Система автоматического регулирования водородного показателя ph бурового раствора в процессе бурения скважины

Авторы патента:

E21B21/062 - Способы и устройства для промывки буровых скважин, например с использованием отработанного воздуха двигателя (освобождение предметов, прихваченных в буровой скважине, с помощью промывки E21B 31/03; состав буровых растворов C09K 7/00)

E21B21/06 - устройства для обработки буровых растворов вне буровой скважины (стадии обработки как таковые, см. соответствующие подклассы)

Владельцы патента RU 2787038:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Астраханский государственный технический университет, ФГБОУ ВО "АГТУ" (RU)

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к устройствам регулирования свойств бурового раствора, а именно регулированию водородного показателя рН бурового раствора в процессе бурения скважин. Техническим результатом является повышение качества регулирования водородного показателя рН бурового раствора непосредственно в процессе бурения. Заявлена система автоматического регулирования водородного показателя pH бурового раствора в процессе бурения скважины, содержащая бурильную колонну, приемную емкость с буровым раствором, буровой насос с приводом, связанный с бурильной колонной, механический перемешиватель с приводом, связанный с приемной емкостью с буровым раствором, датчик водородного показателя pH, установленный на выходе затрубного пространства скважины, и емкости с химическими реагентами. При этом система дополнительно снабжена блоком сравнения, датчиком глубины, установленным на устье скважины, и микропроцессором. Причем вход блока сравнения связан с выходом датчика водородного показателя pH, а второй вход блока сравнения связан с выходом микропроцессора. Один вход микропроцессора связан с выходом датчика глубины, а второй вход связан с выходом блока сравнения. А выход микропроцессора соединен с приводом механического перемешивателя и двумя емкостями с химическими реагентами, снабженными дозаторами, соединенными с приемной емкостью. 1 ил.

Измерение и регулирование рН бурового раствора при бурении скважин очень важно для контроля раствора. От рН зависят взаимодействия глин, растворимость различных компонентов и загрязнителей, эффективность добавок, а также процессы кислотной и сульфидной коррозии.

Известна циркуляционная система с автоматическим регулированием свойств бурового раствора (см. патент №1032165 1983 г.), содержащая приемную емкость для бурового раствора, автоматический бункер для химических реагентов, смесительное устройство, состоящее из насоса и гидросмесителя, дозирующее устройство, пневматические линии, плотномер и блок автоматического управления, с целью оптимизации рецептуры бурового раствора и расхода химреагентов, она снабжена узлом для седиментационной очистки и электрообработки бурового раствора с электрическим блоком питания, вторым плотномером, датчиками вязкости, статического напряжения сдвига и концентрации водородных ионов, установленных на выходе узла для седиментационной очистки и электрообработки бурового раствора, причем выходы датчиков через блок автоматического управления связаны с клапанами автоматического бункера для химических реагентов, дозирующим устройством, электрическим блоком питания и насосом смесительного устройства.

Недостатком данной системы является отсутствие возможности оценки параметров качества регулирования, что не позволяет судить об эффективности работы системы регулирования водородного показателя рН бурового раствора в процессе бурения скважин.

Прототип не выявлен.

Технический результат - повышение качества регулирования водородного показателя рН бурового раствора непосредственно в процессе бурения за счет усовершенствования конструкции.

Он достигается тем, что известное устройство, содержащее бурильную колонну, приемную емкость с буровым раствором, буровой насос с приводом, связанный с бурильной колонной, механический перемешиватель с приводом, связанный с приемной емкостью с буровым раствором, датчик водородного показателя рН, установленный на выходе затрубного пространства скважины, емкости с химическими реагентами, дополнительно снабжено блоком сравнения, датчиком глубины, установленным на устье скважины, и микропроцессором, при этом вход блока сравнения связан с выходом датчика водородного показателя рН, а второй вход блока сравнения связан с выходом микропроцессора, вход которого связан с выходом датчика глубины, а второй вход связан с выходом блока сравнения, выход микропроцессора соединен с приводом механического перемешивателя, двумя емкостями с химическими реагентами, снабженными дозаторами, соединенными с приемной емкостью.

