Способ определения начала проявления при спуско-подъемных операциях в скважине и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области проводки скважин на нефть и газ. Цель изобретения - повышение точности и оперативности определения начала проявления . Для зтого измеряют объем вытесненного из скважины раствора при остановке бурильной колонны после подъема или спуска очередной свечи . При подъеме каждой свечи производят долив скважины. Сравнивают измеренное значение вытесненного объема раствора с его допустимым значением, исходя из условий VP 7 О и Vp7-V on t где Vp - объем вытесненного из скважины раствора; V допустимый объем вытесненного раствора, по которому S судят о наличии проявлений. Устройство Для реализации способа содержит воронку 2, соединенную основным желобом 6 с приемной емкостью 5, доливкой насос 4 с приводом, соединенный 5 трубопроводом 3 с воронкой 2 реле 1 (Л

(ц 4 Е 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4185049/22-03 (22) 24.12 ° 86 (46) 15.10.88, Бюл. К - 38 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизации глубокого разведочного бурения Всесоюзного производственного объединения "Союзгеотехника" (72) Г.Н.Кипунов, Г.Ф.Котомин и А.А.Шумилкин (53) 622.24 1 (088,8) (56) Бахроми Э.С. и др. Устройство для автоматического долива бурового раствора в скважину и обнаружения проявлений входа спускоподъемных операций. РНТС ВНИИОЭНГ, 1982, вып.3, сер. Бурение, с. 15-16, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛА ПРОЯВЛЕНИЯ ПРИ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЯХ

В СКВАНИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ. ЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области проводки скважин на нефть и газ. Цель изобретения — повьппение точности и оперативности определения начала проявления. Для этого измеряют объем вытесненного из скважины раствора при остановке бурильной колонны после подъема или спуска очередной свечи. При подъеме каждой свечи производят долив скважины. Сравнивают измеренное значение вытесненного объема раствора с его допустимым значением, исходя из условий VP 7 О и VP 7 V pn, где V — объем вытесненного из скваP жины раствора; V д„„ — допустимый объем вытесненного раствора, по которому судят а наличии проявлений, Устройство для реализации способа содержит воронку 2, соединенную основным желобом 6 с приемной емкостью 5, доливной насос. 4 с приводом, соединенный трубопроводом 3 с воронкой 2 реле 1

14305 уровня, элементы НЕ 13, 14, усилители

17 18 м н. И 15 е„„„,ы ИЛИ задатчик 2 допустимого прироста объема раствора, компаратор 2, индикатор 23 световой, индикатор 24 звуко-. вой инДик ЯтОр 2 э нуля из мер ител ь-" ную емкость 9 с уравнемером 10, дополнительный желоб 8,, запорное устройство 7 с приводом, переключател"

11 режимов работы, датчик 12 движения

RoJ oHHbI, устройство / находится крытом со таянии„ когда колонна неподвижна. При движении к "OII>jbj устрой15 ство закрыто. После окончания спуска свечи и посадки колонны устройство открывается и путь от устья скважины до емкости 9 становится свободным.

При поступлении пластового флюида он вытесняет раствор из скважины в емкость 9. При накоплении раствора в емкости 9 до в личины задаваемого задятчиком 21 допустимого прироста объема раствора индикаторы 23 и 24 выpaGaTb;Ba;oT снеговой и звуковой сигналь1 начала проявления, 2 с.п.ф-лы, ил .

Изооретение относится к проводке

"квяжин ня нефть и Гяз и в чястпОсти применимо для pBcI!oýнявяния явярийнбьх ситуаций при спускоподъемных опера-циях (СПО), связанных с возникновением проявлений.

Целью изобретения — повышение Io ности и оперативности определен-я начала проявления.

На чертеже представлен,1 ст.-:укту.::"" ная схема устройства реализующего способ.

Устройство содержит реле 1 уровня, воронку 2, трубопровод 3, доливной

11асос 4 с приводом,, приемную емкость

5, основной желоб 6, запорное устройство 7 с приводом, дополнительный желоб 8, измерительную емкость 9 с .уровнемером 10 переключатель 11 ре-жимов работы, датчик 12 движения колонны, второй элемент НЕ 13, первый элемент НЕ 14, элемент И !5, элемент

ИЛИ 16, BTopoI1 усилитель I 7 !!! = «pB Ã усилитель 18 задатчик 19 нач,=э1ьного объема раствора, вычитяющий элемент

20, задатчик 21 допустимого прироста объема раствора, комгаратар 22„, инди=катор 23 световой, индикатор 24 ВВуковой, .индикатор 25 нуля

Первьп, второй и третий выходы переключателя 11 режимов -, аботы сcoT . ветственно подключены к первому и второму входу элемента ИЛИ 16 и пер= вому вхоцу элемента И 15, второй вхо«;, которого соединен через второй элемент HE 13 с датчиком 12 дгижения колонны, выход подключен к третьему входу элемента ИЛИ 1!6, выход которого соединен чер-..B -второй усилитель

17 с приводом запорного устройства 7.

