SU827759A1 - Method and apparatus for drilling process control - Google Patents

Method and apparatus for drilling process control Download PDF

Info

Publication number
SU827759A1
SU827759A1 SU792776415A SU2776415A SU827759A1 SU 827759 A1 SU827759 A1 SU 827759A1 SU 792776415 A SU792776415 A SU 792776415A SU 2776415 A SU2776415 A SU 2776415A SU 827759 A1 SU827759 A1 SU 827759A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
drilling
bit
output
analyzer
penetration
Prior art date
Application number
SU792776415A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Кириллович Бицута
Юрий Михайлович Дунаев
Original Assignee
Грозненский Ордена Трудового Красногознамени Нефтяной Институт Им.Академикам.A.Миллионщикова
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 Грозненский Ордена Трудового Красногознамени Нефтяной Институт Им.Академикам.A.Миллионщикова filed Critical Грозненский Ордена Трудового Красногознамени Нефтяной Институт Им.Академикам.A.Миллионщикова
Priority to SU792776415A priority Critical patent/SU827759A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU827759A1 publication Critical patent/SU827759A1/en

Links

Description

бу1рении,  вл ющийс  наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту 1решенй  технической задачл З.the most closest to the technical essence and the achieved positive effect 1 Technical Problem

В дaннo м способе авто1матический контроль и управление лрОцессо1М бурени  основано иа выполнении следующих операций. Перед началам бурени  производ т взвещивание бурового инструмента путем корректировани  нулевого положени  стрелки блока измерени  осевой нагрузки. Отслеживают положение бурового инструмента и по достижению долотом забо , блок асолтрол  положени  бурового инструмента фор 1ирует командный сигнал, привод щий к установке в исходное состо ние а/нализаторов определени  мо.мента подъема долота, путем одиоврбменного анализа степени износа его вооруженн  1и заклини1вани,и опор долота. ПоСле приработки долота производитс  операци  поиска эффективной нагрузки на долото, дл  чего нагрузка на долото доводитс  до значени , близкого -к торлюжсиию турбины, прекр,ап1ают подачу бурового ииструмента. Анализируют изменение сигнала о осевой нагрузке во времени , котО:рый фильтруют от низкочастотных помех, дифференцируют его и определ ют максимум функции первой производной дайного снпкала. Одновременно отслеживают изменение отлаженного сигнала осевой нагрузки на долото и определ ют эффективную величпну ее, соответствующую максимуму функции первой Пронзводной данного сигнала во времени. После уста новлени  оптимальной осевой нагрузки на долото, запускают в работу анализатор повторени  noiHOKa эффективной осевой нагрузки, в .котором измер ют и запоминают отрезок атроходки, пробуренной за определенный интервал времени после установлени  эффективной нагрузки, замер ют дальнейшие отрезки проходки за такое же врем , определ ют отношение этих величин и сравнивают их с установкой С- и . СледоваО J/In this method, the automatic monitoring and control of drilling processes is based on the following operations. Before drilling, drilling tools are drilled by adjusting the zero position of the arrow of the axial load measuring unit. The position of the drilling tool is monitored and, when the bit reaches the bit, the asoltrol unit of the position of the drilling tool forms a command signal leading to the initial setting of the bit lifting tool, by means of a single analysis of the degree of wear of its armed and jamming, and supports chisel After the bit run-in, a search for the effective load on the bit is performed, for which the load on the bit is brought to a value close to the turbidity of the turbine, the prekr, the flow of the drilling tool. The change of the signal about the axial load in time, which is filtered from low-frequency noise, is analyzed, differentiated and the maximum of the function of the first derivative of the solar scale is determined. At the same time, the change in the adjusted signal of the axial load on the bit is monitored and the effective value of it is determined, which corresponds to the maximum of the function of the first pierced given signal over time. After establishing the optimal axial load on the bit, the noiHOKa repetition analyzer of the effective axial load is started, in which the section of the atrophage drilled for a certain time interval after the establishment of the effective load is measured and stored at the same time determined the ratio of these values and compare them with the installation of C - and. Follow J /

тельно, на основе данной информации анализатор момента времени 1срабатывает, когда забойные услови  существенпо измен ютс , что определ етс  изменением текущей механической скорости к начальной (после установлени  эффективной осевой нагрузки) в заданное число раз. При наступлении данного мо1мента анализатор повторени  поиска эффективной нагрузки извещает об этом световым табло Повторить поиск, и операцию оперативного выбора режима бзрени , изложенную выше, повтор ют.On the basis of this information, the time analyzer 1 operates when the bottomhole conditions change substantially, which is determined by changing the current mechanical speed to the initial (after setting the effective axial load) a given number of times. Upon the occurrence of this option, the analyzer of the search for the effective load repeats this to the light panel. Repeat the search, and the operation of real-time selection of the scheduling mode described above is repeated.

