Способ регулирования условий процесса бурения скважины и компоновка низа буровой колонны для его осуществления



Способ регулирования условий процесса бурения скважины и компоновка низа буровой колонны для его осуществления
Способ регулирования условий процесса бурения скважины и компоновка низа буровой колонны для его осуществления
Способ регулирования условий процесса бурения скважины и компоновка низа буровой колонны для его осуществления
Способ регулирования условий процесса бурения скважины и компоновка низа буровой колонны для его осуществления
Способ регулирования условий процесса бурения скважины и компоновка низа буровой колонны для его осуществления
Способ регулирования условий процесса бурения скважины и компоновка низа буровой колонны для его осуществления

 

E21B44/00 - 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)

Владельцы патента RU 2550117:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к бурению скважин и может найти применение при регулировании условий бурения. Техническим результатом является снижение зависимости режима работы забойного гидродвигателя от забойных условий и тем самым стабилизировать его. Способ включает алгоритм механической скорости, в котором технологические параметры процесса бурения: число оборотов долота, нагрузка на долото, расход промывочной жидкости, возводятся в степени, определяемые математическими выражениями, основанными на обобщенных параметрах, характеризующих взаимодействие долота с горной породой: время взаимодействия вооружения долота с породой; механическую и гидравлическую мощности, расходуемые на забое; дифференциальное давление на забое. При этом долото представляют трехканальным преобразователем механической и гидравлической мощностей в углубление, причем канал числа оборотов долота и канал нагрузки на долото совместно реализуют первый этап процесса углубления - разрушение горной породы забоя путем расхода механической мощности, а канал расхода промывочной жидкости реализует второй этап углубления - очистку забоя от разрушенной породы путем расхода гидравлической мощности, при этом оба этапа осуществляют в единовременном взаимодействии, являющимся, в свою очередь, источником канальных обратных связей и межканальных взаимных связей, определяющих основу регулирования условий процесса бурения. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к бурению скважин и может найти применение при регулировании условий бурения.

Известен способ адаптивного регулирования условий бурения скважин (положительное решение по заявке №2012111599/03), в котором технологические параметры жестко согласуют с геологическими условиями забоя, определяемые твердостью горной породы, по алгоритму. В способе приводится алгоритм, увязывающий значения технологических параметров между собой, но не указываются обратные связи взаимодействия этих параметров с внешними дестабилизирующими источниками, что является недостатком способа.

Известен более близкий способ регулирования технологических параметров бурения скважин и компоновка низа буровой колонны для осуществления способа (пат. РФ №2465452, МПК Е21В 44/00, опубл. 27.10.2012. Бюл. №30), в котором регулирование параметров бурения скважин осуществляют непосредственно на забое скважины: дифференциального давления установкой над долотом винтового устройства, плотности расхода промывочной жидкости установкой над ним сепаратора, а скорость бурения оптимизируют расчетом технологических параметров процесса бурения: число оборотов долота, нагрузка на долото, промывочной жидкости возведением в степени, определяемые из математических выражений. Недостатком способа является то, что в прототипе отсутствуют в явной форме обратные связи, межканальные взаимные связи и их источники, являющиеся основой целенаправленного оптимального регулирования условиями процесса бурения.

Известна компоновка низа буровой колонны (пат. РФ №2465452, МПК Е21В 44/00), которая включает винтовое устройство, сепаратор, имеющие с другими элементами компоновки одинаковый диаметр.

Недостатком этой компоновки является: во-первых, невозможность регулирования числом оборотов долота в зависимости от геологических условий, определяемых твердостью горной породой забоя; во-вторых, невозможность регулирования и поддержания соотношения расходуемых на забое механической и гидравлической мощностей.

