на забой и в ито выход на ту величину механической скорости, котора  может быть реализована в данных услови х при регулировании по первому каналу. В процессе регулировани  по мощности и механической скорости скачки мощности могут превзойти допустимый предел и тогда срабатывает ограничительное устройство 7 (фиг.1), отключа  вращение бурового снар да. Регулирование процесса бурени  с уч тием бурильщика (оператора) в силу ограниченности физических возможностей человека по воспри тию и анализу текущей информации не всегда обеспечивает правильность веде3 ни  процесса бурени . Поэтому предлагаемый способ особенно целесообразно примен ть в автоматизированных системах управлени  процессом бурени  . Дл  реализации предлагаемого способа при автоматизированном управлении процессом бурени  на буровом агрегате 1 функции оператора может выполн ть устройство (например, микроЭВМ ),которое снабжено соответствующими алгоритмами, построенными на основании специфических признаков указанных ситуаций: стабильность уровней мощности и скорости бурени  (нормальное бурение), скачкообразное увеличение мощности в сочетании с релаксационными колебани ми скорости бурени  (бурение с .качением снар да) . После распознавани  ситуации управл юща  система через регулируемые привод 3 и орган 4 подачи приступает к реализации одной из программ: регулированию по мощности или скорости бурени . Пример. Реализаци  предлагаемого способа регулировани  процесса вращательного бурени  была осуществлена на одном из месторождений НПО Союзглавгеологоразведка при бурении плановых скважин №№ 1637 и 1642 с проектными глубинами 800 и 1200м. На обеих скважинах объемы бурени  с обращением и качением снар да распредел лись приблизительно поровну. Качение снар да определ ли по оперативным признакам ( возрастание мощности и колебани  ее уровн , возникновение релаксационных колебаний механической скорости со снижением ее среднего уровн ), а также по вспомогательным признакам (характер кернообразовани , износа инструмента и др) . При обращении снар да регулирование процесса бурени  осуществл ли по поддержанию заданного уровн  мощности, при котором отмечалась наибольша  стойкость алмазных коронок, а уровень механической скорости составл л 3-3,5 м/ч. Фрагмент диаграммы затрат мощности, отражающей указанное регулирование при бурении скважины № 1642 в интервале 643,7-649,4 м, показан на фиг. 2, Регулирование сводилось к установлению заданного уровн  мощности плавным увеличением осевой нагрузки приблизительно до11 The invention relates to rotary drilling of wells, namely to methods of optimal control and regulation of the process of rotary drilling using drill pipes. The purpose of the invention is to improve the efficiency of regulation by quickly stopping the drilling rig from causing it to roll along the walls of the well. During the drilling of a well in a normal movement of the drill bit, its axis rotates around, the axis of the well or around some axis is not coincident with the axis of symmetry of the well. At the same time, the bzf projectile slides along the walls of the well or does not touch them. The maximum specific force (f) pressing the element 1 projectile against the borehole wall is determined in this case mainly by the magnitude of the centrifugal force (df mu) and the friction force vector (F) when the element slides along the borehole wall is pro-negative to the absolute velocity vector -4 .G -VF - JU. f sign: where ha is the mass of the element (unit of length) of the projectile; U) is the angular velocity of the tool; D and d are borehole diameters and projectile elements; ,, the coefficient of friction of the projectile on the borehole wall; circumferential element velocity yes; mechanical drilling speed. At the same time, the axial component of the friction forces FJ, the projectile element of the borehole is V F F, IF tg However, since during rotational drilling the rotation speed of the tool is many times greater than the mechanical speed, the axial component of the friction force (Fg) when the projectile turns It is negligible, and therefore the axial shaft of the rueck is almost completely transmitted to the wells, which ensures the stability of the level of mechanical speed with constant drilling parameters. The power spent on the rotation of the drill bit at its steady circulation is also stable. Therefore, when turning the projectile, the rotary drilling process is regulated according to the power level, since changes in the power level in this reflect mainly downhole processes. At the same time, in the process bzfeni on the selected tool rotation speeds smoothly increase the axial load until an increase in power occurs at the peak of deviations from a stable level, which reflects the transition from wet friction to su CB between rock cutting tool and the rock. When these peak deviations appear, the axial load and / or rotational speed decrease until the power level stabilizes and drilling is performed in this mode. When rolling a projectile, the specific force of pressing its element against the borehole wall increases significantly (usually more than two orders of magnitude) and is calculated by the formula ID - d fv t5g where AND W is the angular velocity of the projectile. In addition, when the projectile rolls without sliding, the force vector of friction of its element against the borehole walls is directed opposite to the axial displacement of the projectile; therefore, the axial component of the friction force (Fj) when the projectile rolls is sufficiently large and is calculated by the formula F jitf, (5) The presence of the force F directed opposite to the axial load determines the projectile hang, at which the axial load is transferred to the bottom hole partially. In turn, the sticking of the projectile causes a decrease in the mechanical drilling rate due to a decrease in the axial load on the face and polishing of diamond crowns. Usually, due to axial oscillations of the drilling projectile, the periodical slip of the projectile causes it to slip to the bottom hole 3 causes relaxation oscillations of the mechanical drilling rate with a frequency of about 0.050.5 Hz. In this case, the average value of the mechanical speed is usually reduced in comparison with the level that is observed before the projectile rolling motion. The latter, moreover, leads to an increase in the average power level with an increase in the amplitude of oscillations of its instantaneous values, which is mainly caused by oscillations of the axial load at the bottom of the well. Thus, the excitation of the rolling motion of the projectile is determined by the occurrence of relaxation oscillations of the mechanical drilling rate with a decrease in its average level and an increase in the power level spent on drilling with an increase in the amplitude of oscillations of its instantaneous values. According to the proposed method, in this case the drilling process is regulated by maintaining the initial predetermined (before driving the projectile roll) level of the mechanical drilling rate. At the same time, with the acceleration of speed bzfeni, the axial load is increased in order to overcome the action of the axial component of the friction forces, which caused the projectile to hang, and to restore the initial level of mechanical speed. These drilling operations are periodically repeated in accordance with the frequency of oscillations of the mechanical drilling rate. In the control process, the possible increase in the power level is limited by the allowable limit, for example, using an OM-40 type torque limiter. In the proposed method of controlling the rotational drilling process, the power expended in drilling is controlled, for example, using H-395 self-recording kilowatts and mechanical drilling rate, for example, using serial Kurs-441 type test instrumentation. When the levels of mechanical drilling speed and power are stabilized, for example, after disruption (elimination) of the rolling of the projectile, the transition to drilling process is again regulated according to the power level described above. It should be noted that the operations of adjusting for power levels and menisic speed based on various physical phenomena arising during rotary drilling do not have a formal similarity: when adjusting power with increasing power in the form of peak deviations, axial load decreases, and when controlled by mechanical speed, with a decrease in speed and a simultaneous increase in power (when a projectile is excited), the axial load, on the contrary, increases. FIG. Figure 1 shows a block diagram of a device that analyzes the preparatory method in the case of manual adjustment of the drilling process; Figures 2 and 3 are power output diagrams illustrating, respectively, the regulation of the drilling process by power level when the projectile is turned on and to maintain a constant level of the mechanical speed of drilling when the projectile is rocked; in fig. 4 shows a fragment of the power cost diagram reflecting the drilling process unregulated by the mechanical speed level. When manually adjusting the drilling process after turning on the drilling unit 1 - (FIG. 1), the driller 2 uses the rotary actuator handles 3 and the feed 4 to establish rational values for the drilling mode parameters — rotation speed and axial load (for example, based on previous experience or calculation) , analyzing the nature of the change in power and speed of drilling, respectively, on recorders 5 and 6, and determines the control criterion (channel). If the readings of driver power registers 5 and drilling rates 6 are stable, the driller proceeds to adjust the drilling process (search for the optimal mode) by the power parameter (first channel), for which he continues to gradually increase the axial load and / or rotation speed, controlling his actions registrars 5 and 6, which at the same time show adequate increments of power and mechanical speed. This operation continues until the recorder shows abrupt (inadequate) power increases in the form of peak 5 deviations, after which it reduces the axial load and / or rotational speed until these peaks disappear and at this optimal mode, ensuring the greatest mechanical speed and resource of the crown, drilling continues. If the driller detects a spontaneous abrupt increase in power in the form of a continuous drilling process in the form of long-term (or peak) deviations of its constant component with an increase in the amplitude of the variable component and, at the same time, relaxation (non-harmonic) oscillations of the mechanical speed with the frequency of the order 0.05-0.5 Hz and lowering its average level, the driller proceeds to regulate the drilling process according to mechanical speed (the second channel), for which, at a constant rotation speed, increase Axial loading until the relaxation oscillations of the mechanical velocity disappear and stabilizes it at the initial (before relaxation oscillations) level and reduces the axial load when this level is exceeded. Naturally, the initial level of mechanical speed is not constant and depends on the degree of wear of the crown (including during adjustment), change of rocks, etc. Therefore, the main purpose of regulation in the second channel is not to achieve the exact level of the mechanical speed, but to eliminate its relaxation oscillations and to achieve stabilization of the speed, which ensures the transfer of the optimal load on the bottom and the output to the amount of mechanical speed that can be implemented under these conditions when regulating through the first channel. In the process of adjusting for power and mechanical speed, power surges can exceed the allowable limit and then the limiting device 7 (figure 1) is triggered, disabling the rotation of the drill string. Regulation of the drilling process with consideration of the driller (operator) due to the limited physical abilities of a person in the perception and analysis of current information does not always ensure the correctness of the drilling process. Therefore, the proposed method is particularly useful in automated drilling control systems. For the implementation of the proposed method with automated control of the drilling process on the drilling unit 1, the operator’s functions can be performed by a device (for example, a microcomputer), which is equipped with appropriate algorithms built on the basis of specific features of these situations: stability of power levels and drilling speed (normal drilling), stepwise power increase in combination with relaxation fluctuations in the drilling rate (drilling with projectile loading). After the situation is recognized, the control system, through the adjustable drive 3 and the feeder 4, proceeds to implement one of the programs: power or speed control. Example. The implementation of the proposed method for regulating the rotary drilling process was carried out at one of the fields of the Soyuzglavgeologologaya NPO when drilling planned wells No. 1637 and 1642 with design depths of 800 and 1200 m. In both wells, the volumes of drilling with rolling and rolling of the projectile were distributed approximately equally. Projectile rolling was determined by operational characteristics (increase in power and fluctuations in its level, the occurrence of relaxation oscillations of the mechanical velocity with a decrease in its average level), as well as in auxiliary signs (character of core formation, tool wear, etc.). When handling the projectile, the drilling process was regulated to maintain a given power level at which the highest resistance of the diamond crowns was noted, and the level of mechanical speed was 3-3.5 m / h. A fragment of the power cost diagram, reflecting the specified regulation when drilling well No. 1642 in the interval 643.7-649.4 m, is shown in FIG. 2, Regulation was reduced to the establishment of a given power level by smoothly increasing the axial load to approximately