Одновремен о анализируют степень износа вооружени , дл  чего анализируют рейсовую скорость на основе информации о текущей прохода е, получаеМОЙ от датчика перемещени  бурового инструмента, формируют отнощеиие текущей рейсовой скорости к средней механической скорости про.ходки и сравнивают его с заданной величиной .At the same time, the degree of wear of the weapon is analyzed, for which the cruise speed is analyzed on the basis of information on the current passage e received from the displacement sensor of the drilling tool, the ratio of the current cruise speed to the average mechanical flow velocity is formed and compared with the specified value.

При превышении |заданно|ГО значени  формируетс  сигнал о И3|носе вооружени  до целесообразной велнчины, св занной с достижеииэм действительного значени  максимума рейсовой скорости, и зажигаетс  табло Изношено вооружение. Это означает , ЧТО долото 1необХОдимо сменить, но одновременно анализируют изменение крут щего момента на роторе и, если не наступ;ило условие, изложенное выше, то при превышении отношени  текущего значени  крут щего момента на роторе к велич1ине крут щего .момента при норМальном состо нии долота по Сравнению с заданным и превышении продолжительности увеличенного сигнала заданной величины формируют сигнал о зalKЛ iнивaнии опор долота и зажигают табло Изношена опора, что также означает необходимость смены долота . При отрыве бурового инструмента от забо  блокируют функпион1ирова1ние и выполнение всех изложенных оиераций, а при повторном достижении забо  осуществл ют их автоматическое выполнение без потери П1)едыдущей информации.When exceeding | a given | GO value, a signal is generated about the I3 | nose of the weapon until a reasonable value is associated with the achievement of the real value of the maximum trip speed, and the board is lit. The weapons are worn out. This means that the bit 1 cannot be changed, but at the same time the change in the torque on the rotor is analyzed and, if not, the condition set out above, then when the ratio of the current value of torque on the rotor exceeds the torque value under the normal condition bits Compared with the specified and exceeding the duration of an increased signal of a given size, they form a signal for turning the supports of the bit and light the board. The support is worn, which also means the need to change the bit. When the drilling tool is taken away from the bottom, they block the functionalization and execution of all the stated operations, and when they are reached again, they are automatically executed without losing P1) previous information.

Изложенный автоматический контроль и уиравлеиие процессам бурени  и.меет многие  вные преимущества по сравнению со всеми известными, однако и он обладает гр дом объективных Недостатков, а именно ограНиченностью П1р1именени  только дл  Правлени  турбиннЫМ бурением и невозМОжностью его применени  дл  эффективного управлени  Прп рОториом бурени. Кроме того, операции оперативного выбора режима бурени  достаточно сложны и цикл их выполнени  совместно С протеканием переходных процессов торможени  турбины приводит к закономерным потер м BpeiMeEH бурени , что в свою очередь снижает эффективность управлени , Снижает рейсовую скорость бурением низкой степенью эффективности управлени , обзсловленной ограничени ми возможности увеличени  числа определ емых эффективных технологических параметров режима бзрени , а именно только осевую 1нагрузку на долото.The described automatic control and drilling processes and has many distinct advantages over all known ones, however, it also has a lot of objective flaws, namely, limited control only for managing turbine drilling and its unreasonable use for efficient control of drilling. In addition, operations of operative selection of the drilling mode are quite complicated and the cycle of their execution together with the flow of turbine transient braking leads to regular losses of drilling BpeiMeEH, which in turn reduces the control efficiency, Lowers the speed of drilling with a low degree of control efficiency, obstructed by limitations an increase in the number of determined effective technological parameters of the bzreni regime, namely, only the axial load per bit.

