Устройство для определения давления в скважине при спуско- подъемных операциях

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНЕ ПРИ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЯХ, включающее датчик ускорения с индикатором, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности и обеспечения one-, ративного определения величины давления в процессе проведения операций. оно снабжено связанными с датчиком ускорения и последовательно соединенными между собой преобразователем и передатчиком, а также приемником, блоком ускорения, интегрирующим блоком скорости, интегрирующим и су1Ф ирующим блоком длины колонны, блоком расчета давления, блоками сравнения, регистрации и сигнализации, при этом индикатор выполнен в виде приемника, выход которого подключен к блоку ускорения , последовательно связанного с интегрирующим блоком скорости и интегрирующим и суммирующим блоком длины колонны, а выходы последних трех блоков параллельно подключены соот- j ветственно к блокам расчета давления, сравнения и регистрации, входы которого соединены с блоком расчета давления непосредственно, а также через блок сигнализации и связанный с ним блок сравнения, при этом передатчик с приемником индикатора связан посредством радиоканала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1113525

ЗС51> Е 21 В 47/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И ABTGPCHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3517746/22"03 (22) 03. 12.82 (46) 15.09.84. Бюл. Ф 34 (72) В.Ç.Дигалев, В.В.Грачев, В.Д.Малеванский, Е.Г.Леонов, Б.В.Эквист и Е.М.Прокофьев (71) Всесоюзный научно-исследователь. ский институт природных газов (53) 622.241(088.8) (56) 1. РНТС "Машины и нефтяное оборудование". M., ВНИИОЭНГ, 1971, с. 28-30.

2. Авторское свидетельство СССР

У 945402, кл. Е 21 В 47/06, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНЕ ПРИ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЯХ, включающее датчик ускорения с индикатором, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и обеспечения опе-, ративного определения величины давления в процессе проведения операций, оно снабжено связанными с датчиком ускорения и последовательно соединенными между собой преобразователем и передатчиком, а также приемником, блоком ускорения, интегрирующим блоком скорости, интегрирующим и суммирующим блоком длины колонны, блоком расчета давления, блоками сравнения, регистрации и сигнализации, при этом индикатор выполнен в виде приемника, выход которого подключен к блоку ус" корения, последовательно связанного с интегрирующим блоком скорости и интегрирующим и суммирующим блоком дли-ны колонны, а выходы последних трех блоков параллельно подключены соотЭ ветственно к блокам расчета давления, сравнения и регистрации, входы которого соединены с блоком расчета давления непосредственно, а также через блок сигнализации и связанный с ним блок сравнения, при этом передат-чик с приемником индикатора связан посредством радиоканала.

1 » 135

Изобретение относится к контролю бурения и эксплуатации скважин, в частности для определения давления в скважине в процессе спуско-подъемных операций с колоннами труб.

Гидродинамическое давление в скважине, вызываемое движением колонн при спуско-подъемных операциях, может привести к осложнениям. При подьеме колонн давление в скважине умень- 10 шается, что способствует поступлению в буровой раствор пластовых флюидов вплоть до их выброса и открытого фонтанирования. При спуске колонн повы" шение давления может вызвать гидроразрыв пластов и поглощение бурового раствора. Кроме того, колебания давления, обусловленные движением колонны, приводят к обвалам стенок скважины, недоспуску пакеров до проектных

m глубин, смятию обсадных колонн в процессе их спуска и другим осложнениям.

Известно устройство для определения давления при спуско-подъемных операциях в скважине, включающее пер-25 вичный узел, содержащий измеритель скорости движения колонны труб, установленный на валу буровой лебедки, и вторичный узел, содержащий блок индикации этой характеристики. Устройство

30 определяет осредненную во времени скорость движения вала буровой лебедки и позволяет при известных реологи" ческих параметрах жидкости, диаметрах скважины и колонны и длине последней рассчитать гидродинамическое давление 5 в скважине И1.

Однако данное устройство обяадает низкой точностью, так как давление в скважине определяется расчетным путем по осредненным характеристикам движе ния колонны и параметрам жидкости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения давления к скважине, включающее датчик ускорения с индикатором 123.

Полученное с помощью устройства ускорение графически осредняют и на средней скорости рассчитывают на давление при известных реологических параметрах жидкости, диаметрах скважины и колонны и длине последней по соответствующим формулам.

Известное устройство не позволяет с достаточной точностью проводить замер скорости иэ-за операции графического осреднения и требует значитель25 2 ных затрат времени на обработку результатов, что исключает воэможность оперативного контроля величины давления.

