Способ определения места прихвата бурового инструмента

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА . ПРИХВАТА БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий натяжение б урильной колонны и регистрацию геофизического параметра вдоль колонны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения места прихвата, в верхней части бурильной колонны вибратором возбуждают упругие колебания, а в качестве геофизического .параметра регистрируют амплитудно-частотные характеристики упругих колебаний, по изменению которых определяют место прихвата. 1977, с. 351. ра (Л 9 Р

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (((1 ((и) Е 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

"lO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3635312/22-03 (22) 16.08.83 (46) 07.06.85. Бюл. ¹ 21 (72} Г.В. Рогоцкий, В.Ф. Ковалев и З.В. Кузнецова (71} Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного ордена Трудового Красного Знамени объединения "Оренбургнефть" (53) 622.248(088.8) (56) 1. Беркович M.ß. и др. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. М., "Недра", 1969.

2. Дьяконов Д.И., Леонтьев E.М., Кузнецов Г.С. Общий. курс геофизических исследований скважин-. M. "Недра", 1977, с. 351. (54) (57} СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА .

ПРИХВАТА БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий натяжение бурильной колонны и регистрацию геофизического параметра вдоль колонны, о т л и ч а ющ и. и с я тем, что, с целью повышения точности определения места прихвата, в верхней части бурильной колонны вибратором возбуждают упругие колебания, а в качестве геофизического параметра регистрируют амплитудно-частотные характеристики упругих колебаний, по изменению которых определяют место прихвата.

11б001 < Р,ч, -р,Ч

P Vi + g y прихвата.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности скважин и может быть использовано при ликвидации аварий бурильного инструмента. S

Известен способ определения места прихвата бурильной колонны, основанный на определении местонахождения прихваченного участка бурильной колонны по удлинению свободной части 10 бурильной колонны под нагрузкой.

Для этого колонну растягивают последовательно усилиями, значительно превышающими вес колонны, и по разности удлинений при этих условиях 15 вычисляют свободную длину колонны и определяют место прихвата бурильной колонны 513 .

Недостатками способа являются трудоемкость выполняемых операций. 2О повышенная опасность из-за возможности разрыва колонны, выход из строя резьбовых .соединений при натяжении колонны, перегрузка подъемного оборудования и т.д. 25

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения места прихвата бурового инструмента, включающий натяжение бурильной колонны и регистрацию геофизического параметра. вдоль колонны.

Известный способ основан на определении места прихвата бурильного инструмента с помощью локатора

35 муфт. Для этого регистрируют положение муфт. Затем в предлагаемом интервале прихвата инструмента устанавливают магнитные метки в трубах и производят второй замер. После этого к буровому инструменту или колонне прилагают механическое усилие — натяжение или закручивание. На участках действия механической нагрузки магнитные метки исчезают, их магнитное поле значительно ослабевает, что фиксируется специальным замером с помощью локатора муфт 2 .

Недостаток известного способа— низкая точность определения места

Целью изобретения является повышение точности определения места прихвата.

Указанная цель достигается тем, чтс согласно способу определения мест» прихвата бурового ннструмен—

4 2 та, включающему натяжение бурильной колонны и регистрацию геофизического параметра вдоль колонны, в верхней части бурильной колонны вибратором возбуждают упругие колебания, а в качестве геофизического параметра регистрируют амплитудно-частотные характеристики упругих колебаний, по изменению которых определяют место прихвата.

На чертеже изображена схема реализации способа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, Так, в свободной части бурильной колонны коэффициент отражения.

k, составляет 0,95.(при плотности материала стальной бурильной колонны p = 7,8 r/ñè, плотности бурового раствора

1,2-1,3 г/см, при скорости упругих волн в колонне V, г 5,2 км/с и скорости упругих волн в растворе 1,4 км/с).

Коэффициент отражения К в прихваченной части колонны составляет 0,5-0,6 при p,= 7,8 г/см ; Ч1

1,4 км/с при плотности горной породы 2,2-2,4 г/см и скорости

5 упругих волн в. ней 3,5 км/с.

Таким образом, коэффициент отражения меняется почти в два раза.