Запорное устройство 7 установлено в

g дополнительном желобе 8, который соединяет измерительную емкость 9 с ocHoBHbm желобом 6„

Выход уровнемера 10 подключен к первому входу вь1читяющего элемента

:Р 20„ второй вход которого подключен к выходу зядатчика 19 начального объема раствора,„ вы:од соединен " индикатором 25 нуля и первым входом компаратОра 22, второй ВХОД ко":орогО пОД"

1 э ключ cH к задатчи\".у 2 ДопустимогО прироста объемa,.bcTBopà, а выход соединен с инд:"п--.,-:торами 3 и 24.

Способ опре;-,епения начала проявления при СП10 в скважинах осуществля2Q ется следующ11 о1 ",: зом, После по "-. =- .4 или спуска Очередной "веч;- 2-,выкение 1уровой колонны оc-,.янянлиВаетcJI (счь находит я ня

2 1лин1-,ях рото;.Я,),. После останова буровой колонны и долива скважины (при подъеме) измеряется объем вытесненноI О « ГКВЯжИНЫ P«!CTBOPQ, KGTOPbIH ОП

;"еделяется интенсивностью проявления, 30

-.. Зятем этот объем раствора сравнивае., : я с доп:стимь«1 заранее заданным .-1риростом о ;ьема расгвора. По результатам сравнения судят о начале jjpoя-»ленин в :лучяе выло«пнения следующих условии:

11,v 0 и 17 з1?,„

1430515 объем вьггесненного из сквагде жины раствора;

V> допустимый объем вытесненного раствора.

Устройство в различных режимах при СПО работает следующим образом.

Перед началом подъема колонны оператор переводит переключатель 11 режимов в положение Подъем". При этом сигнал лог. "1" поступает на первый вход элемента ИЛИ 16 и далее на вход второго усилителя 17, сигнал с выхода которого переводит запорное устройство 7 с приводом в открьггое состояние. Далее оператор изменяя сигнал, поступающий с выхода задатчика

19 начального объема на второй вход вычитающего элемента 20, начинает производить компенсацию сигнала, поступающего с уровнемера 10 на первый вход вычитающего элемента 20. Когда на выходе вычитающего элемента 20 сигнал становится равным нулю, что .оператор определяет по индикатору

25 нуля, процесс компенсации сигнала, поступающего с уровнемера 10, заканчивается. Теперь объем бурового раствора, находящегося в измерительной емкости 9, принят за начальный и все его последующие изменения отсчитываются от этого начального значения. Во время подъема свечи при опорожнении скважины срабатывает реле 1 уровня, установленное в воронке

2 на устье скважин. Сигнал лог. 0

З появившийся на выходе реле 1 уровня, через первый элемент НЕ 14 и первый усилитель 18 включает доливной насос

4 с приводом. Раствор в скважину по 40 трубопроводу 3 доливной насос 4 подает из приемной емкости 5. Когда скважина заполнится раствором до устья на выходе реле 1 уровня появится сигнал лог. "1", который через первый элемент НЕ 14 и первый усилитель 18 выключает доливной насос 4 с приводом.

В случае поступления пластового флюида в скважину вытесняемьй из скважины буровой раствор через открьггое запорное устройство 7 с приводом через специальный желоб 8 начинает поступать в измерительную емкость 9 и там накапливаться. Сигнал на выходе уровнемера 10 начинает изменяться.

Элемент 20 производит вычитание сигнала, поступающего от задатчика 19 начального объема, из сигнала, поступающего от уровнемера 10, и вырабатывает на выходе сигнал, пропорциональный объему вытесняемого из скважины бурового раствора, и поступающий далее на первый вход компаратора 22.

Когда этот сигнал превысит по величине сигнал, поступающий на второй вход компаратора 22 от задатчика 2 1 допустимого заданного прироста объема бурового раствора, на выходе компаратора 22 выработается сигнал лог. " 1", который включает индикатор 23 световой и индикатор 24 звуковой, что соответствует обнаружению начала проявления.

Рассмотрим далее работу устройства в режиме спуска колонны.