Будем рассматривать физическую сущность углубления забоя как единовременную реализацию двух этапов: первый - разрушение горной породы забоя в результате вращательного движения долота, находящегося под нагрузкой, путем расходования механической мощности; второй - очистку забоя от разрушенной породы путем расходования гидравлической мощности. Следовательно, значение расходуемых мощностей является количественной характеристикой этих этапов, а их соотношение - необходимой и достаточной характеристикой всего процесса углубления, причем это соотношение зависит от забойных условий. Действительно, превышение механической мощности над необходимой величиной гидравлической мощности приводит к недоочистке забоя от разрушенной породы и повторному ее перемыванию; и наоборот, превышение гидравлической мощности определенного значения над необходимой величиной механической мощности приводит к увеличению дифференциального давления на забое и, следовательно, к ухудшению условий разрушения горной породы забоя. Как первое, так и второе приводит к ухудшению условий углубления и снижению механической скорости бурения, т.е. уход от оптимума. Регулирование и поддержание этого соотношения на необходимом и достаточном уровне и недопущение дополнительного расходования мощностей в зависимости от забойных условий возможно только косвенным путем с помощью алгоритма, обеспечивающего гармоничное сочетание значений технологических параметров с геологическими условиями забоя, определяемых твердостью горной породы; в-третьих, невозможность регулирования расходом промывочной жидкости после сепарации, минующей забой, что влияет на изменения значения дифференциального давления забоя, а следовательно, на условия разрушения породы.

Задачей изобретения является: оптимизация и стабилизация условий бурения путем определения источников обратных связей и межканальных взаимных связей, возникающих при взаимодействии долота с горной породой забоя, и использование этих связей для регулирования числом оборотов долота, стабилизируя тем самым работу забойного гидродвигателя; регулирование и поддержание соотношения механической и гидравлической мощностей, соответствующих наилучшим условиям разрушения горной породы забоя и очистки его от разрушенной породы, что возможно косвенным способом с помощью алгоритма, обеспечивающего гармоничное сочетание значений технологических параметров и геологических забойных условий, определяемых твердостью горной породы; регулирование расходом промывочной жидкости, минующей забой после сепарации, стабилизируя очистку забоя от разрушенной породы и условий разрушения породы.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе регулирование параметров бурения скважин осуществляют непосредственно на забое скважины: дифференциального давления установкой над долотом винтового устройства, плотности промывочной жидкости установкой над ним сепаратора, причем все элементы имеют одинаковый диаметр, скорость бурения оптимизируют расчетом технологических параметров процесса бурения: числом оборотов долота, нагрузки на долото, расход промывочной жидкости возведением в степени, определяемые из математических выражений, согласно предлагаемому изобретению регулирование процессом бурения осуществляют путем представления долота как трехканального преобразователя механической и гидравлической мощностей расходуемых на забое в углубление (поступательное движение), причем канал числа оборотов долота и канал нагрузки на долото совместно реализуют первый этап процесса углубления - разрушение горной породы забоя путем расхода механической мощности, а канал расхода промывочной жидкости реализует второй этап углубления - очистку забоя от разрушенной породы путем расхода гидравлической мощности, при этом оба этапа осуществляются в единовременном взаимодействии, являющимся, в свою очередь, источником канальных обратных связей и межканальных взаимных связей, которые используются для целенаправленного регулирования: числом оборотов долота путем установки над долотом или в единой конструкции с гидродвигателем редуктора (аналогично автоматической коробке переключения передач автомобиля), стабилизирующего работу гидродвигателя, обладающего ограниченным моментом (мощностью) при изменении забойных условий, определяемых твердостью горной породы, при этом сохраняя другие элементы компановки низа буровой колонны; соотношение мощностей, расходуемых на забое, определяется с помощью алгоритма, обеспечивающего гармоничное сочетание значений технологических параметров с геологическими забойными условиями, определяемыми твердостью горной породы

где G - нагрузка на долото;

Q ' = Q n - приведенный к одному обороту долота расход промывочной жидкости;

A ¯ = 1 A = k S k 0 ( γ з . п . γ ж ) V 1 з ( γ п γ ж ) - коэффициент,

здесь V - объем разрушенной породы за единичный акт воздействия зубка на забой;

γп - удельный вес разрушенной породы;

γз.п. - удельный вес промывочной жидкости в затрубном пространстве;

γж - удельный вес промывочной жидкости, закачиваемой в скважину;

k = 1 ϑ о с е д ϑ ж - коэффициент седиментации;

Sk0 - площадь поверхности одного зубка шарошки, контактируемого с поверхностью забоя;

ϑосед - скорость оседания частиц в потоке промывочной жидкости;

ϑж - скорость потока промывочной жидкости в затрубном пространстве,

а также расходом промывочной жидкости, минующей забой после сепарации, путем установки на сепараторе перепускного клапана, регулирующего расход промывочной жидкости, минующей забой, в зависимости от дифференциального давления на забое, стабилизируя очистку забоя от разрушенной породы, дифференциальное забойное давление.