Еще большие потери энергии в прихваченной части колонны вызываются резким увеличением диссипативных свойств колонны в зоне прихвата, боковой отдачей, и т.д.

Непосредственные промысловые измерения показали, что амплитуда волн в зоне прихвата уменьшается в 5-7 раз, а основная частота спект1 ра сигналов смещается на 10-15 Гц в область нижних частот.

Точность определения. места прихвата повышается за счет более высокой чувствительности характеристик упругих колебаний к изменению условий их прохождения по свободной и прихваченной зонам колонны и уменьшения влияния помех.

Пример. Бурильную колонну . 2, верхняя часть котс рой закреплена элеватором 4, предяарител.,но натягивают буровой лебечк<ч", 5 r гем„

ВНИИПИ Заказ 3708/27 Тираж 540 Подписное

Филиал ППП Ъ®теат" г Уагород,ул.Проектиая, 4

3 11600 чтобы свободная часть бурильной колонны не контактировала со стенками. скважины 1 до места прихвата, либо этот контакт был ослаблен.

Внутрь бурильной колонны 2 на каротажном кабеле 6 постепенно опускают контейнер 7 с датчиками упругих колебаний. Одновременно с этим в верхней части бурильной колонны вибратором 9 возбуждают упругие 1p импульсы заданной формы (напр мер, синусоидальные). Упругие колебания, возбуждаемые вибратором 9, распространяются по бурильной колонне и воспринимаются датчиками, расположенными в контейнере 7. Электрические сигналы с этих датчиков по кабелю

6 поступают в измеритель-регистратор 8 упругих колебаний.

Контроль за работой вибратора 9 осуществляется с помощью измерителя

10 вибраций для того, чтобы не менялись характеристики возбудителя.

В момент. входа контейнера 7 при его

crrycze В скВажину 1 и зону IIpHZBRTs 25

3 поступает по кабелю сигнал..

В буровоЯ скважине 1 находится бурильная колонна 2 .с. местом ее прихвата 3. Бурильная колонна натянута.с помощью элеватора 4 и буровой лебедки 5. В бурильную колонну

2 на.кабеле 6 помещен контейнер 7 с датчиками упругих колебаний. Кабель 6 соединен с измерителем-регистратором 8 упругих колебаний. В верхней. части бурильной .колонны 2 закреплен .вибратор 9, связанный с измерителем 10 вибраций, контролирующим работу вибратора 9 °

Реализация способа основана на . изменении характера распространения упругих колебаний в свободной и прихваченной частях бурильной колонны.

Сигнал, распространяющийся в свободной части бурильной колонны, испытывает незначительные и плавно меняющиеся изменения своих характе- ристик. В частности, амплитуда и энергия сигнала, изменяются по экспоненте, без всплесков и срывов.

14 4

Основная частота спектра также изменяется плавно. Это объясняется тем, что сигнал. распространяется в однородном материале (сталь) бурильной колонны, контактирующей по внешней поверхности с однородным буровым раствором. Прихваченная же часть бурильной колонны контактирует не с буровым раствором, а со стенкой скважины.

В месте прихвата колонны резко изменяются условия прохождения сигнала, так как изменяется его коэффициент отражения и возрастает боковая отдача энергии, вследствие чего резко возрастает коэффициент поглощения упругих волн. Это приводит к изменению амплитудно-частотных характеристик сигнала, распространяющегося в свободной части бурильной колонны и достигающего места прихвата бурильной колонны.

В момент достижения упругими колебаниями места прихвата амплитуда сигнала уменьшается, а основная частота спектра сигнала смещается в область нижних частот.

Теоретические расчеты показывают, что условия прохождения сигнала резко изменяются на границе прихваченной и свободной частей бурильной колонны за счет существенных отличий коэффициентов отражения сигналов.

Технико-экономическая эффективность способа обусловлена сокращением времени на проведение работ при ликвидации аварий и обеспечением безопасного ведения аварийных работ за счет исключения многократвых перегрузок силового оборудования и бурильного инструмента.

Кроме того, точное определение места прихвата позволяет правильно определить мероприятия при ликвидации аварий, снизить раскод реагентов и обеспечить сохранность бурильных труб и резьбовых соединений,