Целью данного изобретени   вл етс  обеспечение возможнос-ли управлени  и повышение степени эффективности управлени  KaiK при турбИННО м, так и при роториом бурении дл  получепи  макси.мальной проходки на долото.The purpose of this invention is to provide the possibility of controlling and increasing the degree of efficiency of KaiK control with turbine and with rotor drilling in order to obtain the maximum bit penetration.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном Способе, в котором контрОлируют в каждом рейсе долота достижение им забо  Скважины, затем оперативным поиском выбирают режшм бурени , осуществл ют долбление в данном режиме и устанавливают Момент подъема долота, оперативный поиск оптимальных значений оснойных тех1нолог,ичеоних параметров режима бу.рени  осуществл ют последовательно по всем параметрам и  еврерьшно, в течение всего долблени , дл  чего синтезируют аигн.ал критери  оптимизадии, нарример в виде отпошени  квадрата механической скор01сти прохода к модулю ее ускорени , (Который обрабатывают с помощью экстремального управл ющего устройства, а олтималнность каждого варьируемого параметра устaiBaвливают по изменению состо ни  данного устройства. Дл  осуществлени  даниого способа управлени  предложено устройство, содержащее датчик пе)ремещвни  бурового и-нструмента и датчик крут щего момента на роTOipe , св занные соответств1еино со световыми табло Изнощено вооружение и Изнош&на опора через анализаторы рейсовой скорости 1проходки и заклинивани  опор долота, блокирующие входы которых объединены с выходом блока контрол  положени  бурового инструмента. Кроме того, устройство дополнительно снабжено блоком изм-е рени  квадрата скорости проходки, блокам 1измбрени  модул  ускорени  (Проходки, делителем и экстремальным управл ющим устройством, причем вход датчика перемещени  бурового И1нстру1мента дополнительно подключен ко входам блока измерени1Я квадрата скорости . В основу предложвн;ного управлени  пр01цессом бурен1и  положена основна  закономерность , заключающа с  в том, что по мере углублени  скважины происходит естественное ум еньшение скорости проходки в результате износа разруш-ающего инструмента dV ,. dh Г где dV-элементарное приращение (уменьщение ) скорости проходки, dh - элементарное приращение проходки , К, - коэффициент нропорциональноссии , завис щий от G - осевой нагрузки на долото, п - его оборотов, Q - расхода .промывочной жидкости и неуправл емых геолого-тех1н ческих условий процесса разрушени . Так как скорость проходки и коэффидиент /С  вл ютс  функци ми вышеуказанных переманных пар.аметр01в режима бурени , то поставленна  задача оптимального управлени  сводитс  к максимизадии соотношени : max Н max -- , G, n, Q Я где Я - проходка на долото. С учетом (1) соотношение (2) при имает вид: шах// : шах G, и, Q ;У(Л/ Полученный критерий оптимизации показывает , что дл  получени  максимальной проходки на долото, необходимо и достаточно управл ть реж1И;мнЫ|М:и параметрами процесса долблени  так, чтобы непрерывно поддерл ивать максимум текущего значени  кр;итери  оптимизадии Синтезируют непрерывный сигнал критери1  оптимизации в .соответствии с алгоритмом (4), дл  чего измер ют иш-адрат скорости проходки, .модуль уч;корени  проходки и осуществл ют деление одного сигнала на другой. Полученный сигнал максимизируют , с этой целью обрабатывают его с помощью экстремального управл ющего устройства дл  неирерьгвного паиска максимума критери  оптимизадии. При этом экстремальное управл ющее устройство измен ет свое состо ние в моменты времени, когда текущее значение критери  оппимизации имеет максим та. На базе данных особенностей поведени  сигнала критери  оптимизации и экстремального управл ющего устройства в предложенном спООобе осуществл ют оперативный поиск оптимальных значений основных технологических параметров процесса бурени . Дл  этого выполн ют следующую последовательность тех1нолопических oneipaций , отслеживают перемещение бурового инструмента и контролируют достижение долотом забо  скважины. Затем выполн ют оперативный IHOIHCK оптимальных значений основных тех1нологических параметров продесса бурени  отслежива  изменение состо ни  экстремальiHoro управл ющего устройства при варьировании любого требуемого технолопического параметра. Измен   свое состо ние, экстремалыное управл ющее устройство сигнализ1Иру1ет о достижении частного экстремума критери  онтимизадии по данному технологическому параметру, оптим.альное значение которого стабилизуетс . Таким же путем, последователыно но каждому технологическому параметру |И непрерывно в течешие всего дроблени , осуществл ют поиск оптимальных значений -всех регулируемых технологических параметров. Установление оптим-альных значений всех регулируемых параметров обеспечивает достижение тлобального экстремума- потенциально возмождой проходки 1на долото . Варьирование регулируемых aiapiaMerров .может осуществл тьс  начина  с любо ,го параметра. Наиболее удобно (начинать € понок-а оптимального 31начен,и  ообвой нагрузки на долото. Создаетс  необходима  о-сева  «агрузка путам увеличени  ее до минимальных значений до тех пор, нока не изменитс  €0.