На фиг.1 показана структурная схема долота как трехканального преобразователя механической и гидравлической мощностей в углубление (поступательное движение), на котором:

1 - первый канал числа оборотов, осуществляющий при вращении разрушение горной породы забоя вооружением (зубьями), находясь под нагрузкой, обеспечивающей каналом нагрузки на долото 2. При разрушительном вращении долото испытывает обратное воздействие разрушаемой горной породы, которое определяет ее деформироваемость 1а, являясь источником обратной связи (фиг.1, А), являющейся, в свою очередь, причиной принятия мер по изменению прикладываемого момента к долоту или изменяя число его оборотов. Канал имеет свою скоростную по углублению компоненту, определяемую выражением:

где α = t э ф t к , t э ф = 2 ε 1 ϑ , t к = 1 n z i ;

ε - деформация горной породы, изменяющейся от 0,6 мм до 3,6 мм;

ϑ - скорость соударения зубка шарошки с поверхностью забоя;

n - число оборотов долота;

z - число зубков на периферийных венцах шарошек;

i = D d - передаточное число долота;

D - диаметр долота;

d - диаметр шарошек.

2 - второй канал нагрузки на долото, осуществляющий разрушение горной породы забоя совместно с каналом 1 путем нагружения (прижатия) вращающего долота к породе забоя. Канал испытывает противодействие не только от физико-механических свойств разрушаемой горной породы забоя, но и от чистоты его очистки 2в - обратная связь (фиг.1, В), поскольку в этом случае неоправданно расходуется дополнительная механическая мощность на повторное разрушение (перемалывание) породы, или гидравлической мощности при переочистке забоя, создавая ухудшающие условия разрушению породы через повышение дифференциального давления. Необходимое соотношение расходуемых мощностей можно осуществить косвенным образом с помощью алгоритма (1), обеспечивающего гармоничное (оптимальное) сочетание значений технологических параметров с геологическими забойными условиями, определяемыми твердостью горной породы. Скоростная компонента по углублению этого канала имеет вид:

где β = 1 + lg N м N г ;

Nм=nGD[lπ(k1+k2)] - расход на забое механической мощности;

N г = ρ Q н 2 / 2 μ 0 2 f 0 2 - расход на забое гидравлической мощности;

n - число оборотов долота; G - нагрузка на долото; D - диаметр долота; l - число шарошек долота; k1 - коэффициент, определяющий мощность вращения долота; k2 - коэффициент, определяющий мощность разрушения горной породы забоя; Qн - расход промывочной жидкости; ρ - плотность промывочной жидкости; f0 - суммарная площадь промывочных каналов долота; µ0=0,9 - металлокерамические насадки; µ0=-0,67 демонтируемый промывочный узел.

3 - третий канал расхода промывочной жидкости, определяющий очистку забоя от разрушенной породы. Величина расхода промывочной жидкости определяет не только качество очистки забоя по межканальной связи (фиг.1, N), но и значение динамической составляющей дифференциального давления 3с (фиг.1, С), которая, в свою очередь, влияет на условия разрушения горной породы по межканальной взаимной связи (фиг.1, N). Динамическая составляющая дифференциального давления определяет противодействие - обратную связь (фиг.1, 3с), влияя не только на режим разрушающих каналов 1 и 2 через качество очистки забоя, но и на условия разрушения породы. Все это в совокупности является причиной необходимости канального регулирования расходом промывочной жидкости с помощью перепускного клапана, устанавливаемого на сепараторе, или же по межканальной взаимной связи регулированием параметрами, осуществляющими разрушение горной породы, числом оборотов долота или нагрузкой на него. Скоростная компонента по углублению этого канала имеет вид:

где γ = 1 + lg P с к в P п л Q в х Q в ы х ; Рсквз.п.ст0 - давление скважины; Рз.п. - давление в затрубном пространстве; Рст - гидростатическое давление столба промывочной жидкости; Р0 - потери давления под долотом, обусловленные стесненностью забойного пространства; Рпл - пластовое давление в призабойной зоне; Qвх - расход промывочной жидкости на входе в скважину: Qвых - расход промывочной жидкости на выходе из скважины.

