Способ оптимизации процесса бурения

Авторы патента:

E21B44/02 - автоматическое управление подачей инструмента (E21B 44/10 имеет преимущество)

Изобретение относится к бурению скважины и позволяет повысить произв-сть процесса бурения. Для этого в процессе бурения определяют оптимальный режим по осевой нагрузке и частоте вращения. При этом значение измеренной усредненной механической скорости бурения V<SB POS="POST">с</SB>. Задают оптимальную частоту вращения и значение механической скорости V<SB POS="POST">з</SB>, величина которой в два раза больше усредненной V<SB POS="POST">з</SB>≤2V<SB POS="POST">с</SB>. Путем регулирования осевой нагрузки измеряют и поддерживают заданную механическую скорость V<SB POS="POST">з</SB>, ее мгновенное значение. Способ позволяет уменьшить время бурения рейса без повышения удельного износа породоразрушающего инструмента. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ ГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4729688/03 (22) 09.08.89 (46) 30.08.91.Бюл.¹ 32 (71) Свердловский горный институт им.В.В.Вахрушева (72) Е,В.Калыгин, Г.А.Багаутинов и Т.Н.Кравцова (53) 622.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 947405, кл. Е 21 В 45/00, 1974, В.А.Айрапетов и др. Контроль параметров процесса бурения. М.: Недра, 1973. (54) СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА

БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к бурению скважины и позволяет повысить производительИзобретение относится к контролю и управлению процессом бурения и предназначено для управления режимом бурения.

Цель изобретения вЂ” повышение производительности процесса бурения, Начертеже приведены временныедиаграммы изменения осевой нагрузки и механической скорости.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Исследования, проведенные на аналоговой модели, и экспериментальные исследования показали, что верхнии конец бурильной колонны перемещается дискретно. т.е. импульсами длительностью 5-10 с и проходкой 2-8 мм. В результате чего бывают моменты времени, когда верх бурильной колонны или перемещается, или стоит. При

„„KU„„1673728 А1 ность процесса бурения. Для этого в процессе бурения определяют оптимальный режим по осевой нагрузке и частоте вращения.

При этом значение измеренной усредненной механической скорости бурения Ч,. Задают оптимальную частоту вращения и значение механической скорости V3. величина которой в два раза больше усредненной V„< 2V„. Путем регулирования осевой нагрузки измеряют и поддерживают заданную механическую скорость V>, ее мгновенное значение. Способ позволяет уменьшить время бурения рейса без повышения удельного износа породоразрушающего инструмента. 1 ил измерении усредненной механической скорости датчиками или фильтрации перемещения, что одно и тоже, время паузы перемещения и движения усредняются. Поэтому измеренное среднее значение обычно принимается за оптимальное.

Сущность реализации данного способа дана на чертеже, где P вЂ” осевая нагрузка на поверхности. V, вЂ” механическая скорость на поверхности, V> вЂ” заданная механическая скорость, Р, и V3r, вЂ” нагрузка и скорость на забое.

Повысить эффективность бурения можно, если скорость перемещения верха бурильной колонны поддерживать не более, чем в два раза больше измеренной, т.е. необходимо в период паузы и уменьшения скорости перемещения путем регулирования осевой нагрузки перемещать верх бу1673728

Составитель В.Шилов

Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор Н.Шитев

Заказ 2903 Тираж 351 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рильной колонны. При таком регулировании осевой нагрузки перемещение верха бурильной колонны будет проходить около заданного Ч оптимального значения, Наложение высокочастотной составляющей нагрузки Рл, в сравнении с низкочастотной перемещения верха бурильной колонны без регулирования V> на динамический обьект, бурильную колонну, позволит демпфировать ее низ, стабилизировать осевую нагрузку на забое Р>. а значит и увеличить скорость бурения. Все это произойдет без увеличения осевой нагрузки на забое и поэтому без повышения износа породоразрушающего инструмента. Наиболее эффективным режимом является тот, при котором задается механическая скорость вдвое выше измеренной.

Способ может быть реализован с использованием любой системы автоматического управления, осуществляющей поддержание мгновенной механической скорости бурения.

Способ реализуется следующим образом.

В процессе бурения отыскивается оптимальный режим по осевой нагрузке и частоте вращения, фиксируется значение измеренной усредненной механической скорости V . 3aдается оптимальная частота вращения и механическая скорость V>, величина которой вдвое больше зафиксированной V 2Ч .