1300 кг, котора  практически не измен лась в течение проходки интервала хода шпиндел  станка вледствие стабильности уровн  мощности и механической скорости (на диаграмме фиг. 2 временные интервалы между перекреплени ми снар да одинаковы). . При возбуждении качени  снар да по индикатору аппаратуры Курс-411 регистрировали колебани  механической скорости бурени  в диапазоне 3,20 ,8 м/ч с частотой 0,05-0,5 Гц. Процесс бурени  регулировани  по исходнму уровню механической скорости ( л/ 3 м/ч ,) выборочно в различных интервалах бурени  скважин №№ 1637 и 1642 путем плавного увеличени  осевой нагрузки при снижении механической скорости и уменьшени  нагрузки при увеличении скорости выше 3 м/ч. 1300 kg, which remained almost unchanged during the penetration of the spindle stroke of the machine due to the stability of the power level and mechanical speed (in the diagram of Fig. 2, the time intervals between the projectile bindings are the same). . When the rolling motion of the projectile was excited, the oscillations of the mechanical drilling speed in the range of 3.20, 8 m / h with a frequency of 0.05–0.5 Hz were recorded using the Kurs-411 instrumentation indicator. The drilling process of adjusting at the initial level of mechanical speed (l / 3 m / h) selectively at different intervals of the drilling of wells No. 1637 and 1642 by gradually increasing the axial load while reducing the mechanical speed and decreasing the load with increasing speed above 3 m / h.