Необходимо отметить, что показатели степени α, β, γ являются функциями обратной связи геологического характера.

На фиг.2 приведена в общем виде схема компоновки низа буровой колонны, содержащей: 4 - долото, 5 - редуктор, 6 - винтовое устройство, 7 - лопасти винтового устройства, 8 - перепускной клапан, 9 - сепаратор, 10 - шламоуловитель, 11 - гидродвигатель, 12 - УБТ. Устройство 5, реализующее способ регулирования условиями процесса бурения, устанавливается между долотом 4 и винтовым устройством 6 и представляет собой редуктор, осуществляющий обмен (трансформацию) момента, прикладываемого гидродвигателем к долоту на его число оборотов, и наоборот, число оборотов в момент, в зависимости от забойных условий (аналогично автоматической коробке переключения передач автомобиля). Такой обмен позволяет снизить зависимость рабочих режимов гидродвигателя от забойных условий и тем самым не только стабилизировать условия работы гидродвигателя, но и снизить требования к расходу промывочной жидкости, определяемые режимами гидродвигателя, и тем самым повысить значимость очистки забоя от разрушенной породы. Необходимо отметить, что редуктор может быть выполнен в едином конструктивном исполнении с гидродвигателем.

На фиг.2 также приведено устройство 8, реализующее способ, которое устанавливается на сепараторе 9. Устройство представляет собой перепускной клапан, отрегулированный на определенную величину дифференциального давления. В процессе бурения при увеличении этого значения осуществляется сброс дополнительно увеличивающего расхода промывочной жидкости, минующей забой после ее сепарации, стабилизируя тем самым дифференциальное давление и условия разрушения горной породы забоя.

1. Способ регулирования условий процесса бурения скважины, включающий алгоритм механической скорости, в котором технологические параметры процесса бурения: число оборотов долота, нагрузка на долото, расход промывочной жидкости, возводятся в степени, определяемые математическими выражениями, основанными на обобщенных параметрах, характеризующих взаимодействие долота с горной породой: время взаимодействия вооружения долота с породой; механическую и гидравлическую мощности расходуемые на забое; дифференциальное давление на забое, отличающийся тем, что долото представляют трехканальным преобразователем механической и гидравлической мощностей в углубление, причем канал числа оборотов долота и канал нагрузки на долото совместно реализуют первый этап процесса углубления - разрушение горной породы забоя путем расхода механической мощности, а канал расхода промывочной жидкости реализует второй этап углубления - очистку забоя от разрушенной породы путем расхода гидравлической мощности, при этом оба этапа осуществляют в единовременном взаимодействии, являющимся, в свою очередь, источником канальных обратных связей и межканальных взаимных связей, определяющих основу регулирования условий процесса бурения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие канала числа оборотов с горной породой забоя испытывает противодействие - обратную связь горной породы через ее твердость, следствием чего является необходимость регулирования параметрами этого канала: прикладываемого момента, числа оборотов или же нагрузкой на долото канала нагрузки на долото, реализуя таким образом межканальную взаимную связь.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие канала нагрузки на долото испытывает дополнительное противодействие - обратную связь через качество очистки забоя от разрушенной породы, следствием чего является неоправданный расход механической или гидравлической мощностей - отклонение от оптимального соотношения мощностей; оптимальное же соотношение, создающее наилучшие условия очистки забоя, реализуемое условиями алгоритма, обеспечивающего гармоничное сочетание значений технологических параметров с геологическими условиями забоя, определяемых твердостью горной породы.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие канала расхода промывочной жидкости с забоем испытывает противодействие - обратную связь через динамическую составляющую дифференциального давления, создаваемого расходом; дифференциальное давление, в свою очередь, изменяет условия разрушения породы забоя, следствием чего является необходимость регулирования величиной расхода этого канала или через межканальную взаимную связь регулировать параметрами, осуществляющими разрушение породы, т.е. числом оборотов или нагрузкой на долото.