сто и1ие экстремального уп/равл ющего устройства. Полученное значе1Ние осевой на грузки стабилизируетс , после чего можно определ ть оптимальное значение ча1стоты вращени  долота, дл  этого из.мен ют частоту его вращени  до тех пор, пока не 1ИЗМ1бнитс  состо ние экстремального упр:авл ющего устройства. Устанавливают полученное значение частоты вращени  и приступают к оптимизации следующего параметра. Таким образом устанавливаютс  опти )мальны:ми все основные регулируемые технологические параметры процесса бурени , т. е. осева  нагрузка на долото, частота его вращени , расход 1и плотность нромывоч1ной Жидкости. После этого вновь варьируют осевую шагрузку на долото и устанавл|ивают ее оптимальное значение. Таким образом оперативный поиск опти.мальных значений основных технологических параметрое гороцесса б ре1ни  в -силу оП|ределвнной его специфики осуществл ют последовательно по всем тех1нологическ1им параметрам и непрерывно в течение всего долблени . Практически бурильщику нет необходимости следить за цоказани1Я ми приборов, он отл-еживает состо ние экстремального управл ющего устройства. Синхронно с началом оперативного поиска автоматически осуществл ют анализ степени иэноса вооружени  долота и работоспособности опор долота дл  установлени  момента подъема долота. По установлению этого момента производ т омену долота, а затем все операции осущестБЛЯЮтс  вновь. Способ реализуетс  устройством, изображенным на чертеже. Устройство содержит датчиии 1 и 2 соответственно перемещени  бурового инструмента и крут щего момента на роторе; блоки 3 - контрол  положени  бурового инструмента, 4 - измерени  1ввадрата -окорости проходки, 5 - измерени  модул  ускорени  проходки; анализаторы: 6 - рейюов ой -скорости проходки, 7 - заклинивани  опор долота; делитель 5, цепь И 9, экстремальное управл ющее устройство 10, -световое табло: 11 - Изнощено сооружение , 12 - Изношеиа опора, 13 - Вариаци . Выход датчика 1 перемещени  бурового инструмента подключен ко входам блока 3 Контрол  полОЖани  бурового инструмента , блока 4 измерени  квадрата скорости проходки, -блока 5 измерэни  модул  ускорени  проходки и анализатора 6 рейсовой окорОСти проходки, выполненного в виде счетно-решающего устройства дл  формировани  текущей рейсовой скорости, текущей усредненной механической скорости, делени  первой на вторую и непрерывного сра1внени  этого отношэни  с заданным значением уставки. Выход а,нализатора 6 соединен со световым табло /7 Изношено вооружение. Выход датчика 2 крут щего момента св зан со входом анализатора 7 заклинки опор долога , выполненного в виде счетно-рещающего устройства и предназначенного дл  формированн  отношени  текущего значени  крут щего момента, необходимого дл  вращени  колонны буровых труб в процессе бурени  при нормальном состо нии опор долота к крут щему моменту при заклинивании опор долота, и сравниванием его с заданной величиной. При вращении этого отношени  заданной величины и продолжителыности увеличенного сигнала задаиной величины формируетс  сигнал о за;клинивании опор долота. Выход анализатора 7 подключен к световому табло 12 Изношена спора. Выходы блоков измерени  4 и 5 объединены делителем 5, св за1нным с входом экстремального управл ющего устройства 10, подключенного совместно -с блокирующим выходом блока 3 контрол  положени  бурового инструмента через цепь И 9 к световому табло Вариаци , а выход блока 3 св зан с блокирующилги выходами анализаторов 6 и 7. Устройство pia6oTaeT следующим образом . После спуска -ин-струмента в скважину, создают допустИМые минимальные значени  технологических параметров режима бурени  при этом использовать и-нформа .цию по предыдущему рейсу долота. В момент касани  долота забо  блок 3 контрол  положени  сформирует командный сигнал, автоматически включающий IB синхронную работу аналнзаторы 6 н 7. Этот же сипнал поступает на вход цепи И 9, на второй вход которой поступает «сигнал с выхода экстремального управл ющего устройства 10. Наличие данного сигнала на выходе устройства 10 всегда оз;начает, что даже минимум один из всех тех;нологических параметров реж|има бурени  не отвечает (соответствует) максимуму критери  оптимизации, формируемого автоматически и поступающего на вход экстре1малы ого управл ющего устройства. Наличие двух сигналов на входах цепи «И 9 зажигает табло 13 Вариаци . Другие световые табло 11 V. 12 по-гашены. После приработк1И опор долота осева Я налрузка на долото доводитс  до его опт1имального значени , при котором критерий оптимизации достигает частного ЭКст.рему.ма. Достижение этого экстремума фиксируетс  ио свето вому табло 13, Которое при этом гаснет, так как на выходе экстремального управл ющего устройства 1исчез1нет сигнал (выходной сигнал устройства/О в этот 1момеит ра;ве:н .