Способ контроля за наработкой элементов бурильной колонны

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель изобрете1;1ия - повышение зффективности за счет ycicoipe- ния и повышения точности идентификациибурильных свечей (БС) при СПО. Маркирование БС 7 и установление последовательности спуска-подъема осуществляется путем введения в автоматизированную базу 15 данных длин БС 7, измеренных контрольными замерами, геометрических и прочностных характеристик БС 7. Идентификацию БС 7 осуществляют путем измерения их длин непосредственно в ходе спуска-подъема с погрешностью, не превышающей допуск на их длину, и сравнения результатов измерений с данными маркирования и установленной последовательностью спускаподъема в автоматизированной базе 15 данных. При нарушении установленной последовательности спуска-подъема, не приводящем к снижению работоспособности бурильной колонны, последовательность корректируют и продолжают идентификацию. При нарушении, приводящем к снижению, приостанавливают спуск-пбдьем и осуц^ествляют перекомпоновку бурильной колонны. 2 ил.(ЛСг-^ тЙ (йШад^^м27О^Фиг. г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Е 21 В 47/04, 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2-1) 4761970/03, (22) 24,11.89 (46) 23,02.92. Бюл. t4 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) А.И. Барышников и Н.Б, Измайлова (53) 622.24(088.8) (56) Джустен Д.Ш., Фергюссен P. Прогнозирование усталостных разрушений бурильных труб. — Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1985, Г в 10, с. 10-16.

Эрлих Г.М. Эксплуатация бурильных труб. — М.: Недра, 1969, с. 202. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ 3А НАРАБОТКОЙ

ЭЛЕМЕНТОВ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения — повышение эффективности за счет ускорения и повышения точности идентификации

SU 1714107 А1 бурильных свечей(БС) при СПО. Маркирование БС 7 и установление последовательности спуска-подъема осуществляется путем введения в автоматизированную базу 15 . данных длин БС 7, измеренных контрольными замерами, геометрических и прочностных характеристик БС 7. Идентификацию

БС 7 осуществляют путем измерения их длин непосредственно в ходе спуска-подьема с погрешностью, не превышающей допуск на их длину, и сравнения результатов измерений с данными маркирования и установленной последовательностью спускаподьема в автоматизированной базе 15 данных, При нарушении установленной последовательности спуска-подъема. не приводящем к снижению работоспособности бурильной колонны, последовательность корректируют и продолжают идентификацию. При нарушении, приводящем к снижению, приостанавливают спуск-подъем и осуществляют перекомпоновку бурильной колонны. 2 ил, 1714107

Изобретение относится к нефтяным и газовым скважинам, в частности к способам контроля за наработкой элементов бурильной колонны в скважине, Известен способ контроля за наработкой элементов бурильной колонны в скважине, основанный на маркировке труб, по которому они идентифицируются при спуско-подъемных операциях (COO).

В качестве маркера чаще всего используются цифровые коды, которые выбиваются на несущих поверхностях бурильной трубы. Применяют также маркировку красКой, фрезерованием канавок„различными кодирующими устройствами, устанавливаемыми внутрь замкового соединения и т,д.

Однако эти способы не могут обеспечить простоту и надежность идентификации бурильных свечей в процессе СПО. По мере износа труб маркировка стирается, забивается шламом и буровым раствором, что приводит к ошибкам при идентификации бурильных свечей в процессе СПО и определению суммарной наработки отдельных ее элементов в скважине. Использование специальных маркеров и их износ в процессе эксплуатации затрудняют внедрение автоматизированных систем контроля эа работоспособностью элементов бурильной колонны.

Известны технические решения, применяемые в станциях ГТИ, в которых измеряются длины отрезков бурильной колонны блоком глубин, Блок глубин предназначен для измерения и суммирования всех перемещений бурильной колонны. при бурении и

СПО с целью определения глубины скважины, скорости перемещения бурильного инструмента и его местонахождения относительно забоя или устья скважины при

СПО. Измерение перемещений бурильной колонны при СПО осуществляется величинами, близкими к длинам бурильных свечей, так как для определения скорости перемещения и местонахождения бурильного инструмента в скважине точный замер длин бурильных свечей не является обязательным. При этом отсутствует также сравнение результатов измерения с данными контрольного замера и установленным порядком спуска-подъема бурильных свечей.

