Способ регулирования оптимальнойосевой нагрузки ha долото b процессетурбинного бурения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.05.79 (21) 2768830/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кт з

Е 21 В 45/00

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 03.07.81 по делам изобретений н открытий (53) УДК 622.24. .08 (088.8) коц C Хт"М 1 4

-., Р1. |=.-"

Центральная научно-исследовательская л борат о и

Производственного ордена Трудового Красн намени (72) Авторы изобретения

Б. Е. Афанасьев, В. В. Сунцов, С. В. Соломенн

А. В. Александров и P. Х. Ишмаков (71) Заявитель объединения «Оренбургнефть» Министерства нефтяной промышленности

СССР (54) СПОСОБ РЕГУ г(ИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОИ ОСЕВОЙ

НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО В ПРОЦЕССЕ ТУРБИННОГО БУРЕНИЯ

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

Известен способ регулирования оптимаlh» ной осевой нагрузки на долото при бурении скважин (1).

Наиболее близким по технической сугцности к предлагаемому является способ оптимизации режимов бурения, основанный на использовании параметров колебаний т0 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- 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 непроизводительные затраты мощности забойного двигателя.

Цель изобретения — - повышение точности регулирования и сокращение непроизводитсльных затрат мощности забойного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что регистрируют момент совпадения минимальных значений амплитуды и частоты колебаний, по которому определяют оптимаlbн ю 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

ИС1247 и блока фильтров сейсмотации

СМОВ24 выделяется часть сигнала, несущая информацию о скорости вращения долота. Выделенный сигнал усиливается четырехканальным усилителем тига ИС1269, 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. Изме8403 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 вЂ” ЗМ и при каждой нагрузке определяется время бурения 05 м.

Нагрузка, при которой достигаются одновременно минимумы амплитуды и частоты, считается оптимальной (при этом показания ГТН вЂ” ЗМ соответствуют минимуму оборотов, минимально также время бурения tp

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 М 838

Бузулукского УБР при бурении турбобуром gp

ЗТСШ!95 в интервале 121B — 139б м.

Зависимость а построена по показаниям прибора ГТН вЂ” ЗМ при изменении нагрузки; зависимость б отражает изменение частоты (зависяший 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 измене11 нием амплитуды колебаний бурильной колонны, т. е. сокрашения 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"/р, проходку на долото на 20"/р, причем затраты мощности забойного двигателя сокращаются на 25 /р.

Формула изобретения

Способ регулирования оптимальной осевой нагрузки на долото в процессе турбинного бурения, основанный на измерении амплитуды и частоты колебаний, возникаюших от вращения долота, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования и сокращения непроизводительных затрат мощности забойного двигателя, регистрируют момент совпадения минимальных значений амплитуды и частоты колебаний, по которому определяют оптимальную осевую нагрузку на долото.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2448493, кл. Е 21 В 45/00, 1979.

2. Патент США № 3520375, кл. 175 †, опублик. 1970 (прототип).

840311 а(оЕ/мин) у (/ц) ФО

800

700

25 а

amux

0.7

0,6

И(мин) У

/ gg, (ТС) Составитель Г. Данилова

Редактор T. Кугрышева Техред A. Бойкас Корректор М. Демчик

Заказ 4698/43 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4