На чертеже (фиг. 1) дано схематическое изображение системы автоматического регулирования водородного показателя рН бурового раствора в процессе бурения скважины.

Система содержит бурильную колонну 1, приемную емкость с буровым раствором 2, механический перемешиватель 3 с приводом 4, связанный с приемной емкостью, буровой насос 5 с приводом 4, связанный с бурильной колонной 1, датчик водородного показателя рН бурового раствора 6, установленный на выходе затрубного пространства, блок сравнения 7, две емкости с химическими реагентами 8, снабженные дозаторами 9, соединенными с приемной емкостью 2, микропроцессор 10, датчик глубины 11, при этом датчик водородного показателя рН 6 размещен на выходе затрубного пространства скважины, выход датчика 6 соединен с одним из входов блока сравнения 7, а второй вход блока сравнения 7 соединен с выходом микропроцессора 10, вход которого соединен с выходом датчика глубины 11, другой вход микропроцессора 10 соединен с выходом блока сравнения 7, а выход микропроцессора связан через привод 4 с механическим перемешивателем 3, и емкостями с химическими реагентами 8, выход микропроцессора 10 через привод 4 связан с буровым насосом 5, а буровой насос 5 через привод 4 соединен с бурильной колонной 1.

Система работает следующим образом. В процессе бурения датчик водородного показателя рН 6, установленный на выходе затрубного пространства скважины, измеряет текущее значение водородного показателя рН, с выхода датчика 6 это значение поступает на вход блока сравнения 7, где сравнивается с водородным показателем рН, поступающим на второй вход блока сравнения 7 с выхода микропроцессора 10, заданный программой на глубине скважины в процессе бурения измеренной датчиком глубины 11. Значение водородного показателя рН в программе микропроцессора установлено в соответствии с прогнозируемым значением водородного показателя рН по геолого-техническим условиям и конструкции скважины (см. ГОСТ Ρ 53375-2016 Скважины нефтяные и газовые. Геолого-технологические исследования. Общие требования) для данной породы в геологическом разрезе на данной глубине и введенной температурной поправкой. Сигнал результата сравнения с выхода блока сравнения 7 поступает на второй вход микропроцессора 10, при этом по сигналу с выхода микропроцессора 10 на вход привода 4 механического перемешивателя 3, привод 4 насоса 5 и емкость с реагентом 8 поступает сигнал запуска их в работу, дозатор 9 открывается и реагент с выхода дозатора 9 поступает в приемную емкость с буровым раствором 2, насос 5 посредством привода 4 подает буровой раствор с соответствующим водородным показателем рН в бурильную колонну 1.

В соответствии с установленной программой микропроцессора 10 и полученными показателями бурового раствора емкости с химическими реагентами 8 с дозаторами 9 работают попеременно.

При снижении параметров качества регулирования микропроцессор 10 в соответствии с встроенной программой автоматически производит коррекцию настроек регулятора, реализуемого программным путем в микропроцессоре. Это обеспечивает высокое качество регулирования и, следовательно, повышает эффективность процесса регулирования рН бурового раствора, сокращает время регулирования и снижает расход дорогостоящих реагентов.

Положительный эффект - предлагаемая система автоматического регулирования водородного показателя рН бурового раствора в процессе бурения скважины позволяет повысить качество регулирования показателя рН бурового раствора непосредственно в процессе бурения.

