Устройство для предупреждения прихватов бурильного инструмента


E21B44 - Системы автоматического управления или регулирования процессом бурения, т.е. самоуправляемые системы, осуществляющие или изменяющие процесс бурения без участия оператора, например буровые системы, управляемые ЭВМ (неавтоматическое регулирование процесса бурения см. по виду процесса; автоматическая подача труб со стеллажа и соединение бурильных труб E21B 19/20; регулирование давления или потока бурового раствора E21B 21/08); системы, специально предназначенные для регулирования различных параметров или условий бурового процесса (средства передачи сигналов измерения из буровой скважины на поверхность E21B 47/12)

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение оперативности предупреждения и ликвидации трудноликвидируемых прихватов путем повышения эффективности использования ударных механизмов. Устройство содержит пороговые элементы 3,6, элемент 7 совпадения, блок 9 сигнализации, исполнительный механизм 8, датчик 1 и задатчик 2 скорости спуско-подъемных операций (СПО), датчик 4 конца бурильного инструмента и задатчик 5 интервала возможного прихвата. Расчетное значение предельно-допустимой скорости СПО вводится в задатчик 2. В задатчик 5 вводятся интервалы возможного прихвата по глубине скважины. При наличии сигналов с элементов 3 и 6 срабатывает элемент 7 совпадения. Приводится в действие механизм 8 и срабатывает блок 9 сигнализации. Включение последнего свидетельствует о превышении скорости. Устройство позволяет не допускать прихватов, а в случае возникновения последних устранять их с наименьшими затратами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 21 В 23 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ М

Ф %

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4387196/23-03 (22) 01.03.88 (46) 30.10.90. Бюл. № 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В. Н. Панов, В. М. Монахов, В. И. Ераткин и Ю. Г. Майчуб (53) 622.241 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1113508, кл. Е 21. В 23/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРИХВАТОВ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повышение оперативности предупреждения и ликвидации трудноликвидируемых прихватов путем повышения эффективности использования ударных механиз„„SU„„1602966 A 1

2 мов. Устр-во содержит пороговые элементы 3, 6, элемент 7 совпадения, блок 9 сигнализации, исполнительный механизм 8, датчик ! и задатчик 2 скорости спуска-подъем ° ных операции (СПО). Датчик 4 конца бурильного инструмента и задатчик 5 интервала возможного прихвата. Расчетное значение предельно допустимой скорости СПО вводится в задатчик 2. В задатчик 5 вводятся интервалы возможного прихвата по глубине скважины. При наличии сигналов с элементов 3 и 6 срабатывает элемент 7 совпадения. Приводится в действие механизм 8 и срабатывает блок 9 сигнализации. Включение последнего свидетельствует о превышении ско рости. Устр-во позволяет не допускать прихватов, а в случае возникновения последних устранять их с наименьшими затратами. 1 ил.

1602966

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано в геологоразведке и газовой промышленности при бурении скважин для предупреждения прихватов, возникающих вследствие затяжек и посадок при подъеме и спуске бурильного инструмента.

Целью изобретения является повышение оперативности предупреждения и ликвидации трудноликвидируемых прихватов путем повышения эффективности использования ударных механизмов, На чертеже представлена структурная схема устройства для предупреждения прихватов бурильного инструмента.

Устройство содержит датчик 1 скорости бурильного инструмента при спуско-подъемных операциях (СПО), задатчик 2 скорости (предельно допустимой при СПО), выходы которых связаны с первым и вторым входами первого порогового элемента 3, датчик 4 конца бурильного инструмента и задатчик 5 возможного интервала прихвата, выходы которых соединены с вторым и первым входами второго порогового элемента 6. Выходы пороговых элементов 5 и 6 связаны с входами элемента 7 совпадения. Выход элемента 7 совпадения связан с входами исполнительного механизма 8 и блока 9 сигнализации.

Устройство работает следующим образом.

От датчика 1 скорости СПО сигнал поступает на первый вход первого порогового элемента 3. На второй вход порогового элемента 3 поступает сигнал от задатчика 2 скорости, который выполняет функции элемента памяти о предельно допустимом значении скорости при СПО.

Анализ рекомендуемых для устранения прихвата зависимостей

Pg =раРЪо и Р )

2РзЯ сЫ

Р, г где Р— абсолютное динамическое усилие, возникающее в момент прихвата;

F — площадь поперечного сечения утяжеленных бурильных труб (УБТ);

V0 — скорость перемещения УБТ в стволе скважины при СПО; р — акустическая жесткость материала колонны труб;

P „ — величина осевой нагрузки, необходимая для срабатывания устройства; ,Уi Fi — соответственно плотность материала и площадь поперечного сечения бурильных труб;

a i, а — соответственно скорость распространения волны напряжения в нижней секции бурильных труб и УБТ; р, F — соответственно плотность материала и площадь поперечного сечения утяжеленных бурильных труб;

5 P3 — максимальная сила заклинивания бурильного инструмента, показывает, что для равенства сил заклинивания бурильного инструмента, возникающих в процессе СПО, и динамичес10 ких нагрузок, создаваемых при работе погружных ударных устройств, необходимо, чтобы скорости при СПО соответствовали неравенству у,а " &7, где Po — усилие срабатывания ударного устройства.