Далее путем регулирования осевой нагруэ5 ки измеряют и поддерживают заданную механическую скорость V,, ее мгновенное значение.

Использование спосдба позволяет уменьшить время бурения рейса в сравнении

10 с известными способами без повышения удельного износа породоразрушающего инструмента (алмазных коронок).

Формула изобретения

Способ оптимизации процесса бурения, 15 основанный на изменении режима бурения, определении заданий и поддержании оптимальных режимных параметров и измерении усредненной V< механической скорости бурения, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью

20 повышения производительности бурения, задают значение механической скорости не более чем в два раза больше усредненной

Чэ < 2Ч,, измеряют мгновенное значение механической скорости бурения и путем ре25 гулирования Осевой нагрузки поддерживают мгновенное значени V>,

Изобретение относится к горной промышленности

Устройство для стабилизации нагрузки на долото // 1601322

Изобретение относится к средствам автоматизации буровых процессов

Гидропривод бурильной машины // 1596107

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для образования скважин в породах средней крепости и грунтах

Забойный регулятор осевой нагрузки // 1596092

Изобретение относится к буровой технике

Гидропривод вращательно-подающего механизма бурильной машины // 1587186

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к гидроприводам вращательно-подающих механизмов бурильных машин

Буровая машина с дифференциальным автоподатчиком // 1585507

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения скважин

Гидропривод бурильной установки // 1583598

Изобретение относится к области горной промышленности, к гидросистемам бурильных установок (БУ) горных машин для бурения шпуров

Устройство для вращательного бурения шпуров // 1578326

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения шпуров

Устройство для бурения шпуров // 1566015

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения шпуров в негабаритах и в массиве для последующего откола блоков

Система автоматического управления электроприводом лебедки буровой установки // 1566012

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет увеличить производительность буровой установки за счет ликвидации прихватов колонны бурильных труб путем создания электроприводом лебедки регулируемых колебаний момента упругих сил привода

Скважинный инструмент // 2153057

Изобретение относится к области бурения скважин и представляет скважинный инструмент для приложения осевой нагрузки к удлиненному телу, расположенному в стволе буровой скважины, образованной в подземной формации, содержит по меньшей мере одно установленное с возможностью вращения тело, снабженное множеством валиков, способных радиально перемещаться к стенке ствола буровой скважины при выбранном контактном усилии между валиком и стенкой ствола буровой скважины

Буровой станок для бурения скважин // 2265121

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при бурении разведочных и разгрузочных скважин при подготовке к выемке полезного ископаемого, включая выбросоопасные и высокогазоносные пласты

Измерительное устройство, устройство для дробления породы и способ измерения волны напряжения // 2387823

Изобретение относится к способу измерения волны напряжения и к измерительному устройству и устройству для дробления породы

Способ управления режимами бурения // 1675546

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет расширить функциональные возможности способа управления при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин забойными движителями

Бурильная машина // 1693240

Изобретение относится к горной промти, а именно к бурильным машинам вращательного действия

Системы и способы формирования подземных стволов скважин // 2530729

Группа изобретений относится к области формирования подземных стволов скважин. Система для формирования подземного ствола скважины cодержит систему реечной передачи, содержащую систему привода с зажимным устройством, выполненную с возможностью управления бурильной колонной; и систему автоматического регулирования по положению, содержащую по меньшей мере один измерительный датчик, соединенный с системой реечной передачи, причем система автоматического регулирования по положению выполнена с возможностью измерять и отслеживать увеличивающееся угловое положение по меньшей мере одной трубы и управлять положением указанной по меньшей мере одной трубы с использованием системы реечной передачи. Обеспечивается формирование ствола скважины без прерывания процесса бурения. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система и способ автоматической калибровки нагрузки на датчик бурового долота и регулирования изгиба бурильной колонны // 2567575