нулю). Найде1ННое оитнмальное значение осевой -нагрузки 1иа долото стабилизируетс . Световое табло 13 зажигаетс . Теперь путем варьировани  отыскиваетс  оити-мальное значение любого требуемого технологического :иара,метра режима бурени  (частоты вращени  долота; расхода промывочной жидкости и т. д.), соответствующее частно-му экстремуму критери  оитимизашии по данному технологическому параметру.The goal is achieved by the fact that in the well-known Method, in which they control the well completion on each flight of the bit, then they quickly select the drilling method, perform slotting in this mode and set the Bit lifting moment, prompt search for the optimal values of the main technologist, and their parameters the bumping mode is carried out consistently in all parameters and Jewishly, during the whole chisel, for which they synthesize the aforesaid criterion of optimization, a narrimer in the form of resembling a square of fur The speed of passage to its acceleration module (which is processed with an extreme control device, and the optimality of each variable parameter is determined by the change in the state of this device. To implement the control method, a device is proposed that contains a sensor that moves the drilling tool and the sensor). torque on the POTOipe, associated correspondingly with the light boards Worn-out armament and Worn & support through the analyzers of the trip speed 1 throughput and jamming of the supports Bottles whose blocking inputs are combined with the output of the control unit for the position of the drilling tool. In addition, the device is additionally equipped with a unit for measuring the square of the penetration rate, the units for embedding the acceleration module (the insertion device, a divider and an extreme control device, and the input of the displacement sensor of the drilling tool is additionally connected to the inputs of the unit for measuring the square of the speed. the drilling process has laid down a basic pattern, which is that as the well goes deeper, the natural penetration rate decreases as a result of wear and tear. dV, dh where the dV increment (decrease) of the penetration rate, dh is the incremental penetration increment, K, is the coefficient of proportional ratio, depending on G - axial load on the bit, n - its revolutions, Q - consumption Flushing fluid and uncontrollable geological and technical conditions of the destruction process. Since the penetration rate and coefficient / C are functions of the above-mentioned variable steam in drilling mode, the task of optimal control is reduced to maximizing the ratio: max H max - G, n, Q Where I am - penetration chisel. Taking into account (1), relation (2) takes the form: check //: check G, and, Q; Y (L / The obtained optimization criterion shows that to obtain the maximum penetration per bit, it is necessary and sufficient to control the mode; many | M: and the parameters of the dolding process so as to continuously maintain the maximum of the current value of cr; optimization iterations Synthesize a continuous optimization criterion signal in accordance with the algorithm (4), for which the penetration rate isadretrate, the penetration rate module, and dividing one signal by another. the signal is maximized, for this purpose it is processed with the help of an extreme control device for non-fault-free maximum maximum optimization criteria.At the same time, the extreme control device changes its state at times when the current value of the opposition criterion has a maximum. In the proposed method, the optimization criterion and the extremal control device signal are operatively searched for the optimal values of the main technological parameters process of turbulence. To do this, perform the following sequence of technopic oneipacies, track the movement of the drilling tool, and monitor the achievement of bits at the bottom of the well. Then, the on-line IHOIHCK optimal values of the main technological parameters of drilling progress are carried out by monitoring the state of the extremal state of the control device upon varying any desired technopic parameter. By changing its state, the extreme control device signals the achievement of a particular extremum onmimic criterion for this technological parameter, the optimal value of which is stabilized. In the same way, consistently but with each technological parameter | And continuously throughout the entire crushing, one searches for optimal values of all controlled technological parameters. The establishment of optimal values of all the controlled parameters ensures the achievement of global extremum, potentially possible penetration of 1 per bit. Variation of adjustable aiapiaMerrov. Can be carried out starting with any parameter. It is most convenient (to start the ration of the optimal 31st value, and reduce the load on the chisel. A necessary sowing load is created to increase it to its minimum values until the knock does not change. 