На фиг. 3 представлен фрагмент диаграммы затрат мощности, иллюстрирующей регулирование процесса бурени  по уровню механической скорости бурени  (скважина № 1657, интервал глубин 752,2-758,0 Ом) .. Из диаграммы видно, что несмотр  на увеличениеи резкие колебани  затрат мощности, скорость бурени  на заданном уровне (3 м/ч) поддерживалась посто нной (интервалы между перекреплени ми снар да одинаковы) .,.FIG. Figure 3 shows a fragment of the power cost diagram illustrating the regulation of the drilling process by the level of the mechanical drilling speed (well No. 1657, depth interval 752.2-758.0 Ω). a predetermined level (3 m / h) was kept constant (the intervals between the projectile bindings are the same).

Дл  сравнени  на фиг. 4 приведена диаграмма затрат мощности, зарегистрированна  в тех же услови х бурени , но без применени  регулировани  по уровню механической скорости. В данном случае установленна после запуска вращени  инструмента осева  нагрузка не измен лась в течение бурени  интервала хода шпиндел  станка. Это привело, как видно из рассмотрени  фрагмента диаграммы фиг. 4, к колебанию механической скорости бурени  с уменьшением ее среднего значени  при бурении практически каждого интерзала хода пшиндел  станка (интервалы между перекреплени ми нео- динаковы и больше в среднем на 30% соответствующих интервалов при регулируемом процессе ) .For comparison, in FIG. Figure 4 shows the power cost diagram recorded under the same drilling conditions, but without the use of an adjustment for the level of mechanical speed. In this case, the axial load of the axial load that was set after starting the rotation of the tool did not change during the drilling of the spindle stroke interval of the machine tool. This resulted, as can be seen from the examination of the fragment of the diagram of FIG. 4, to the fluctuation of the mechanical drilling rate with a decrease in its average value when drilling almost every interval of the machine toolpath (the intervals between perekreleni are unequal and more than 30%, on average, of the corresponding intervals in the controlled process).