5. Устройство регулирования условиями процесса бурения скважины и компоновка низа буровой колонны для его осуществления, включающее забойный гидродвигатель, долото, сепаратор, отличающееся тем, что непосредственно над долотом или в единой конструкции с гидродвигателем устанавливают редуктор, регулирующий число оборотов долота, при ограниченном моменте, развиваемым двигателем

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что на сепараторе устанавливают перепускной клапан, регулирующий расход промывочной жидкости, минующей забой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области бурения подземных буровых скважин и измерения в них. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и повышение информативности исследований.

Изобретение относится к бурению скважин и может найти применение при регулировании условий бурения. Техническим результатом является оптимизация процесса бурения скважины.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения параметров закачиваемой в скважину жидкости. Система включает расходомер электромагнитный, который снабжен контроллером, составляющим основу первого измерительного модуля, плотномер вибрационный, снабженный контроллером, составляющий основу второго измерительного модуля.

Группа изобретений относится к динамическим гасителям крутильных колебаний и может быть использована в бурении нефтяных и газовых скважин. Динамический виброгаситель крутильных колебаний содержит корпус с расположенным внутри него маховиком, в теле которого закреплены грузы, маховик выполнен в виде системы двухзвенника.

Изобретение относится к буровым долотам, включающим датчики для проведения измерений, относящихся к скважинным параметрам, способам изготовления таких буровых долот и буровым системам, использующим такие буровые долота.

Изобретение относится к способу, устройству и машиночитаемому носителю данных, используемых при построении геологической модели нефтяного или иного месторождения.

Изобретение относится к способу, устройству и машиночитаемому носителю данных, предназначенным для построения геологической модели нефтяного или иного месторождения, в частности, для определения коэффициентов корреляции для комплекса кривых ГИС и нахождения положений глубин маркера, для которых значение коэффициента корреляции является максимальным.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к бурению скважин. Техническим результатом является упрощение анализа керна и повышение достоверности получаемых в его процессе результатов, а также эффективность снижения аварийных ситуаций на буровом инструменте.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к наземным комплексам контроля параметров бурового раствора. Устройство содержит, по меньшей мере, датчик температуры, измерители уровня и скорости течения раствора и плотномер, включающий источник гамма-излучения и блок детектирования, а также электронный блок обработки сигналов и компьютер.

Изобретение относится к способу и устройству демпфирования колебаний прилипания-проскальзывания в бурильной колонне. Техническим результатом является настройка ПИ -регулятора для обеспечения демпфирования энергии крутильных волн на частоте прилипания-проскальзывания или вблизи нее.