0. extremal control unit / equalizer. The resulting The value of the axial load stabilizes, after which it is possible to determine the optimum value of the bit rotation speed, for this purpose, the frequency of its rotation is changed until the condition of the extreme control device is determined. rotational speed and proceed to the next parameter optimization thus mounted opti) are maximal:. E all main process parameters adjustable drilling process, ie, the axial load on the bit, the rotational frequency of its consumption nromyvoch1noy Fluids 1 and density... After that, the axial load on the chisel is again varied and its optimum value is established. Thus, an operative search for the optimal values of the main technological parameters of the gorotsess for a period of time — its specificity is carried out consistently over all technological parameters and continuously throughout the whole slotting process. Practically, the driller does not need to monitor the conditions of the instruments; he excludes the state of the extreme control device. Simultaneously with the commencement of the operational search, the degree of bit arsenal and the operability of the bit supports are automatically analyzed to establish the moment when the bit is raised. Once this moment is established, the bit domain is performed, and then all operations are performed again. The method is implemented by the device shown in the drawing. The device contains sensors 1 and 2, respectively, the movement of the drilling tool and the torque on the rotor; blocks 3 — control of the position of the drilling tool, 4 — measurements of 1 squared-penetration rate, 5 — measurements of penetration acceleration module; analyzers: 6 - reyov oh - penetration rates, 7 - jamming of the supports of the bit; divider 5, chain AND 9, extreme control device 10, -light panel: 11 — Construction was worn out, 12 was worn on a support, 13 was Variation. The output of the sensor 1 for moving the drilling tool is connected to the inputs of the block 3 of the POSITION MONITORING of the drilling tool, unit 4 measuring the square of the penetration rate, -block 5 measuring the acceleration module of the penetration and the analyzer 6 of the normal dosing rate, made in the form of a calculating device for forming the current trip speed, current averaged mechanical speed, dividing the first by the second and continuously comparing this ratio to the setpoint value. Exit a, the analyzer 6 is connected to the light panel / 7 Worn weapons. The output of the torque sensor 2 is connected to the input of the analyzer 7 of the long legs jam made in the form of a calculating device and designed to form the ratio of the current torque value needed to rotate the drill string during the normal condition of the bit supports torsional moment during jamming of the bit supports, and comparing it with the specified value. When this ratio of a given value is rotated and the duration of the enlarged signal is increased by a setpoint of magnitude, a signal is generated for clearing the bit supports. The output of the analyzer 7 is connected to the light panel 12 The dispute is worn out. The outputs of measurement units 4 and 5 are connected by a divider 5, connected to the input of an extreme control device 10, connected together with the blocking output of the drilling instrument control unit 3 through the AND 9 circuit to the Variation light panel, and the output of the block 3 is connected to the blocking outputs analyzers 6 and 7. The device pia6oTaeT as follows. After the descent of the in-hole into the well, acceptable minimum values of the technological parameters of the drilling mode are created, while using the information on the previous flight of the bit. At the moment when the bit touches the block, the position control unit 3 will generate a command signal that automatically turns on the IB synchronous operation of the analogs 6 and 7. The same signal goes to the input of the AND 9 circuit, to the second input of which comes the signal from the output of the extreme control device 10. The presence of this the signal at the output of the device 10 always means; it begins that even at least one of all the technological parameters of the drilling mode does not meet (correspond to) the maximum of the optimization criteria generated automatically and the extremal s th control device. The presence of two signals at the inputs of the circuit "And 9 lights the scoreboard 13 Variation. Other light boards 11 V. 12 are in-dashed. After the breakdown of the axle bit supports, the load on the bit is brought to its optimum value, at which the optimization criterion reaches the particular Extremum.ma. The achievement of this extremum is fixed by the light panel 13, which is extinguished at the same time, since the output of the extreme control device 1 clears the signal (the output signal of the device / O in this 1 meter; V: n). The value of the axial value of the load 1 and the bit is stabilized. The light bar 13 lights up. Now, by varying, the original value of any desired technological condition is found: a pressure meter, a drilling mode meter (bit rotation frequency; washing fluid consumption, etc.) corresponding to a particular extremum of the optimization criterion according to this technological parameter.