Перед началом спуска оператор переводит переключатель 11 режимов в положение "Спуск" и так же как это выполнялось перед началом подъема колонны с помощью задатчика 19 начального объема раствора производит компенсацию сигнала, поступающеЪ о с уровнемера 10 на вход вычитающего элемента 20. После перевода переключателя 11 режимов в положение "Спуск" сигнал лог, " 1" постоянно будет присутствовать на первом входе элемента

И 15. На втором входе элемента И 15 сигнал лог. "1" будет появляться только тогда, когда колонна бурильных труб неподвижна. В том же случае, когда колонна движется, сигнал лог. "1" с выхода датчика 12 движения колонны поступает на вход второго элемента НЕ

13, с выход которого на вход элемента И 15 приходит сигнал лог. "0", Когда на двух входах схемы И 15 присутствуют сигналы лог. "1", на выходе элемента И 15 вырабатывается сигнал лог ° "1", который через элемент ИЛИ

16 и второй усилитель 17 переводит запорное устройство 7 с приводом в открытое состояние. Таким образом, запорное устройство 7 с приводом находится в открытом состоянии тогда, когда колонна неподвижна. Если колонна движется, запорное устройство 7 находится в закрьггом состоянии.

При спуске очередной свечи вытесняемый колонной из скважины буровой раствор по основному желобу 6 (при движении колонны запорное устройство

7 закрыто) попадает в приемную емкость 5. После окончания спуска свечи и посадки колонны на клинья ПКР

1430515 запорное устройство 7 открывается и путь от устья скважины до измерительной емкости 9 становится свободным.

В случае поступления пластового флюида он вытесняет раствор из скважины, который будет поступать в емкость 9 и там накапливаться. При накапливании раствора в емкости 9 до величины заданной уставки по объему раствора, задаваемой задатчиком 21 допустимого прироста объема раствора, индикаторы

23 и 24 вырабатывают световой и зву- ковой сигналы начала проявления.

Наряду с распознаванием начала проявления при спуско-подъемных операциях предлагаемое устройство также может распознавать указанные осложнения при простоях скважины по различным причинам (в режиме останова) . В этом случае устройство работает следующим образом. Оператор переводит переключатель 11 режимов работы в режим "Останов", и с помощью задатчика 19 начального объема производит компенсацию сигнала, поступающего с уровнемера 10 на вход вычитающего элемента 20. При переводе переключателя 11 режимов работы в режим " Останов" происходит открытие запорного устройства 7 с приводом. В случае увеличения объема промывочной жидкости в емкости 9 до величины допустимого прироста объема индикаторы 23 и 24 устройства выработают световой и звуковой сигналы начала проявления.

Формула из обретения

1. Способ определения начала проявления при спускоподъемных операциях в

1 ! скважине, включающий измерение объема раствора, вытесненного из скважины поступившим в нее флюидом, сравнение с допустимым значением объема раствора, долив скважины при подъеме бурильной колонны, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности определения начала проявления, измерение объема вытесненногo из скважины раствора осуществляют при останове бурильной колонны после подъема или спуска очередной свечи,. причем долив скважины выполняют при подъеме каждой свечи, а сравнение измеренного значения вытесненного объема раствоBHHHIM Заказ 53 10/29

Произ.в.-полигр. пр-тие, где Ч

10 тираж 531 Подписное

55 ра с его допустимым значением осуществляют исходя иэ условий

ЧР 7 О и ЧР < Ч4<ц объем вытесненного из скважины раствора;

Ч„ „ — допустимый объем вытесненного раствора, по которому судят о начале проявления.

2. Ус;ройство для определения начала проявления при спуско-подъемных операциях в скважине, содержащее воронку, соединенную основным желобом с приемной емкостью, долинной насос с приводом, соединенный трубопроводом с воронкой реле уровня, подключенное через первый элемент НЕ и первый усилитель к приводу доливного насоса, световой и звуковой индикаторы, о тл и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повышения точности и оперативности определения начала проявления, оно снабжено измерительной емкостью с уровнемером, дополнительным желобом, запорным устройством с приводом, переключателм режимов работы, датчиком движения колонны, вторым элементом НЕ, элементом И, элементом ИЛИ, вторым усилителем, задатчиком начального объема раствора, задатчиком допустимого прироста объема раствора, вычитающим элементом, компаратором, индикатором нуля, причем первый, второй и третий выходы переключателя режимов работы соответственно подключены к первому и второму входу элемента ИЛИ и первому входу элемента И, второй вход которого соединен через второй элемент НЕ с датчиком движения колонны, выход подключен к третьему входу элемента ИЛИ, выход которого соединен через второй усилитель с приводом запорного устройства, которое установлено в дополнительном желобе, соединяющем основной желоб с измерительной емкостью с уровнемером, выход которого подключен к первому входу вычитающего элемента„ второй вход которого подключен к выходу задатчика начального объема раствора, выход соединен с индикатором нуля и первым входом компаратора, второй вход которого и выход соответственно подключены к задатчику допустимого прироста объема раствора и входом светового и звукового индикаторов.

Ужгород, ул. Проектная, 4