Изобретение относится к способу для ступенчатой операции интенсификации добычи из скважины. Техническим результатом является повышение интенсификации добычи из скважины. Способ включает создание из измеренных скважинных данных набора показателей качества из множества диаграмм, использование методики моделирования для комбинирования набора показателей качества для образования сводного показателя качества, использование методики моделирования для комбинирования сводного показателя качества с данными напряжения для образования объединенного показателя напряжения и сводного качества, причем объединенный показатель напряжения и сводного качества содержит набор блоков с границами между ними, идентификацию классификаций для набора блоков, определение участков согласно объединенному показателю напряжения и сводного качества на основе классификаций и перфорирование скважины в выбранных участках, исходя из классификаций. 8 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к разработке, осуществлению и использованию результатов операций интенсификации, выполняемых на буровой. Техническим результатом является получение более точных данных о параметрах интенсификации для буровой. Способ включает выполнение определения характеристик резервуара при помощи модели определения характеристик резервуара для генерации геомеханической модели на основе объединенных данных о буровой, генерацию плана интенсификации путем выполнения планирования бурения, расчет участков, расчет интенсификации и прогноз добычи на основе геомеханической модели, причем расчет участков содержит методику моделирования для идентификации классификаций на основе, по меньшей мере, одной диаграммы, по меньшей мере, одного параметра резервуара, объединенного с диаграммой напряжения для определения участков интенсификации в скважине на буровой, оптимизацию плана интенсификации путем повторения расчета интенсификации и прогноза добычи в цикле с обратной связью, пока не будет создан оптимизированный план интенсификации и выполнение оптимизированного плана интенсификации. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при шарошечном бурении взрывных и разведочных буровых скважин на горных предприятиях. Технический результат заключается в обеспечении эффективности использования долота. Способ управления процессом эксплуатации шарошечного долота включает проверку его технического состояния, удаление консервантного масла, обкатку долота в масляной ванне, калибровку отверстия выходных насадок, определение горнотехнических и горно-геологических условий бурения скважин, определение межремонтных периодов эксплуатации долота, установку долота на буровой станок, подачу в долото воздушно-эмульсионной смеси, обкаточное бурение скважин, бурение на рациональных технологических режимах, контроль параметров бурения, контроль технического состояния долота до наступления ремонтного цикла, включающего снятие долота со штанги, промывку и продувку долота, проверку состояния, ремонт и замену обратного клапана, восстановление наплавкой изношенных поверхностей лап и козырьков долота, замену подшипников и замковых пальцев, обкатку долота в масляной ванне, установку долота на буровой станок, повторный эксплуатационный цикл, а при износе твердосплавного вооружения шарошек и опор - выведение долота из эксплуатации. После обкатки долота в масляной ванне подшипниковые опоры заполняют смазкой, выполняют диагностику долота, включающую вибродиагностику вращения шарошек и долота, а также тепловизионную диагностику подшипниковых опор, и на основании данных определяют горнотехнические и горно-геологические условия, а также рациональные режимы бурения скважины, включающие осевое усилие на забой скважины, частоту вращения долота, давление и расход сжатого воздуха, подаваемого в скважину. 7 ил.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для оптимального управления процессом бурения. Техническим результатом является упрощение структуры системы управления, увеличение точности управления, оптимизация систем измерения, снижение вибраций бурильной колонны и как результат увеличение скорости проходки скважины. Способ включает измерение скорости изменения мощности привода ротора буровой установки, измерение скорости изменения частоты вращения вала привода. Причем в канал измерения мощности привода ротора буровой установки и в канал измерения частоты вращения вала привода введены операция дифференцирования и операция деления результатов измерения скорости изменения мощности привода ротора буровой установки на результат измерения скорости изменения частоты вращения вала привода, определяющая градиент изменения крутящего момента на валу привода ротора буровой установки, при этом регулирование частоты вращения вала привода проводится по знаку градиента изменения крутящего момента на валу привода ротора буровой установки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для оптимального управления процессом бурения. Техническим результатом является упрощение структуры системы управления, увеличение точности управления, оптимизация систем измерения, снижение вибраций бурильной колонны и как результат увеличение скорости проходки скважины. Способ включает измерение мощности двигателя привода ротора буровой установки, измерение угловой скорости вала привода. При этом результаты измерения мощности двигателя привода и угловой скорости вала привода дифференцируются, а регулирование осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент производится по скорости изменения мощности двигателя привода, значение которой определяется дифференцированием результата измерения мощности, при этом регулирование частоты вращения вала привода проводится по скорости изменения угловой скорости вращения вала привода, значение которой определяется дифференцированием результата измерения угловой скорости. