Способ регулирования режима продувки скважины в процессе бурения

 

Сущность изобретения: определяют в каждый текущий момент времени объем разрушенной породы от устья до забоя скважины . Сравнивают с объемом бурового шлама , вынесенного из устья скважины за это же время. При превышении объема разрушенной породы над вынесенным объемом увеличивают количество продувочного агента . При равенстве этих объемов уменьшают подачу продувочного агента, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 21/08, 21/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4777129/03 (22) 02.01.90 (46) 30.05,92. Бюл. N. 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела и металлургии цветных металлов (72). М.А.Гладких, B.M,Ãîéõìaí, Н:).Л.Гриценко и В.С.Герасимов (53) 622.243,13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Й. 947405, кл, Е 21 В 45/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 1157213, кл. Е 21 В 44/00, 1984, Изобретение относится к способам регулирования процесса бурения с удалением бурового шлама из скважины газообразным продувочным агентом.

Известен способ регулирования про-. цесса вращательного бурения, основанный на контроле мощности, затраченной на Gyрение, и изменении осевой нагрузки. В этом способе измеряют механическую скорость бурения, определяют полезную мощность, затраченную на соб твенно бурение, задают положительную величину разности между произведением механической скорости бурения на частную производную полезной мощности по механической скорости бурения полезной мощностью и поддерживают путем изменения осевой нагрузки эту разность. постоянной, причем в случае невозможности соблюдения этого равенства между. указанными величинами осевую нагрузку увеличивают до достижения максимально возможной скорости бурения, .. Ы 1737097 А1 (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА

ПРОДУВКИ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ (57) Сущность изобретения: определяют в каждый текущий момент времени объем разрушенной породы от устья до забоя скважины. Сравнивают с обьемом бурового шлама, вынесенного из устья скважины за это же время, При превышении объема разрушенной породы над вынесенным объемом увеличивают количество продувочного агента. При равенстве этих объемов уменьшают подачу продувочного агента, 1 ил.

Недостатком такого способа является отсутствие воэможности регулирования ос.новного энергопотребителя буровой установки — устройства для продувки скважины с целью минимизации энергозатрат на удаление из забоя бурового шлама.

Известен также способ, при котором в зависимости от скорости бурения по сигналу с датчика с помощью блока, воздействующего на насосную и компрессорную установку, регулируется воздушно-водяная смесь так, что с уменьшением крепости породы и, следовательно, с увеличением количества выбуриваемой мелочи расход воды и воздуха увеличивается и наоборот, Недостатком известного способа является невозможность достичь полного выноса бурового шлама из скважины при минимальной подаче воздушно-водяной сме-, си, т.е, при минимальных затратах энергии.

Цель изобретения заключается в снижении энергоемкости бурения путем оптими1737097

10

40

50

55 зации расхода продувочного агента при изменении условий бурения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем измерение текущего значения механической скорости бурения и регулирование количества продувочного агента, определяют в каждый текущий момент времени объем разрушенной породы от устья до забоя скважины с учетом коэффициента разрыхления и времени прохождения бурового шлама от забоя до устья скважины, и объем бурового шлама, вынесенного из устья скважины, и при превышении объем разрушенной породы над вынесенным объемом увеличивают количество продувочного агента, подаваемого на забой, а при равенстве этих объемов уменьшают подачу продувочного агента.

На чертеже представлена блок-схема реализации данного способа, Механизм подачи продувочного агента . 1, например компрессорная установка, приводимый в действие регулируемым приводом 2, нагнетает продувочный агент в буровую штангу 3 через канал 4 и буровой инструмент 5 в забой, откуда продувочный агент совместно с захваченным буровым шламом поступает в затрубное пространство 6 и выносится через устье скважины на дневную поверхность, где с помощью блока

7 измеряется текущее значение механической скорости бурения, Выходной сигнал с блока 7 через усилитель 8 подается на запоминающее устрройство 9 и далее на блок запаздывания 10, Величина временного лага т равна времени прохождения бурового. шлама совместно с продувочным агентом от забоя до устья скважины и определяется путем деления текущего значения глубины скважины на скорость истечения продувочного агента через устье скважины. Для определения текущее т значение механической скорости бурения с блока 7 подают на интегратор 11, на выходе с которого снимается сигнал, пропорциональный текущему значению глубины скважины; и далее этот сигнал а качестве делимого поступает на вход делителя

12.

Сюда же в качестве делителя поступает выходной сигнал с блока 13, измеряющего скорость истечения продувочного агента через устье скважины. Полученный временной лаг т с выхода делителя 12 подается на блок запаздывания 10, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный скорректированному на величину временного лага значению производной по времени объема шлама, образованного в забое, Выходной сигнал с блока запаздывания 10 подается на сумматор 14, на вход которого через инвертор 15 подается сигнал с блока

16 определения производной по времени объема бурового шлама, выносимого через устье скважины, Выходной сигнал с сумматора 14, пропорциональный разности производных по времени объемов образованного в забое и выносимого через устье скважины шлама, подается на интегратор 17, с выхода. которого сигнал, пропорциональный накопившемуся в забое обьему шлама, подается

15 на блок 18 с логической функцией "больше нуля ". В случае снятия с выхода блока 18 сигнала "1" (да), что означает накопление в забое шлама вследствие неполноты его выноса, командное устройство 19 настраивает

20 регулируемый привод на увеличение подачи продувочного агента. B случае снятия с выхода блока 18 сигнала "0" (нет), что означает полный вынос шлама из забоя, командное устройство 19 настраивает регулируемый

25 привод на уменьшение подачи продувочного агента.

Таким образом, предложенный способ регулирования режима продувки скважины позволяет обеспечить самонастройку под30 ачи продувочного агента на уровне, минимально необходимом для полного выноса бурового шлама из скважины, что обеслечивает минимизацию удельных энергозатрат при нормальном режиме продувки скважины, Формула изобретения

Способ регулирования режима продувки скважины в процессе бурения, включающий измерение текущего значения механической скорости бурения и регулирование количества продувочного агента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергоемкости бурения путем оптимизации расхода продувочного агента при изменении условий бурения, определяют в каждый текущий момент времени объем разрушенной породы от устья до забоя скважины с учетом коэффициента разрыхления и времени прохождения бурового шлама от забоя до устья скважины, и объем бурового шлама, вынесенного из устья скважины, и при превышении объема разрушенной породы над вынесенным объемом увеличивают количество продувочного агента, подаваемого на забой, а при равенстве этих обьемов уменьшают подачу продувочного агента.

1737097

Составитель М.Гладких

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Редактор З.Ходакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1875 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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