Расчетное значение предельно допустимой скорости СПО вводится в задатчик 2 скорости СПО.

На выходе первого порогового элемента 3 будет получен сигнал только в том случае, когда величина входного сигнала о скорости от датчика 1 будет превышать величину сигнала о предельно допус25 тимой скорости от задатчика 2.

Аналогичным образом работает вторая параллельная ветвь устройства, состоящая нз датчика 4 конца бурового инструмента при СПО, задатчика 5 интервала возможного прихвата и второго порогового эле30 мента 6. Сигнал на выходе второго порогового элемента 6 будет получен при превышении выходного сигнала с датчика 4 над выходным сигналом с задатчика 5.

Сигналы с выходов пороговых элементов 3 и 6 поступают на входы эле35 мента 7 совпадения. Только при наличии сигнала с обоих пороговых элементов 3 и 6 на выходе элемента 7 совпадения будет получен сигнал.

На прихватоопасном интервале срабаты4О вает элемент 7, приводится в действие исполнительный механизм 8 (тормоз лебедки) и срабатывает блок 9 сигнализации (звуковая, световая). Срабатывание блока 9 свидетельствует о факте превышения скорости СПО. Скорость инструмента снижает45 -я до уровня предельно допустимой, и на выходе датчика 1 при. минимальных потерях времени (от долей секунды до нескольких секунд формируется сигнал, не превышающий сигнал с задатчика 2.

Ограничение скоростей при СПО регла5о ментируется из условий ликвидации возможного прихвата с помощью соответствующих ударных механизмов и учета их силовых характеристик при заданных глубинах скважин.

Расчет предельно допустимой скорости при СПО осуществляется при номинальных усилиях срабатывания серийно выпускаемых ударных механизмов составляющих

560 — 640 кН.

1602966

Составитель А. Рыбаков

Редактор О. Спесивых Техред А. Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 3365 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

При спуске бурильного инструмента в скважину для бурения или проработки ствола скважины ударный механизм следует располагать в непосредственной близости от предполагаемой зоны прихвата, так как большое количество труб под ним, свободных от прихвата, снижает эффект работы ударных устройств. Для удара используют энергию упругой деформации свободной части колонны бурильных труб, расположенных над ударным механизмом.

Располагать ударное устройство в аварийной компоновке на значительном расстоянии от зоны прихвата, используя энергию упругой деформации колонны труб, расположенной под устройством, необходимо при прихватах, возникших в результате действия перепада давления бурового раствора.

Применение устройства с автоматическим регулированием расчетной предельно допустимой скорости при СПО, учитывающей технические возможности ударных устройств и прочностные свойства бурильного инструмента, позволит не допустить прихвата, а в случае его возникновения устранить его.

Формула изобретения

Устройство для предупреждения прихватов бурильного и истру ме нта, содер ж а шее первый пороговый элемент, элемент совпа5 дения, блок сигнализации и исполнительный механизм, причем выход первого порогового элемента соединен с первым входом элемента совпадения, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности предупреждения и ликвидации трудноликвидируемых прихватов путем повышения эффективности использования ударных механизмов, оно снабжено вторым пороговым элементом, датчиком и задатчиком скорости спуско-подъемных операций, датчиком

15 конца бурильного инструмента, задатчиком интервала возможного прихвата, при этом выходы датчика и задатчика скорости спуско-подъемных операций соответственно подключены к первому и второму входам первого порогового элемента, выходы задатчика интервала возможного прихвата и датчика конца бурильного инструмента соответственно подсоединены к первому н второму входам второго порогового элемента, выход которого соединен с вторым вхо25 дом элемента совпадения, выход которого подключен к входам блока сигнализации и исполнительного механизма.

Устройство для предупреждения прихватов бурильного инструмента Устройство для предупреждения прихватов бурильного инструмента Устройство для предупреждения прихватов бурильного инструмента 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам автоматизации буровых процессов

Изобретение относится к средствам автоматизации буровых процессов

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для образования скважин в породах средней крепости и грунтах

Изобретение относится к буровой технике

Изобретение относится к технике бурения глубоких скважин

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к гидроприводам вращательно-подающих механизмов бурильных машин

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения скважин

Изобретение относится к области горной промышленности, к гидросистемам бурильных установок (БУ) горных машин для бурения шпуров

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения шпуров

Изобретение относится к колонковому бурению скважин и позволяет повысить его эффективность за счет снижения числа самозаклиниваний керна в колонковой трубе

Ясс // 1601336
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для освобождения бурового снаряда, прихваченного в скважине

Изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и предназначено для ликвидации прихвата

Изобретение относится к бурению геологоразведочных, нефтегазовых и других скважин

Изобретение относится к технике и предназначено для ликвидации прихватов бурильной колонны

Изобретение относится к бурению скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности

Изобретение относится к нефтяной и газовой пром-сти

Изобретение относится к нефтяной и газовой пром-сти

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленностям

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, а именно к способам ликвидации прихватов колонны труб, находящейся в скважине
Наверх