Цель изобретения — повышение эффективности за счет ускорения и повышения точности идентификации бурильных свечей при СПО, Поставленная цель доСтигается тем, что согласно способу, п ри котором при CllO осуществляется контроль за наработкой элементов бурильной колонны, включающему измерение конт роль н ы ми замерами длин

40 В состав устройства, реализующего

5

35 бурильных свечей, их маркирование, установление последовательности спуска-подъема путем контролирования геометрических и прочностных характеристик бурильной колонны и идентификацию бурильных свечей, маркирование бурильных свечей и установление последовательности спуска-подъема осуществляется путем введения в автоматизированную базу данных длин бурильных свечей, измеренных контрольными замерами, геометрических и прочностных характеристик бурильных свечей, а идентификацию бурильных свечей осуществляют путем измерения их длин непосредственно в ходе спуска-подъема с погрешностью, не превышающей допуск- на их длину и сравнения результатов измерений с данными маркирования и установленной последовательностью с.пуска-подъема в автоматизированной базе данных, при этом при нарушении установленной последовательности спуска-подъема, не приводящем к снижению работоспособно- сти бурильной колонны, последовательность корректируют и продолжают идентификацию, а при нарушении, приводящем к снижению работоспособности бурильной колонны, приостанавливают с:пуск-подъем и осуществляют перекомпоновку бурильной колонны.

На фиг. 1 представлен пример изменения длин и последовательность спускаподъема бурильных свечей для одной из сверхглубоких разведочных скважин(по оси абсцисс откладывается длина бурильных свечей, по оси ординат- ее порядковый номер (снизу — вверх), римскими цифрами обозначены номера комплектов бурильных труб); на фиг. 2 — структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. способ, входят датчик 1 перемещения верхнего конца бурильной колонны, буровая лебедка 2, талевый канат 3, кабели 4,9,11, крон-блок 5, крюко-блок б, бурильная свеча

7, датчик 8 нагрузки на крюке, приборный щит датчика 10 нагрузки с индикатором веса, соединительная. коробка 11, " блок 12 питания, блок 14 логики, база 15 данных,. которая содержит основные геометрические и прочностные характеристики бурильных свечей, счетный блок 16, блок 17 коррекции, панель 18 индикации, индикация 19 спущенной {поднятой) бурильной свечи, индикация 20 сигнала спущенной (поднятой) бурильной свечи, индикация 20 сигнала о нарушении установленного порядка спуска (подъема) бурильной свечи, индикация 21 витков каната, стол ротора 22.

В качестве преобразователя нагрузки на крюке и перемещения верхнего конца

1714107./ бурильной колонны могут быть использованы аналогичные датчики серийно выпускаемых комплексов СКУБ.

Способ реализуется в следующей последовательности.

8 процессе СП0 датчиком 1 перемещения верхнего конце бурильной колонны с использованием датчика 8 нагрузки на крюке измеряется длина каждой бурильной свечи 7. Датчики нагрузки на крюк 8 и перемещения 1 определяют положение талввого блоке, входящего в крюко-блок 6, относительно стола ротора 22 в момент нагрузки талевого блока перед спуском свечи

7 в скважину и разгрузки (после спуска свечи 7 в скважину). Перемещения талевого блока без нагрузки не учитываются. Елок 14 логики определяет длину спущенной (поднятой) свечи 7 по разности между положениями тэлввого блока, входящего в крюко-блок 6 под нагрузкой до и после criyска свечи в скважину, и выявляет соответствие длины бурильной свечи контрольному замеру этой свечи, хранящемуся в базе 15 данных. Блок 16 рассчитывает номер спускаемой (поднимаемой) свечи;

При соответствии значений текущих и . контрольных замеров длин бурильных свеу чей, а также их чередованием в пределах контролируемого комплекта подтверждаются (идентифицируются) порядковые номера бурильных свечей блоком 17 коррекции.

На панели 18 индикации выносятся данные для визуального контроля; индикация.

19 номера спущенной (поднятой) бурильной ,свечи,:индикация 20 сигнала о нарушении установленного порядка спуска (подъема) бурильной свечи, индикация 21 витков каната. После этого в процессе последующих спуско-подъемных операций определяется последовательность не менее трех-четырех длин бурильных свечей, результаты сравниваются с заданным планом спуска-подъема, идентифицируется комплект и устанавлива-, ются номера бурильных свечей в этом комплекте. Если нарушенная последовательность .спуска-подьема не нарушает работоспособность бурильной колонны, то система корректирует план спуска-подъема и продолжает идентификацию бурильных свечей. В противном случае спуско-подъемные операции приостанавливаются и производится йерекомпоновка бурильной колонны.

