Способ контроля режима работы винтового двигателя в забойных условиях

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ВИНТОВОГО ДВИГАТЕЛЯ В ЗАБОЙНЫХ УСЛОВИЯХ, включающий поддержание заданной частоты вращения вала двигателя , связанного с породоразрушающим инструментом, о-тличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности отработки породоразрушающего инструмента, дополнительно осуществляют замер показаний давлений в нагнетательной линии при работе двигателя на забое под нагрузкой и без нагрузки, а поддержание заданной частоты вращения вала двигателя осуществляют путем поддержания постоянной разницы замеренных S показаний давлений. (Л С буримости такой способ не обеспечивает постоянства частоты вращения выходного вала забойного двигателя, что приводит к неэффективности отраto ботки породоразрушающего инструмен- )та, особенно в тех случаях, если поS5 S5 следний имеет ограниченный диапазон рекомендуемых частот вращения. Известен также способ контроля режима работы винтового двигателя в забойных условиях, включающий поддержание заданной частоты вращения вала двигателя, связанного с породоразру шающим инструментом по показаниям погружного гидротахометра 2jКонтроль за создаваемой осевой нагрузкой ведется по индикатору веса , а состояние загрузки двигателя контролируется по гидротахометру. При этом также периодически проверя-i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (11) А1 (51)5 Е 21 В 4/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3646475/22-03 (22) 27 ° 09«83 (46) 30.09.90, Бюл. 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72);Д,Ф.Балденко, Т.Н,Бикчурин, 10.В.Вадецкий,:M,Т Гусман, B,А.Каплун,:А,М Кочнев,, С С Никомаров и В И.Семенец (53) 622«243«92(088«8) (56)1.Вадецкий:Ю,.В. Бурение нефтяных и газовых скважин.:M,: Недра, 1973, с, 245, 2Вадецкий:Ю,В« Бурение нефтяных и газовых скважин,:M. Недра, 1973, с. 59.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а более конкретно к способам бурения с испбльзованием гидравлических забойных двигателей.

Известен способ бурения с использованием гидравлических забойных

I двигателей, заключающийся в создании осевой нагрузки на породораэрушающий инструмент. Контроль за осевой нагрузкой осуществляется по индикатору веса, устанавливаемому рядом с местом бурильщика на буро.вой «11.

Недостатком этого способа являет ся необходимость периодического контроля соответствия выбранного ре» жима нагрузки максимуму механической скорости. Кроме того, в интервалах с перемежающимися породами различной, 2 (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РЕЖИМА РАБОТЪ| ВИНТОВОГО ДВИГАТЕЛЯ В ЗАБОЙНЫХ

УСЛОВИЯХ, включающий поддержание заданной частоты вращения вала двигателя, связанного с породоразрушающим инструментом, о -т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности отработки породоразру» шающего инструмента, дополнительно осуществляют замер показаний давле» ний в нагнетательной линии при работе двигателя на забое под нагрузкой и без нагрузки, а поддержание заданной частоты вращения вала двигателя осуществляют путем поддержания постоянной разницы замеренных показаний давлений. буримости такой способ не обеспечивает постоянства частоты вращения выходного вала забойного двигателя, что приводит к неэффективности отра« ботки породоразрушающего инструмен)та, особенно в тех случаях, если по следний имеет ограниченный диапазон рекомендуемых частот вращения.

Известен также способ контроля режима работы винтового двигателя в забойных условиях, включающий поддержание заданной частоты вращения вала двигателя, связанного с породоразру шающим инструментом по показаниям погружного гидротахометра (2 1.

Контроль за создаваемой осевой нагрузкой ведется по индикатору веса а состояние загрузки двигателя контролируется по гидротахометру

При этом также периодически проверя-

1128646 ется соответствие выбранного режима нагрузки максимуму механической ско» рости, Показание манометра в ука» занном способе фиксирует остановку

5 двигателя и сопутствующее этому резкое повышение перепада давлений.

Недостатком этого способа является необходимость контроля соответствия выбранного режима нагрузки мак симуму механической скорости, а также получение информации лишь об остановках двигателя при перегрузках, когда перепад давления резко увели чивается от первначальной или рабочей величины. Наряду с этим способ также не позволяет добиться получения постоянства частоты вращения вьгходного вала„ что должно сказаться на более эффективной отработке породоразрушающего инструмента, Кроме того, погружной гидротахометр не отличается стабильностью в работе»

Целью изобретения является повы шение эффективности отработки поро- 25 доразрушающего инструмента»

Цель достигается тем, что в изВестном способе контроля режима ра» боты винтового двигателя в забойных условиях, включающем поддержание заданной частоты вращения вала двигателя, связанного с породоразрушающим инструментом, дополнительно осуществляют замер показаний давлений в на, гнетательной линии при работе двига

)теля на забое под нагрузкой и без

35 нагрузки, а поддержание заданной час- тоты вращения вала двигателя осуществляют путем поддержания постоянраэницы замеренных показании дав- 40 лений.

На чертеже приведена рабочая характеристика винтового забойного гидравлического двигателя (1), зависи мости частоты вращения вала двигате- 45 ля (и) и перепада давления (P) от крутящего момента (М) и изменение пе" репада давлений в нагнетательной линии (2), Способ осуществляется следующим образом

При бурении нефтяных или газовых скважин с использованием в качестве привода породоразрушающего инструмента винтового забойного гидравлическо55

ro двигателя выбирается режим бурения, обеспечивающий наиболее эффек тивную отработку породоразрушающего инструмента„ С этой целью забойный двигатель с закрепленным на нем по» родоразрушающим инструментом опускается в скважину на колонне. буриль1 ных труб, Не доходя до забоя, по колонне бурильных труб в двигатель подается технологически необходимое количество жидкости. После осуществления промывки забоя при стабилиза ции перепада д,.влений в нагнетатель» ной линии фиксируется величина перепада давлений Р„, соответствующая ре. жиму работы двигателя на забое без нагрузки, Затем колонна бурильных труб с двигателем и породоразрушающим инструментом подается вниз до контакта с .забоем, осуществляется приработка породоразрушающего инструмента в течение некоторого времени (5-10 мин) и далее определяется нагрузка на по» родоразрушающий инструмент. Крите» риями при выборе нагрузки являются диапазон рекомендуемых чисел оборотов для порадоразрушающего инстру» мента, потребляемый породоразрушаюшим инструментом момент в заданном интервале бурения, вероятный макси мум механической скорости бурения, а также оптимальный режим работы дви гателя.

При выборе нагрузки на породоразрушающий инструмент определяется максимум механической скорости. При этом фиксируется перепад давлений в нагнетательной линии при работе двиrareля при заданной нагрузке Р .

Разница перепадов давлений Р> -Р, при работе двигателя под нагрузкой и без нагрузки сопоставляется с ра» бочей характеристикой двигателя на

roM же расходе и той же промывочной жидкости, на которой определяется величина крутящего момента M и часР тота вращения n выходного нала на кривой и = 1(М). При этом разница перепадов давления под нагрузкой и беэ нагрузки Р -Р на рабочей харак л терис гике двигателя и разница P>-P,, зафиксированные в нагнетательной ли» нии, должны бьггь равны.

Далее определенные по характеристике величины М и п сопоставляются с рекомендуемыми величинами, опреде» ляется величина эффективного КПД, его величина по отношению к максиму му 1 yy

При необходимости режим нагрузки на нородоразрушающий инструмент мо

28646 . механической скорости бурения при одновременном получении оптимального режима работы двигателя, тем самым повышая эффективность процесса буре» ния и увеличивая долговечность дви» гателя, Р1

Рр

Ир

Техред А.Кравчук „ Корректор: С Шекмар

P едакто р: О, Филиппов а

Заказ 3333

Тираж 477 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 44/5

ВНИИПИ Государственного

1.1 303 5, Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 ll жет быть изменен в сторону увеличения или уменьшения ее величины с тем, чтобы частота вращения выходно»

ro вала находилась в диапазоне рекомендуемых частот породоразрушающего инструмента, величина эффективно»

ro КПД как можно ближе находилась к его максимальному значению, Как пра вило, это приводит к незначительному изменению механической скорости бу рения, а в ряде случаев и не влияет на этот показатель.

Таким образом, данный способ дает возможность получения максимальной

Технические преимущества заключа1О ются в получении возможности эффективной отработки породоразрушающего инструмента, в обеспечении работы двигателя в оптимальном режиме, в по .лучении максимальных показателей про

15 цесса бурения,