После завершени  оптимизации по всем управл емым технологическим параметрам режима бурени , весь описанный цикл может повтор тьс  с любого технологического параметра.After completion of the optimization of all controlled technological parameters of the drilling mode, the entire described cycle can be repeated from any technological parameter.

Одновременно осуществл етс  синхронное отслел-аивание износа долота и состо ни  опор долота. При этом анализатор 6 рейсовой скорости проходки на основе информации от датчика перемещени  бурового инструмента, формирует отношение текущей рейсовой iCKOpocTH к средней за врем  А/ механической .скорости и сравнивает его с заданной величиной. При иревыщении этого отношени  заданной величины, анализатор 6 зажигает табло 11 Изношено вооружение . Это рекомендует сменить долото . Если состоЯНие вооружени  отвечает требуемому, то на основе работы анализатора 7 может создатьс  ситуаци , при котОрой вы вл ютс  услови  заклинки опор долота, что также отображаетс  световым табло 12 Изношена опора, которым управл ет выходной сигнал анализатора 7, заклинивани  опор долота. При это-м также необходима операт1ивна  смена долота.At the same time, synchronous removal of bit wear and condition of bit supports is carried out. At the same time, the analyzer 6 of the regular penetration rate, based on information from the displacement sensor of the drilling tool, forms the ratio of the current regular iCKOpocTH to the average for the time A / mechanical speed and compares it with a predetermined value. When this ratio is set to a given value, the analyzer 6 lights the display 11 The weapons are worn out. It recommends changing the chisel. If the state of the weapon meets the requirements, then based on the operation of the analyzer 7, a situation may be created under which the conditions of the bit support jamming are detected, which is also indicated by the light board 12 The support controlled by the output of the analyzer 7 is worn, jamming the bit supports. In this case, bit change is also necessary.

