SU840311A1 - Способ регулировани оптимальнойОСЕВОй НАгРузКи HA дОлОТО B пРОцЕССЕТуРбиННОгО буРЕНи - Google Patents

Description

Изобретение относится к турбинному бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при разработке автоматических систем управления процессом бурения.

Известен способ регулирования оптималь* ₅ ной осевой нагрузки на долото при бурении скважин [1].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ оптимизации режимов бурения, основанный на использовании параметров колебаний 10 бурильной колонны [2].

Недостатками этих способов являются малая надежность и точность регулирования, так как выбор оптимального режима бурения производится только'по одному параметру, минимуму энергии или амплитуды ко- ¹⁵ лебаний бурильной колонны, а в случае наличия нескольких минимумов на зависимостях амплитуды или энергии от нагрузки определение оптимума затруднено, что в свою очередь влечет за собой непроизводи- ₂о тельные затраты мощности забойного двигателя.

Цель изобретения — повышение точности регулирования и сокращение непроизво дительных затрат мощности забойного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что регистрируют момент совпадения минимальных значений амплитуды и частоты колебаний, по которому определяют оптимальную осевую нагрузку на долото.

Способ в условиях промысловых испытаний реализуется следующим образом.

В верхней части бурильной колонны с помощью рамки устанавливаются пьезоэлектрические акселлерометры типа ИС598А. С -помощью полосовых фильтров типа ИС 1247 и блока фильтров сейсмотации СМОВ24 выделяется часть сигнала, несущая информацию о скорости вращения долота. Выделенный сигнал усиливается четырехканальным усилителем типа ИС 1269, работающим в диапазоне 0,5—100 Гц. Изменение частоты на выходе ИС1269 записывается на один из каналов двухканального самопишущего прибора. С выхода ИС1269 сигнал также подается на интегратор, работающий в соответствующем диапазоне частот, и усередненная амплитуда с выхода интегратора записывается на втором канале самопишущего прибора. Изме нение частоты и изменение амплитуды записываются одновременно при изменении нагрузки на долото от 2 до 20 тс, при этом для контроля записываются обороты турбобура с помощью системы ГТН—ЗМ и при каждой нагрузке определяется время бурения 0,5 м.

Нагрузка, при которой достигаются одновременно минимумы амплитуды и частоты, считается оптимальной (при этом показания ГТН—ЗМ соответствуют минимуму оборотов, минимально также время бурения 0,5 м породы).

Для дальнейшего поддержания найденной оптимальной нагрузки производят регулирование оптимальной нагрузки (изменение нагрузки в диапазоне ±2 тс от ранее определенной) через каждые 10 мин с целью ее корректировки в случае изменения условий бурения.

На чертеже представлены результаты промысловых испытаний на скважине № 838 Бузулукского УБР при бурении турбобуром ЗТСШ195 в интервале 121В—1396 м.

Зависимость а построена по показаниям прибора ГТН—ЗМ при изменении нагрузки; зависимость б отражает изменение частоты (зависящий от оборотов) от нагрузки; зависимость в — изменение усередненной амплитуды: зависимость г — изменение времени бурения 0,5 м горных пород от нагрузки.

Достижение минимумов зависимости б и в при 12—13 тс происходит в оптимальном режиме, который характеризуется измене нием амплитуды колебаний бурильной колонны, т. е. сокращения непроизводительных затрат забойного двигателя. При этом идет дополнительная энергия на разрушение забоя, что приводит к снижению оборотов турбобура и уменьшению, времени бурения 0,5 м,. Это отчетливо видно на контрольных зависимостях а и г.

Применение предлагаемого способа на скважине № 838 позволяет повысить механическую скорость на 10%, проходку на долото на 20%, причем затраты мощности забойного двигателя сокращаются на 25%.

Claims (2)

1. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОПТИМАЛБНОЙ ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО В ПРОЦЕССЕ ТУРБИННОГО БУРЕНИЯ 38 нение частоты и изменение амплитуды записываютс  одновременно при изменении нагрузки на долото от 2 до 20 тс, при этом дл  контрол  записываютс  обороты турбобура с помощью системы ГТН-ЗМ и при каждой нагрузке определ етс  врем  бурени  0,5 м. Нагрузка, при которой достигаютс  одновременно минимумы амплитуды и частоты , считаетс  оптимальной (при этом показани  ГТН-ЗМ соответствуют минимуму оборотов, минимально также врем  бурени  0,5 м породы). Дл  дальнейшего поддержани  найденной оптимальной нагрузки производ т регулирование оптимальной нагрузки (изменение нагрузки в диапазоне ±2 тс от ранее определенной) через каждые 10 мин с целью ее корректировки в случае изменени  условий бурени . На чертеже представлены результаты промысловых испытаний на скважине № 838 Бузулукского УБР при бурении турбобуром ЗТСШ195 в интервале 21В-1396 м. Зависимость а построена по показани м прибора ГТН-ЗМ при изменении нагрузки; зависимость б отражает изменение частоты (завис щий от оборотов) от нагрузки; зависимость в - изменение усередненной амплитуды; зависимость г - изменение времени бурени  0,5 м горных пород от нагрузки . Достижение минимумов зависимости б и 6 при 12-13 тс происходит в оптимальном режиме, который характеризуетс  изменением амплитуды колебаний бурильной колонны , т. е. сокращени  непроизводительных затрат забойного двигател . При этом идет дополнительна  энерги  на разрушение забо , что приводит к снижению оборотов турбобура и уменьшению, времени бурени  0,5 м,, Это отчетливо видно на контрольных зависимост х а и г. Применение предлагаемого способа на скважине № 838 позвол ет повысить механическую скорость на , проходку на долото на , причем затраты мощности забойного двигател  сокращаютс  на 25%. Формула изобретени  Способ регулировани  оптимальной осевой нагрузки на долото в процессе турбинного бурени , основанный на измерении амплитуды и частоты колебаний, возникающих от вращени  долота, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  и сокращени  непроизводительных затрат мощности забойного двигател , регистрируют момент совпадени  мини.мальных значений амплитуды и частоты колебаний, по которому определ ют оптимальную осевую нагрузку на долото. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2448493, кл. Е 21 В 45/00, 1979.
2. 2.Патент США № 3520375, кл. 175-24, опублик. 1970 (прототип).