Помимо исключени  потерь от снижени  механической скорости и, следовательно , производительности бурени  предлагаемый способ регулировани  способствует уменьшению расхода анализов за счет уменьшени  заполировани  и износа алмазных коронок, возникающих при зависании, снар да и отсутствии соответствующего регулировани  процесса бурени  осевой нагрузкой.In addition to eliminating losses from a decrease in mechanical speed and, consequently, drilling performance, the proposed method of regulation contributes to reducing the consumption of analyzes by reducing polishing and wear of diamond crowns arising from hang-up, projectile and the absence of appropriate adjustment of the drilling process by axial load.

тt

мЛML

ffffwffffw

АЛЛAlll

ггЩGSH

Фиг.ЗFig.Z

Claims (1)

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий контроль мощности, затраченной на бурение, регистрацию ее возрастающих пиковых отклонений и уменьшение одновременно с этим осевой нагрузки и скорости вращения до стабилизации уровня мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности ререгулирования путем оперативного прекращения зависания бурового снаряда, вызываемого возбуждением его качения по стенкам скважины, определяют механическую скорость бурения,. регистрируют ее отклонение от первоначально заданного уровня,соответствующего стабилизации уровня мощности, и в случае возникновения релаксационных колебаний механической скорости бу- с рения при снижении ее среднего уров-~ ня с одновременным пиковым возраста- f нием мощности осевую нагрузку увеличивают до получения первоначально за- £ данного уровня механической скорости _ ; бурения. , ZMETHOD FOR REGULATING THE ROTARY ROTARY DRILLING PROCESS OF ROCKS, including monitoring the power spent on drilling, recording its increasing peak deviations and at the same time reducing axial load and rotation speed to stabilize the power level, characterized in that, in order to increase the efficiency of the regulation by quickly stopping the hang drill, caused by the excitation of its rolling along the walls of the well, determine the mechanical drilling speed. register its deviation from the initially set level corresponding to stabilization of the power level, and in the case of relaxation oscillations of the mechanical drilling speed with a decrease in its average level with a simultaneous peak increase in power, the axial load is increased until the initial a given level of mechanical speed _ ; drilling. , Z Фиг.1Figure 1
SU833681193A 1983-12-27 1983-12-27 Method of controlling the process of rotary drilling of rock SU1162953A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833681193A SU1162953A1 (en) 1983-12-27 1983-12-27 Method of controlling the process of rotary drilling of rock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833681193A SU1162953A1 (en) 1983-12-27 1983-12-27 Method of controlling the process of rotary drilling of rock

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1162953A1 true SU1162953A1 (en) 1985-06-23

Family

ID=21096148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833681193A SU1162953A1 (en) 1983-12-27 1983-12-27 Method of controlling the process of rotary drilling of rock

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1162953A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Автоматизации процессов глубокого бурени . М., Гостоптехиздат, 1961, с. 3-27. Авторское свидетельство СССР № 947405, кл. Е 21 В 45/00, 1974. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4165789A (en) Drilling optimization searching and control apparatus
US4195699A (en) Drilling optimization searching and control method
AU711088B2 (en) Method of regulating drilling conditions applied to a well bit
AU725974B2 (en) Drilling assembly with reduced stick-slip tendency
EP3099883B1 (en) Improved control of well bore trajectories
AU709128B2 (en) Method of assaying downhole occurrences and conditions
US7341116B2 (en) Drilling efficiency through beneficial management of rock stress levels via controlled oscillations of subterranean cutting elements
EP2976496A1 (en) Drilling system control
US5507353A (en) Method and system for controlling the rotary speed stability of a drill bit
WO2000014382A1 (en) Method of determining drill string stiffness
SU1162953A1 (en) Method of controlling the process of rotary drilling of rock
CA2072138A1 (en) Method for conducting an oil drilling operation
CN109162692A (en) A kind of soft torque control system and method
EP1766186A1 (en) Method and system for collaring
SU899884A1 (en) Method of automatic control of drilling duty of rotary rigs
SU1578323A2 (en) Automatic control system for core drilling
RU1796769C (en) Method of rock drilling control
RU2093674C1 (en) Drilling process regulation method
Chirikutsi Mitigating borehole drill string torsional vibration and shock
SU840311A1 (en) Method of controlling optimized axial load applied to bitt in turbo-drilling
SU1245688A1 (en) Method of controlling the process of rotary drilling of rock
RU2016193C1 (en) Method of drilling control
SU960425A1 (en) Method of controlling the process of drilling blast-holes
SU1719122A1 (en) Weight-on-bit and rotational speed automatic control system
SU1479632A1 (en) System for automatic control of drilling process