Для правильной эксплуатации бурильной колонны и определения наработки ее элементов нвт необходимости .постоянно изменять ее компоновку. Основными требованиями при этом является значение место1 мерах равна «+ 5 мм. Точность измерения длины бурильных свечей в автоматическом режиме определяется используемой аппаратурой. Для глубиномера типа ГБС-1, измеряющего перемещение рабочей ветви

20 талевогО каната, случайная погрешность измеряется по формуле

Ьн--ф- =0,008м,01 где ЛН вЂ” величина случайной погрешности датчика,м; и — количество задействованных роликов в тэлевом блоке (для оснастки 6x7n=- 6)

0,1 — база датчика, м.

При измерении длин бурильных свечей

30 с целью последующего их сравнения с длинами близлежащих свечей имеет значение только случайная составляющая погрешности измерителя, чаще всего составляющая небольшую величину — до 5 — 10 мм. Допуск на длину бурильных труб достигает 0,9 м, что для бурильных свечей иэ трех-четырех бурильных труб может составить более 3 м.

Допуск на длину бурильных свечей для глубоководного бурения.с морского судна при использовании автоматизированной системы хранения и транспортировки бурильных свечей 1,20 м.

Для каждой бурильной свечи и отдельных их комплектов -секций в памяти автома35

40 тизированной системы технологических исследований содержатся сведения по основным геометрическим и прочностным характеристикам, позволяющие вести оперативный контроль в процессе бурения и СПО эа перегрузками, выявлять аварийные ситуации и следить за наработкой по

50 основным элементам бурильных свечей с целью своевременной их. отбраковки или перекомпоновки на менее нагруженный участок бурильной колонны. Трудность визуального контроля маркированных свечей при каждом спуске-подъеме заставляет разработчиков создавать специальные устройства автоматической маркировки и, расположения бурильных свечей в колонне и скважине в каждом рейсе;

Контрольный замер длин бурильных свечей является плановой операцией и про5 изводится буровой бригадой в процессе спуско-подъемных операций, например через каждые 500 м бурения скважины. Каждая новая свеча; вводимая в эксплуатацию, измеряется мерной лентой на мостках, 8 предлагаемом способе используются реэультаты контрольных замеров, так как ни один элемент бурильной колонны не должен находиться в эксплуатации без контрольного замера его длины. Точность измерения

15. длины бурильной свечи при контрольных заг

1714107

I фюзи считывания маркеров свечей при СПО, которые из-за своей сложности не находят широкого применения, Технико-экономическая эффективность при использовании предлагаемого способа 5 идентификации бурильных свечей достигается за счет оптимизации отработки бурильных труб и сокращения аварийных разрушений бурильной колонны в скважи. не. 10

Формула изобретения

Способ контроля за наработкой элементов бурильной колонны, включающий измерение контрольными замерами длин бурильных свечей, их маркирование, установ- 15 ление последовательности спуска-подьема путем контролирования геометрических и прочностных характеристик бурильных свечей для сбздания оптимальйой работоспособности бурильной колонны и идентификацию 20 .бурильныхсвечей, отл ича ющийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет ускорения и повышения точности идентификации. маркирование бурильных све25 чей и установление последовательности спуска-подъема осуществляют путем введения в автоматизированную базу данных длин бурильных свечей, измеренных контрольными замерами, геометрических и прочностных характеристик бурильных свечей, а идентификацию бурильных свечей осуществляют путем измерения их длин непосредственно в ходе спуска-подъема с погрешностью, не превышающей допуск-на их длину, и сравнения результатов измерений с данными маркирования и установленной последовательностью спуска-подъема в автоматизированной базе данных, причем при нарушении установленной последовательности спуска-подъема, не приводящем к снижению работоспособности бурильной колонны, последовательность корректируют и продолжают идентификацию, а при нарушении, приводящем к снижению работоспобности бурильной колонны. приостанавливают спуск-подъем и осуще- ствляют перекомпоновку бурильной колонны.