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для оптимального управления процессом бурения. Техническим результатом является упрощение структуры системы управления, увеличение точности управления, оптимизация систем измерения, снижение вибраций бурильной колонны и как результат увеличение скорости проходки скважины. Способ включает измерение мощности двигателя привода ротора, измерение угловой скорости вращения вала привода. При этом в канал измерения наброса крутящего момента введена операция инвертирования а, регулирование мощности двигателя привода ротора осуществляется по гармоническому закону с частотой, равной частоте изменений наброса крутящего момента, а также тем, что управляющие гармонические колебания сдвинуты по фазе относительно гармонических колебаний наброса крутящего момента на 180°. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу и устройству мониторинга погружного ударного бурения. Техническим результатом является оптимизации бурения. Способ мониторинга погружного ударного бурения, согласно которому на погружной пневмоударник подают поток рабочей текучей среды для выполнения ударов и промывки и на погружной пневмоударник передают крутящий момент и усилие подачи. Частоту ударов или связанную частоту погружного пневмоударника измеряют и создают отображение разброса частоты для получения ответной реакции на корректировку по меньшей мере одного параметра бурения как изменения ширины (W) разброса. Изобретение также относится к соответствующему устройству. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к моделированию и приведению в действие барьеров безопасности. Техническим результатом является повышение безопасности буровой установки. По меньшей мере, некоторые из наглядных вариантов осуществления являются долговременным машиночитаемым носителем данных, содержащим выполняемые команды, которые при выполнении назначают, по меньшей мере, одному процессору задание моделировать, с использованием, по меньшей мере, одной модели, барьеры безопасности в, по меньшей мере, одной буровой установке на основании данных барьеров безопасности буровых установок. Процессорам дополнительно назначается задание идентифицировать, на основании, по меньшей мере, одной модели, первую приближающуюся утрату валидации первого барьера безопасности. Процессорам дополнительно назначается задание инициализировать, с приведением в действие только командами, второй барьер безопасности на основании приближающейся утраты валидации. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горной технике с использованием вибрационных или колебательных средств. Техническим результатом является повышение эффективности производительности бурения различных по физико-механическим свойствам горных пород. Сущность способа заключается в том, что в автоматическом режиме выполняют сравнение действительного и опорного значений суммарной нагрузки на буровой инструмент с использованием прямой положительной и обратной отрицательной связей между силовыми и кинематическими параметрами процесса бурения. Далее по сигналу рассогласования изменяют посредством изменения коэффициентов усиления связей величину подачи и частоту вращения бурового инструмента. Также изменяют частоту и амплитуду наложенных колебаний силовых и кинематических параметров бурового инструмента до значений, соответствующих физико-механическим свойствам породы. Реализуют способ с помощью устройства, которое состоит из гидронасоса постоянной производительности, предохранительно-разгрузочного клапана, фильтра, трехпозиционного гидрораспределителя, регулируемого дросселя в качестве регулятора режимов, гидромотора вращения бурового инструмента, четырехпозиционного гидрораспределителя, двухпозиционного гидрораспределителя, двухлинейного регулятора расхода, регулируемого дросселя в качестве регулятора жесткости гидросистемы, гидроцилиндра подачи, манометров с демпфером и измерителя веса, бака. В устройстве предусмотрены многопозиционные гидрораспределители с соответствующим соединением с элементами устройства для формирования дополнительных потоков и направлений рабочей жидкости, также для обеспечения последовательности технологических состояний способа бурения и технической возможности наладки и безопасного осуществления этой последовательности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу и системе калибровки коэффициента трения для операции бурения. Техническим результатом является повышение точности калибровки коэффициента трения. Способ включает калибровку коэффициента трения для операции бурения посредством изображения на устройстве отображения указания предполагаемой нагрузки на крюк в зависимости от глубины для операции бурения, отображения на устройстве отображения множества точек на графике, каждая из которых обозначает измеренную нагрузку на крюк в зависимости от глубины для операции бурения, выбора первой точки на графике из множества точек на графике, которая соответствует первой глубине, при этом выбор осуществляют в ответ на расположение указательного курсора в пределах заданного расстояния от первой точки на графике на устройстве отображения, отображения первого значения коэффициента трения, соотносящего предполагаемую нагрузку на крюк в зависимости от глубины для конкретной глубины с измеренной нагрузкой на крюк в зависимости от глубины для первой точки на графике, причем отображение значения осуществляют в ответ на выбор первой точки на графике, выбора первого значения в ответ на расположение указательного курсора в пределах заданного расстояния от первого значения и затем сдвига на устройстве отображения, по меньшей мере, участка указания предполагаемой нагрузки на крюк в зависимости от глубины на основании первого значения коэффициента трения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх