SU819313A1

SU819313A1 - Способ оптимизации и регулировани РЕжиМОВ буРЕНи СКВАжиН

Info

Publication number: SU819313A1
Application number: SU792762803A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Викторович Рогоцкий; Анатолий Васильевич Солдатов
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1981-04-07

Description

(54) СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

1

Изобретение относитс к контролю и управлению процессов бурени скважин.

Известен способ оптимизации режимов бурени , основанный на определении непроизводительных потерь энергии в бурильной, колонне 1 .

Недостаток способа - неполный учет динамических процессов при бурении скважин, вследствие чего энергоемкость процессов контролируетс недостаточно точно.

также способ оптимизации режимов бурени , основанный на определении и поддержании максимальной механической скорости буре«и путем изменени режимов параметров бурени 2,

Недостатком этого способа вл етс невозможность учета физико-механических свойств разбуриваемых горных пород и невозможность оперативного изменени режима бурени в соответствии с изменением этих свойств.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению вл етс способ оптимизации режимов бурени , основанный на определении коррел ционных моментов между параметрами различных видов колебанийI

и величинами отношени прирашени осевой нагрузки к прирашенйю механической скорости проходки 3. При этом оптимальные режимные параметры наход т по одинаковым значени м коррел ционных моментов.

Недостатки этого способа - сложность и неоднозначность вычислени коррел ционных зависимостей, мала статистическа устойчивость вычисл емых динамических параметров волн, сложность схемы регулировани и оптимизации режима бурени . Применение способа предусматривает использование целого комплекса измерительных устройств , что снижает его надежность.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности процесса бурени . Снижение энергоемкости процесса разрушени горных пород и уменьшение непроизводительных потерь мощности буровой установки.

Claims

и,ель, достигаетс тем, что по способу, основанному на. измерении упругих кол еба-ний , возникающих при взаимодействии породоразрушающего инструмента с забоем скважины, измер ют на поверхности земли в одни и те же моменты времени энергию упругих колебаний, распростран ющихс от забо по колонне бурильных труб и в горных породах, и наход т оптимальный режим по максимальному значению величины сейсмического КПД бурени , который определ ют из выражени 1 - tf где ЕЙ - энерги , переносима упругими колебани ми в горной породе; Ец-энерги упругих волн в колонне бурильных труб, при этом момент изменени параметров режима бурени определ ют по снижению значени сейсмического КПД на величину, большую , чем утроенное значение среднеквадратической ошибки измерени энергии упругих волн (3 6). На чертеже показана функциональна блок-схема системы дл реализации способа. Функциональна схема содержит датчик упругих колебаний 1, установленный на верхней части бурильной колонны, датчик упругих колебаний 2, установленный на поверхности земли вблизи усть скважины, блок 3 вычислени сейсмического КПД бурени , блок 4 поиска и запоминани максимальных значений этого коэффициента, блок сравнени 5 максимальных значений, блок 6 регулировани работы приводных механизмов буровой. Способ осуществл етс следующим образом . Сигналы с датчиков 1 и 2, например сейсмоприемников СВ-10 и СГ-1-10, поступают в блок 3, где определ етс энерги упругих волн в бурильной колонне и в горной породе, а затем вычисл етс сейсмический КПД бурени . В блоке 4 осуществл етс поиск максимальных значений сейсмического КПД бурени , получаемых при различных нагрузках на долото скорости его вращени . Это значение запоминаетс и поступает в схему сравнени блока 5. Сюда же поступает текущее значение сейсмического КПД, получаемое в процессе бурени в режиме поиска. По окончании режима поиска осевую нагрузку на долото устанавливают равной максимальному значению сейсмического КПД. При отклонении текущих значений сейсмического КПД бурени от хран щихс в пам ти блока 4 его максимальных значений на величину, большую утроенного значени среднеквадратической ошибки измерений, вырабатываетс управл ющий сигнал, который поступает в блок регулировани 6, осуществл ющий управление приводными механизмами буровой, например регул тором подачи долота. При изменении горно-геологических условий параметры режима бурени , а следовательно , и сейсмический КПД бурени могут стать неэффективными. При этом необходимо восстановить оптимальный режим бурени изменением осевой нагрузки на долото по максимальному значению сейсмического КПД бурени (}). Это объ сн етс тем, что энерги , подводима к забойному двигателю, расходуетс на совершение полезной работы, разрушение горных пород на забое и на совершение непроизводительной работы - создание вибрации бурильной колонны. При разрушении породы на забое скважины возникают упругие волны, распростран ющиес в горной среде от забо к поверхности земли. Чем интенсивнее эти волны, тем эффективнее процесс разрушени горной породы и, наоборот, чем интенсивнее волны в бурильной колонне, тем больше непроизводительных затрат энергии, тем выше энергоемкость процесса разрушени горных пород. Отношение полезной энергии, пропорциональной энергии упругих волн в горной породе , к суммарной энергии волн в бурильной колонне и в горной породе определ ет величину сейсмического КПД при бурении скважины. Способ широко опробован на плошад х промыслового бурени Бугуруслаиского, Бузулукского и Сорочинского управлений буровых работ п/о «Оренбургнефть и показал хорощие результаты. Предлагаемый способ позволит значительно повысить механическую скорость бурени и проходку на долото при одновременном увеличении моторесурса долота и бурильного инструмента с меньшими энергетическими затратами. Формула изобретени Способ оптимизации и регулировани режимов бурени скважин, основанный на измерении упругих колебаний, возникающих при взаимодействии породоразрущающего инструмента с забоем скважины, отличающийс тем, что, с целью повыщени эффективности процесса бурени , снижени энергоемкости процесса разрушени горных пород и уменьшени непроизводительных потерь мощности буровой установки, измер ют на поверхности в одни и те же моменты времени энергии упругих колебаний, распростран ющихс от забо по колонне бурильных труб и в горных породах, и наход т оптимальные параметры режима по максимальному значению величины сейсмического коэффициента полезного действи бурени , который определ ют из выражени р - гдеЬ„-энерги , переносима упругими колебани ми в горной породе; Ец- энерги упругих волн в колонне бурильных труб, при этом момент изменени параметров режима бурени определ ют по снижению значени сейсмического коэффициента полезного действи бурени на величину, большую, чем утроенное значение среднеквадратической ошибки измерени упругих волн (36).

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2448493/22-03, кл. Е 21 В 45/00, 1979.

3 Авторское свидетельство СССР № 651122, кл. Е 21 В 45/00, 1979
2. Патент США № 3373823, кл. 173-6, опублик. 1968.

5

f