Целью изобретения является повышение точности и обеспечение оперативного определения величины давления в процессе проведения операций.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения давле ния в скважине при спуско-подъемных операциях, включающее датчик ускорения с индикатором, снабжено связанными с датчиком ускорения и последовательно соединенными между собой преобразователем и передатчиком, а также приемником, блоком ускорения, интегрирующим блоком скорости, интегрирующим и суммирующим блоком длины колонны, блоком расчета давления, блоками сравнения, регистрации и сигнализации, при этом индикатор выполнен в виде приемника, выход которого подключен к блоку ускорения, последовательно связанного с интегрирующим блоком скорости и интегрирующим и суммирующим блоком длины колонны, а выходы последних трех блоков парал: —, лельно подключены соответственно к блокам расчета давления, сравнения и регистрации, входы которого соединены с блоком расчета давления непосредственно, а также через блок сигнализации и связанный с ним блок сравнения, при этом передатчик с приемником индикатора связан посредством радиоканала.

На фиг. 1 представлена схема подвижной части талевой системы буровой установки; на фиг.2 — блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из установленного на таль-блоке 1 передающего узла 2 и индикатора 3. Передающий узел включает в себя датчик 4 ускорения, преобразователь 5 и передатчик

6. Индикатор 3 состоит из приемника

7, блока 8 ускорения, выход которого соединен с блоком регистрации, блоком расчета давления, блоком сравнения и с интегрирующим блоком 9 скорости.

Выход последнего связан с блоком регистрации, блоком расчета, блоком сравнения и с интегрирующим и суммирующим блоком 10 длины колонны. Выход блока 10 подключен к блоку 11 регистрации, блоку 12 расчета давления и блоку 13 сравнения. Выход блока 12 расчета давления соединен с блоком

1113525

11 регистрации и блоком 13 сравнения, который связан с блоком 11 регистрации и блоком 14 сигнализации, выход последнего подключен к блоку 11 регистрации. 5

Устройство работает следующим образом.

Ускорение движения таль-блока с подвешенной на нем колонной труб воспринимается датчиком 4 ускорения, 10 преобразуется, преобразователем 5 в электрический сигнал, усиливается и с помощью передатчика 6 передается по радиоканалу в индикатор. Полученный приемником 7 сигнал преобразуется 15 блоком 8 в величину напряжения, пропорционального ускорению, и подается в блок 9, где преобразуется в сигнал скорости. Из блока 9 сигнал скорости поступает в блок 10, где интегри- 20 руется и суммируется, давая значение пути, проходимогЬ нижним концом колонны, или — длины колонны, находящейся в скважине.

Таким образом, последовательная 25 обработка сигнала дает основные изменяющиеся в процессе проведения операции спуска или подъема характеристики движения колонны: ускорение, скорость и путь (длина колонны). Парал- З0 лельно сигналы о значениях этих параметров подаются в блок 11 регистрации, позволяющий вести оперативный контроль их изменения, и в блок 12 расчета давления, куда дискретно, в зависимости от условий, вводятся ос35 тальные сигналы и параметрах, необходимых для расчета; геометрические размеры гидравлического канала, характеристики жидкости и др. Рассчи40 танная величина давления подается в блок 11 регистрации и в блок 13 сравнения параметров, куда также поступают значения параметров с блоков 8, 9 и 10. Здесь полученные параметры сопоставляются с заранее рассчитанными их допустимыми значениями, отклонение от заданного значения фиксируется блоком 14 сигнализации и пеГ редается на блок 11 регистрации.

Очевидно, что с блока регистрации все значения могут быть поданы на самопишущие приборы для контроля за ходом выполнения операций и на приборы управления при автоматическом режиме работы.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять оперативный контроль величины давления в скважине в процессе выполнения спуско-подъемных операций с колоннами труб, а также основных параметров, участвующих в формировании этого давления, и проводить работы в оптимальном режиме, характеризующимся наи.меньшими нагрузками на стенки скважины.

Использование данного устройства существенно повышает точность и оперативность определения величины давления в скважине при спуско-подъемных операциях с колоннами труб.

Оперативное получение данных о величине давления в скважине в процессе спуско-подъемных операций позволяет сократить число осложнений и аварий (обвалов стенок скважин, гаэонефтеводопроявлений, гидроразрывов, поглощений пластов, фонтанов и т.п.) и тем самым увеличить безопасность и скорость проводки скважины.

1113525 ф ИГ f

Составитель M. Коротков

Редактор М.Бандура Техред Т.Дубинчак Корректор Г.Огар

Заказ 6542/26 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, >К-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4