Изобретение относится к технике измерений в процессе бурения, в частности к средствам автоматической калибровки датчика нагрузки бурового долота и регулирования продольного изгиба бурильной колонны. Техническим результатом является повышение эффективности бурения и эксплуатационного ресурса бурового долота за счет эффективной регулированию истинной нагрузки, приложенной к торцу бурового долота посредством оценки поправки нагрузки и уменьшения ошибки определения фактической силы в зоне контакта долота с породой. Предложен способ оптимизации замеров нагрузки в операциях бурения, включающий следующие шаги: снимают первый замер искривления на первой глубине в скважине, причем первый замер искривления дает угол наклона и азимут бурильной колонны на первой глубине; измеряют нагрузку на буровое долото на первой глубине сенсорной муфтой, размещенной на компоновке низа бурильной колонны, причем компоновка низа бурильной колонны образует часть бурильной колонны, а буровое долото размещено на конце бурильной колонны; рассчитывают прогнозируемую кривизну скважины на второй глубине в скважине, причем прогнозируемая кривизна включает прогнозируемый угол наклона и прогнозируемый азимут бурильной колонны на второй глубине; рассчитывают величину поправки нагрузки на основе прогнозируемой кривизны скважины и проводят калибровку сенсорной муфты с величиной поправки нагрузки. Предложены также долговременный машиночитаемый носитель данных и система оптимизации замеров нагрузки в операциях бурения для реализации указанного способа. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство для разработки скважины в грунте // 2576063

Изобретение относится к устройству для разработки скважины в грунте. Техническим результатом является повышение эффективности разработки скважины. Устройство содержит несущее устройство, мачту, установленную на несущем устройстве, салазки, установленные с возможностью перемещения вдоль мачты, на которых расположен буровой привод, предназначенный для приведения буровой штанги во вращательное движение, привод салазок, предназначенный для перемещения салазок вдоль мачты, и управляющее устройство для управления приводом салазок. Причем управляющее устройство выполнено с возможностью определения собственного веса буровой штанги на основании результата измерения обратного усилия, полученного датчиком. При этом предусмотрено запоминающее устройство для сохранения значения собственного веса буровой штанги, управляющее устройство выполнено с возможностью подачи управляющего сигнала на привод салазок, посредством которого нагрузка буровой штанги на дно буровой скважины может быть установлена равной заданному значению, при этом привод салазок выполнен с возможностью активного прижатия буровой штанги к дну буровой скважины, причем установленная нагрузка превышает силу, которую создает собственный вес буровой штанги. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ определения скорости вращения забойного бескомпрессорного двигателя // 2581616

Изобретение относится к забойным бескомпрессорным двигателям для вращения буровых долот. Технический результат - обеспечение возможности контроля и/или управления работой забойного бескомпрессорного двигателя. Система бурения, предназначенная для бурения буровой скважины, включает забойный бескомпрессорный двигатель, содержащий ротор, установленный с возможностью вращения внутри статора, буровое долото, соединенное с забойным бескомпрессорным двигателем и выполненное с возможностью передачи вращения ротора на буровое долото для его вращения в буровой скважине, и процессор. Ротор двигателя включает по меньшей мере один источник магнитного поля или детектор магнитного поля, а статор включает по меньшей мере один источник магнитного поля, если ротор включает детектор магнитного поля или включает по меньшей мере один детектор магнитного поля, если ротор включает источник магнитного поля. Процессор выполнен с возможностью управления забойным бескомпрессорным двигателем с использованием измерений, сгенерированных посредством по меньшей мере одного источника магнитного поля и по меньшей мере одного детектора магнитного поля. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Вычисление скорости и глубины бурения для скважинных инструментов // 2582608

Изобретение относится к управлению процессом бурения. Техническим результатом является определение скорости и глубины бурения для скважинных инструментов. Способ управления операцией бурения включает в себя образование с помощью первого датчика и второго датчика компоновки низа бурильной колонны (КНБК) первой временной каротажной диаграммы данных и второй временной каротажной диаграммы данных, соответственно, представляющих параметр буровой скважины вдоль траектории бурения, определение с помощью компьютерного процессора компоновки низа бурильной колонны и во время операции бурения временного сдвига путем сравнения первой временной каротажной диаграммы данных и второй временной каротажной диаграммы данных, при этом смещением первой и второй временных каротажных диаграмм данных максимизируют коэффициент корреляции первой и второй временных каротажных диаграмм данных, и определение в пределах заранее заданного периода времени от образования первой и второй временных каротажных диаграмм данных скорости бурения на основании временного сдвига и заранее заданного расстояния между первым датчиком и вторым датчиком. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.