Преимущества предложенного способа автоматического контрол  и управлени  процессом бурени  и устройства дл  его Осуществлени  очевидны.The advantages of the proposed method of automatic monitoring and control of the drilling process and the device for its implementation are obvious.

Использование данного способа устройства позволит получ ить максимальную проходку 1на каждое долото и в процессе каждого долблени , что в свою очередь повысит 1коммерчеокую скорость ;и снизит стоимость строительства глубоких СКважин. Прогнозируемый средний рост проходки на долото при оптимизированном управлени1И в роторнОМ бурении по рравнанию с неоптимизированНЫхМ бурением составит 48% при аиижении себестоимости бурени  на 22% и Экономии долот на 30% в расчете (на три скважины.Using this method of the device will allow you to get the maximum penetration of 1 to each bit and in the process of each hammering, which in turn will increase 1commertial speed, and reduce the cost of construction of deep Boreholes. The predicted average growth of drilling per bit with optimized control in rotary drilling compared to non-optimized drilling will be 48% with a decrease in the cost of drilling by 22% and savings of bits by 30% per three wells.

ФаКтически технико-экономические показатели будут уточнены на базе реальных показателей объекта.In fact, technical and economic indicators will be refined on the basis of real indicators of the object.

Claims (3)

1.Способ управлени  процессом бурени  путем контрол  и выбора оитимальных режимных параметров, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью обеспечени  макси0 мальной проходки на долото, определ ют отнощение квадрата механической скорости проходки к модулю ее ускорен1и  и осуществл ют выбор режимных параметров бурени , обеспечивающих макоимум 1. The method of controlling the drilling process by controlling and selecting the optimal operating parameters, which is the fact that, in order to ensure maximum penetration per bit, the ratio of the square of the mechanical penetration rate to the module of its acceleration is determined carry out the selection of regime parameters of drilling, providing maximum 5 указанного отношени .5 of the indicated ratio. 2.Устройство дл  управлени  процессом бурени , содержащее датчик перемещени  бурового ИНстр}-мента, выход которого подключен через анализатор рейсовой ско0 рости проходки ко входу светового табло «Изношено вооружение, датчик асрут щего Момента на роторе, выход которого подключен через анализатор заклин вани  опор долота ко :входу светового табло «Из5 ношена опора и блок контрол  положени  бурового инстрзмента, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  оперативного управлени  и повышени  степени эффективности управлени  как на турбинном, 2. A device for controlling the drilling process, containing a sensor for moving the Drilling Instrument}, the output of which is connected through the analyzer of the regular penetration rate to the entrance of the light panel. The armament, asteroidal torque sensor on the rotor, the output of which is connected through the bit bearing spell analyzer. To: the light panel entrance to the “Out of 5” was carried a support and a control unit for the position of the drilling tool, characterized in that, in order to provide operational control and increase the degree of control efficiency as a tour innom, 0 так и при роторном бурении дл  получени  маКсимальной ироходки на долото, оно снабжено блоком ;измерени  квадрата скорости проходки, блоком измерени  модул  ускореии  проходки, делителем, схемой И 0 as well as during rotary drilling to obtain a maximal flow rate for a bit, it is equipped with a block; measuring the square of the penetration rate, the measuring block of the acceleration modulus, divider, circuit AND 5 и световым табло «Вариаци , при этом выход датчика перемещени  бурового инструмента подключен КО входам блока измерени  квадрата скорости проходки « блока измерени  модул  ускорени  проходки, 5 and the light panel "Variation, while the output of the displacement sensor of the drilling tool is connected to the TO inputs of the measurement unit square of the penetration rate" of the measurement unit of the penetration acceleration module, 0 выходы которых подключены через последовательно соединенные делитель, экстремальное управл ющее устройство и схему И к световому табло «Вариаци  причем вход анализатора опор долота подключен 0 outputs of which are connected via a serially connected divider, extreme control device and circuit AND to the light panel “Variation with input of analyzer of bit supports connected 5 к выходу схемы И и к выходу анализатора рейсовой скорости ироходки, а выход датчика перемещени  бурового инструмента подключен ко входу блока контрол  положени  бурового инструмента.5 to the output of the AND circuit and to the output of the analyzer of the traveling speed of the irokhodka, and the output of the displacement sensor of the drilling tool is connected to the input of the control unit for the position of the drilling tool. 00 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:Sources of information taken into account in the examination: 1.Блохин В. Г. «Некоторые вопросы автоматизации , управлени  процессом геоло5 горазведочного бурени . Труды МКБ, вып. 7. М., ОПТИ ЦКБ, 1963.1.Blokhin V.G. “Some questions of automation, control of the process of geological exploration drilling. Proceedings of the IBC, no. 7. M., OPTI TsKB, 1963. 2.Вольгемут Э. А. и др. «Устройство подачи долота дл  бурени  нефт ных и газовых скважин. Недра. М., 1969, с. 145- 152.2. Volgemut A.A. et al. “Chisel feeder for drilling oil and gas wells. Bosom. M., 1969, p. 145-152. 3.Авторское свидетельство СССР .YO 248591, кл. Е 21 В 45/00, 1968.3. The author's certificate of the USSR. YO 248591, cl. E 21 B 45/00, 1968.
SU792776415A 1979-06-07 1979-06-07 Method and apparatus for drilling process control SU827759A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792776415A SU827759A1 (en) 1979-06-07 1979-06-07 Method and apparatus for drilling process control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792776415A SU827759A1 (en) 1979-06-07 1979-06-07 Method and apparatus for drilling process control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU827759A1 true SU827759A1 (en) 1981-05-07

Family

ID=20832107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792776415A SU827759A1 (en) 1979-06-07 1979-06-07 Method and apparatus for drilling process control

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU827759A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7032689B2 (en) Method and system for predicting performance of a drilling system of a given formation
US6408953B1 (en) Method and system for predicting performance of a drilling system for a given formation
RU98119444A (en) METHOD FOR REGULATING DRILLING CONDITIONS AFFECTING THE DRILL OPERATION MODE
US4926686A (en) Method for determining the wear of the cutting means of a tool during drilling a rocky formation
CN110500034A (en) It establishes neural network model, determine the method for rocking drill string parameters and directed drilling
NO322747B1 (en) Method and apparatus for predicting the performance of a drilling system in a given formation
CN112182973B (en) TBM (Tunnel boring machine) operation parameter optimization method considering cutter vibration and rock slag geometric information
CN114372319A (en) Rock cuttability evaluation method based on mining-following parameters and/or drilling parameters, rock breaking equipment and rock breaking system
SU827759A1 (en) Method and apparatus for drilling process control
CN109162692A (en) A kind of soft torque control system and method
CA2357402C (en) Method and system for predicting performance of a drilling system for a given formation
CN210660062U (en) Roadway roof lithologic component measurement-while-drilling device based on rock debris logging technology
Forshaw Case Study: Automated Stringer Detection Boosts Drilling Efficiency With Less Downtime
JPH10252051A (en) Method for determining nature of natural ground
Gao et al. A study of the drilling efficiency of concrete core drilling based on parametric orthogonal experiments
EP3359775B1 (en) A method and a system for optimising energy usage at a drilling arrangement
SU950905A1 (en) Apparatus for controlling well-drilling process
SU1134704A1 (en) Apparatus for controlling and directing the process of turbine earth-drilling
Bashmur et al. Method of measuring vibratory condition of a drill string
RU1796769C (en) Method of rock drilling control
SU1366636A1 (en) Method of detecting the moment of changing drillability of formation
SU1645751A1 (en) Method of optimization of rock drilling process
SU935603A1 (en) Device for controlling well drilling process
SU248591A1 (en) DEVICE FOR CONTROL AND PROCESS MANAGEMENT
RU2569656C1 (en) Method of drilling control, and system for its implementation