Claims (2)
Изобретение относитс к контролю и управлению процессом бурени скважин . Известны способы оптимизации режимов бурени скважин, основанные на выборе оптимальных значений осевой нагрузки и частоты вращени породоразрушающего инструмента, отвечающих максимальным значени м механической скорости бурени при задан ной мощности на долоте Известные способы обладают р дом существенных недостатков, св занных с необходимостью поддержани посто нства мощности на долота и неучетом физико-механических свойств разбуриваемых горных пород. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс способ оптимизации режимов бурени сква жин, основанный на задании интервалов геологического разреза и базовых значений осевой нагрузки на поро доразрушающий инструмент, частоты вращени , расхода промывочного носител и выборе компоновки бурильной колонны по максимуму механической скорости проходки 2 . Однако субъективна классификаци буримости горных пород по разреЗУ скважин, определ ема при анализе керна, и неучет согласовани волновых свойств горных пород с энергетическими показател ми бурени не позвол ют рационально осуществл ть расход мощности, идущей на непосредственное разрушение горных пород. Целью изобретени вл етс повышение эффективности процесса бурени за счет обеспечени максимума расхода энергии на разрушение горных пород . Поставленна цель достигаетс тем, что определ ют в заданных интервалах разреза в процессе бурени скважины отношение приращений осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент к приращени м механической скорости проходки, дл тех же интервалов разреза скважины измер ют кинематические и динамические параметры упругих, электрических, магнитных и тепловых колебаний, сопоставл ют их между собой , определ ют коррел ционные моменты между параметрами сопоставлени различных видов колебаний и величинами отношени приращений осевой нагрузки к приращени м механической скорости проходки и по одинаковым значени м коррел ционных моментов наход т оптимальные величины осевой нагрузки, частоты вращени , расхода промывочного носител и компоновку бурильной колонны. На чертеже показана функциональна схема системы дл осуществлени способа . Функциональна схема содержит дат чик 1 глубины скважины, датчик 2 осе вой нагрузки Р на породоразрушающий инструмент, датчик 3 частоты вращени и породоразрушающего инструмента , датчик 4 расхода промывочного носител ч , датчик 5 механической скорости V бурени , блок 6 вычислени кинематических параметров волнового пол , блок 7 вычислени динамических параметров волнового пол , блок 8 вычислени приращений осевой нагрузки dP, блок 9 вычислени меха нической скорости бурени dV, блок 10 вычислени отношени приращений ДР/dV, блок 11 сопоставлени значеНИИ кинематических и динамических параметров колебаний, коррел тор 12 блок прогнозировани 13, осуществл ющий преобразование коррел ционных моментов в значени Р, п, ф , обеспечивающие максимум механической скорости проходки, блок сравнени 14, регул тор 15 приводных механизмов буровой установки, блок синхронизации 16. Способ осуществл етс следующим образом. Сигналы с датчиков 1-5 после обработки в блоках 8 и 9, где вычисл ютс приращени величин осевой нагрузки dp и механической скорости uVfH в блоке 10, где вычисл ютс значени dP/dV, поступают на вход коррел тора 12, Одновременно на вхо коррел тора 12 поступают сигналы с выхода блока 11, в котором осуществ л етс сравнение кинематических и динамических параметров волно вого пол , измеренных в блоках б и 7, С выхода коррел тора 12, где осуществл етс вычисление коррел ци онных моментов между сигналами dP/d и otpg, Vp 5 сигналы коррел ции посту паютв блок прогнозировани 13, осу ществл ющий преобразование коррел ционных моментов в значени / эад ФэаА обеспечивающие максимум механической скорости проходки, В блоке сравнени 14 происходит операци сравнени вычисленных в бл ке 13 значений РЗОД , п зд,д и с измер емыми параметрами Р, п,(р с выходов датчиков 2-4. С выхода бл ка 14 управл ющие сигналы подаютс на вход регул тора 15, который осуществл ет регулирование приводами буровой установки, обеспечива оптимальные величины Р, п, ф . Блок синхронизации 16 осуществл ет управление работой всех блоков в зависимости от глубины скважины, измер емой датчиком 1. Применение изобретени позволит значительно повысить скорость проводки скважин при минимальных затратах за счет обеспечени более эффективного разрушени горных пород при минимальной степени износа долота. Формула изобретени Способ оптимизации режимов бурени скважин, основанный на задании интервалов геологического разреза и базовых значений осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, частоты вращени , расхода промывочного носител и выбора компоновки бурильной колонны по максимуму механической скорости проходки, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности процесса бурени за счет обеспечени максимума расхода энергии на разрушение горных пород , определ ют в заданных интервалах разреза в процессе бурени скважины отношение приращений осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент к приращени м механической скорости проходки, дл тех же интервалов разреза скважины измер ют кинематические и динамические параметры упругих, электрических, магнитнЕлх и тепловых колебаний, сопоставл ют их между собой, определ ют коррел ционные моменты между параметрами сопоставлени различных видов колебаний и величинами отношени приращений осевой нагрузки к приращени м механической скорости проходки и по одинаковым значени м коррел ционных моментов наход т оптимальные величины осевой нагрузки, частоты вргицени , расхода промывочного носител и компоновку бурильной колонны. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3373823, кл. 173-6, 1968. This invention relates to the control and management of a well drilling process. There are known methods for optimizing drilling modes based on the choice of the optimal values of axial load and rotation frequency of a rock destructive tool corresponding to the maximum values of the mechanical drilling speed at a given bit power. The known methods have a number of significant drawbacks associated with the need to maintain power constant chisels and neglecting the physicomechanical properties of drilled rocks. The closest in technical essence to the invention is a method for optimizing drilling modes of wells, based on defining geological section intervals and baseline values of axial load on the rock fracturing tool, rotational speed, flush carrier flow rate and choosing the layout of the drill string to the maximum penetration rate 2. However, the subjective classification of rock drillability by well cuts, as determined by core analysis, and the neglect of matching the wave properties of rocks with the energy indicators of drilling do not allow a rational use of power consumption going into the direct destruction of rocks. The aim of the invention is to increase the efficiency of the drilling process by ensuring maximum energy consumption for the destruction of rocks. The goal is achieved by determining the ratio of the increments of the axial load on the rock-breaking tool to the increments of the mechanical rate of penetration at specified intervals of the well drilling process; for the same intervals of the well cut, the kinematic and dynamic parameters of elastic, electrical, magnetic and thermal vibrations are measured , compare them with each other, determine the correlation moments between the comparison parameters of various types of oscillations and the values of the ratio of the increments axial to manual ultrasonic inspection increments m to ROP and equal to values of the correlation time were optimal t value of axial load, rotational speed, flow rate of wash medium and the arrangement of the drill string. The drawing shows a functional diagram of a system for implementing the method. The functional diagram contains a sensor 1 of the depth of the well, a sensor 2 of the axial load P on the rock-breaking tool, a sensor 3 of the rotational speed and rock-cutting tool, the sensor 4 of the flushing carrier flow rate h, the sensor 5 of the mechanical drilling speed V, unit 6 for calculating the kinematic parameters of the wave field, block 7 calculating the dynamic parameters of the wave field, block 8 for calculating increments of axial load dP, block 9 for calculating the mechanical drilling speed dV, block 10 for calculating the increment ratio DR / dV, block 11 for matching the values of kinematic and dynamic parameters of oscillations, the correlator 12, the prediction block 13, which converts the correlation moments to the values of Р, п, ф, ensuring the maximum mechanical penetration rate, the comparison block 14, the controller 15 of the drilling rig drive mechanisms, the synchronization block 16. The method is carried out as follows. The signals from sensors 1-5 after processing in blocks 8 and 9, where the increments of axial load values dp and mechanical velocity uVfH are calculated in block 10, where dP / dV values are calculated, are fed to the input of the correlator 12, simultaneously to the correlator 12 signals come from the output of block 11, in which the kinematic and dynamic parameters of the wave field measured in blocks b and 7 are compared, from the output of the correlator 12, where the correlation moments between the signals dP / d and otpg are calculated Vp 5 Correlation Signals of Posting Prog Block 13, which transforms the correlation moments into the values / ed FeaA, ensuring maximum mechanical penetration rate. In the comparison block 14, a comparison operation takes place in the block 13 of the PODD values, along with the measured parameters Р, п, ( p from the outputs of sensors 2-4. From the output of the block 14, the control signals are fed to the input of the controller 15, which controls the drives of the drilling rig, providing the optimum values of P, n, f. The synchronization unit 16 controls the operation of all blocks depending on the depth of the well measured by sensor 1. Applying the invention will significantly increase the speed of drilling the wells at the lowest cost by providing more efficient destruction of rocks with a minimum degree of bit wear. Claim Method Optimization of well boring regimes based on defining geological section intervals and baseline values of axial load on rock cutting tools, rotational frequencies, flushing carrier flow rate and selection of the drill string layout for the maximum mechanical penetration rate, characterized in that, in order to increase process efficiency due to ensuring the maximum energy consumption for the destruction of rocks, is determined at specified intervals of the section in the process of drilling wells The ratio of the increments of the axial load on the rock-breaking tool to the increments of the mechanical rate of penetration, for the same well interval, measures the kinematic and dynamic parameters of elastic, electrical, magnetic, and thermal vibrations, compares them to each other, determines the correlation moments between the comparison parameters different types of oscillations and the ratio of the increments of the axial load to the increments of the mechanical penetration rate and the same values of the correlation moments n The optimal values of axial load, frequency of drilling, flow rate of the flushing carrier and layout of the drill string are achieved. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent number 3373823, cl. 173-6, 1968.
2.Айрапетов В.А. и др. Контроль параметров процесса бурени . М., Недра, 1973, с. 104-108.2.Ayrapetov V.A. and others. Control parameters of the drilling process. M., Nedra, 1973, p. 104-108.