SU846718A1 - Устройство дл выделени вибрацийдОлОТА HA уСТьЕ СКВАжиНы - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ ВИБРАЦИЙ ДОЛОТА НА УСТЬЕ СКВАЖИНЫ

I

Изобретение относитс  к бурению нефт ных и газовых скважин, в частности к контролю забойных вибраций , при бур1внии скважин.

Известно устройство дл  определени  литологических характеристик горных пород по вибраци м долота, включающее канал передачи информации по колонке бурильных труб, приемники колебаний на верхнем конце бурильной колониь и полосовой с йнльтр, настроенный на частоту, кратную скорости враще ш  колонны р j.

Недостатком этого устройства  вл етс  высока  погрешность измерений , обусловленна  неопределенностью скорости вращени  долота при наличии крутильных колебаний колонны бурильных труб.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  передачи кодированной информации с забо  скважины одновременно по колонне бурильных труб и по Суровому ра-створу,включающее приемники колебаний на верхнем конце бурильной колонны,блок фильтров и демодул тор 2}.

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  помехоустойчивость при наличии импульсных помех в канале св зи.

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости при выделении вибраций долота на устье скважины.

Указанна  цель достигаетс  тем, что. устройство, включающее информационный канал св зи, каналы воздействи  на параметрический элемент долота по буровому раствору и колонне бурильных труб, задатчик колебаний давлени  промьгоочной жидкости, задатчик колебаний осевой нагрузки, приемник механических и гидравлических колебаний, блок фильтрации, демодул тор и блок регистрации, снабжено нормирующим блоком ,ключевой схемой, анализатором спектра и частотомером, при этом задатчик колебаний давлени  промьшоч3 ной жидкости и задатчик колебаний осевой нагрузки установлены на верхнем конце бурильной трубы, причем входы параметрического элемента долота св заны соответственно посредством канала воздействи  по буровому раствору с задатчиком колебаний давлени  промывочной жидкости,посредством канала воздействи  по колонне бурильных труб с задатчиком колебаний осевой нагрузки и информационного канала св зи с приемником механических и гидравлических колеб ний, выход которого подключен через последовательно соединенные блок фильтрации, нормирующий блок, демодул тор и ключевую схему к анализатору спектра, блоку регистрации и частотомеру, причем выход блока фильтрации подключен ко входу ключевой схемы, а входы демодул тора подключены соответственно к выходам задатчика колебаний давлени  промывочной жидкости и задатчика колебаний осевой нагрузки. На фиг.1 показана блок-схема уст ройства дл  вьщелени  вибраций доло та на устье скважины; на фиг.2 модуль амплитудно-частотной характе ристики параметрического элемента дл  различных значений давлени  и осевой нагрузки. Устройство содержит задатчики колебаний давлени  промывочной жидкости 1 и осевой нагрузки 2,которые через канал 3 воздействи  по бурово му раствору и колонну 4 бурильных: труб соответственно соединены с пар метрическим элементом 5, установ ленным в бурильную колонну над доло том 6 и соединенным с информационны каналом 7 св зи (гидравлическим и механическим) , на выходе которого установлен приемник 8 механических и гидравлических колебаний, выход которого соединен через блок фильтрации с нормирующим блоком 10, соединен11ым со входом демодул тора 1 1-, с которым соединены также выходы за датчиков I и 2, и выход которого соединен с одним из входов ключевой схемы 12, соединенной другим входом выходом блока 9 фильтрации, а выход со входами анализатора 13 спектра, блока 14 регистрации и частотомером 15, выходы которых соединены со вхо дом автоматизированной системы 16 управлени  процессом бурени . 84 Колебани , создаваемые долотом 6 при бурении горных,пород, передаютс  через параметрический элемент 5 и информационный канал 7 св зи на приемник 8 гидравлических и механических колебаний. Низкий уровень этих колебаний преп тствует их надежному приему в присутствии помех от бурового оборудовани . Дл  повышени  помехоустойчивости приема осуществл етс  изменение параметров колебаний, создаваемых долотом, по заданному закону. Это изменение осуществл етс  путем создани  задатчиками колебаний давлени  промьшочной жидкости 1 и осевой нагрузки 2 заданных колебаний давлени  проМьгоочлой жидкости в диапазоне . 10-50% от номинального давлени  в нагнетательной линии и заданных колебаний .осевой нагрузки в диапазоне tlO - 20% от номинальной в частотном диапазоне 0,5 - 1 Гц. Эти колебани , воздейству  напараметрический элемент 5, измен ют его амплитудночастотную характеристику (фиг.2), что приводит к заданному изменению параметров колебаний, создаваемых долотом 6 и принимаемых приемник., 8 колебаний . В качестве параметрического элемента 5 может быть, например, использован турбобур с резино-металлической п той, жесткость которой есть заданна  функци  от величины, приложенной к йей , гидравлической и осевой нагрузки. Колебани , создаваемые долотом 6, с измен ющимис  по заданному закону параметрами принимаютс  приемником 8 колебаний на устье скважины вместе с помехами от бурового оборудовани .- Электрические сигналы от приемника 8 колебаний поступают на блок 9 фильтрации дл  исключени  помех, создаваемых задатчика1«1 -1 и 2 и далее на нормирующий блок 10 (например, логарифмический усилитель) дл  получени  управл ющего сигнала с нормированной средней амплитудой. Этот сигнал демодулируетс  демодул тором 11, управл емым сигналами от задатчиков 1 и , 2 и вырабатьшающим разрешающий сигнал, поступающий на логический вход ключевой схемы 12. На аналоговый вход этой . схемы подаетс  сигнал с выхода блока 9 фильтрации. При наличии разрешающего сигнала ключева  схема открьшаетс  и сигнал с ее выхода подаетс  на анализатор 13 спектра, блок 14 регистрации , частотомер 13 и далее на

5

автоматизированную систему, управлени процессом бурени . При отсутствии разрешающего сигнала на логическом входе ключевой схемы 12 сигнал с ее аналогового входа не пропускаетс  на ее выход. Поскольку разрешающий сигнал вырабатьшаетс  демодул тором 11 только -при наличии у прин того сигнала изменений параметров, совпадающих с изменени ми давлени  и осевой нагрузки, создаваемыми задатчиками 1 и 2, то ключева  схема 12 открыта только дл  сигналов, обладающих такими изменени ми параметров, т.е. пропускает сигналы от долота и не пропускает помехи, тем самым обеспечива  помехоустойчивый прием полезного сигнала.

В насто щее врем  при промьшшенном бурении глубоких скважин отсут- ствуют средства контрол  параметров режима работы долота на забое скважины и получени  информации о разбуриваемых горных породах, что не позвол ет оптимизировать процесс строительства скважин.

Предлагаемое устройство дл  выделени  вибраций долота на устье скважины позвол ет оперативно получать информацию о забойном процессе . Результаты испытаний устройства на предпри ти х Главтюменнефтегаза подтверждают технико-экономическую эффективность и высокую помехоустойчивость в услови х промыслового бурени . Только использование информации b наличии контакта долота с забоем при кустовом бурении наклонно направленных скважин дает экономический эффект 0,16 руб на 1 м проходки, что при объеме бурени  5 млн. в год создает годовой экономический эффект по Главтюменнефтегазу 800 тыс.р.

Claims (2)

1.Патент США № 3626482, КЛ-. 175/25, 1972.

2.Патент США № 4027282, кл. 340-18, 1977.

Г2

/KJ/

Фиг,1

1

§ ч

ч

It

g

.&, г