Система автоматического регулирования водородного показателя pH бурового раствора в процессе бурения скважины, содержащая бурильную колонну, приемную емкость с буровым раствором, буровой насос с приводом, связанный с бурильной колонной, механический перемешиватель с приводом, связанный с приемной емкостью с буровым раствором, датчик водородного показателя pH, установленный на выходе затрубного пространства скважины, емкости с химическими реагентами, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена блоком сравнения, датчиком глубины, установленным на устье скважины, и микропроцессором, при этом вход блока сравнения связан с выходом датчика водородного показателя pH, а второй вход блока сравнения связан с выходом микропроцессора, вход которого связан с выходом датчика глубины, а второй вход связан с выходом блока сравнения, выход микропроцессора соединен с приводом механического перемешивателя и двумя емкостями с химическими реагентами, снабженными дозаторами, соединенными с приемной емкостью.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении взрывных скважин для удаления буровой мелочи из забоя. Устройство содержит буровой став, включающий долото с продувочным каналом, концевую и основную буровые штанги, шнековый забурник-эвакуатор с закрепленным ниппелем, центральным каналом для подачи сжатого воздуха в призабойную зону, верхним и нижним конусами.

Циркуляционный клапан бурильной колонны // 2774306

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к циркуляционным клапанам бурильной колонны, позволяющим многократно переключать поток текучей среды. Устройство содержит трубчатый корпус, золотниковую втулку с внешними отверстиями и центральным каналом, внутри которой размещено седло.

Испытательный стенд для гидравлических испытаний устройств удаления песчаных или проппантных пробок // 2773893

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и предназначено для гидравлических испытаний нефтепромыслового оборудования, в частности может быть использовано для испытания устройства для удаления песчаной или проппантной пробки на базе производственного обслуживания с целью определения исправности устройства перед работой в скважине.

Способ регенерации отработанных технологических жидкостей и устройство для регенерации отработанных технологических жидкостей // 2773574

Группа изобретений относится к способу и оборудованию для переработки ранее использованных в различных целях технологических жидкостей на скважине, с выделением нефтяной составляющей и снижением класса опасности водной и твердой фазы. Технический результат: более полная очистка отработанных технологических жидкостей от вредных посторонних примесей и корректировка плотности раствора.

Многоярусная вакуумная сито-конвейерная установка для очистки бурового раствора от выбуренной породы // 2765448

Изобретение относится к области бурения глубоких скважин, в частности к очистке бурового раствора. Установка включает сменную бесконечную фильтрационную сетку грубой очистки, которая при работе движется на валиках, вакуумный поддон, установленный под всей поверхностью верхней ветви сетки, перфорированные трубки для подачи воздуха под давлением на очищаемый буровой раствор и фильтрационную сетку, шламовый контейнер, вакуумную установку в комплекте с циклоном каплеуловителем, вакуумный сепаратор, как минимум одну сменную бесконечную фильтрационную сетку тонкой очистки бурового раствора, устанавливаемую внутри сетки грубой очистки на свои валики, направляющие потока бурового раствора, прошедшего через сетку грубой очистки на сетку тонкой очистки, шламовый поддон для сбора шлама, сбрасываемого с сетки тонкой очистки.

Комбинация для контроля фильтрации и миграции газа // 2764627

Изобретение относится к области добычи нефти, более точно оно относится к агентам, обеспечивающим эффект контроля фильтрации и миграции жидкостей и газов во флюиды, закачиваемые под давлением в подземные формации. Применение в качестве агента контроля фильтрации и/или миграции газов во флюиде (F), закачиваемом под давлением в подземную формацию, причем указанный флюид (F) содержит твердые частицы (p) и/или вступает в контакт с твердыми частицами (p) в нефтеносной породе после его закачки, комбинации, содержащей блок–сополимер (P) и частицы, способные обеспечить эффект барьера для газа.

Малогабаритная буровая установка // 2762023

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности, к буровым установкам, предназначенным для бурения бытовых скважин и прокладки обсадных труб. Буровая установка включает направляющую трубу, кондуктор, по крайней мере одну буровую штангу, с закрепленным на ней буром, погружной дренажный насос, емкость для очистки промывочной жидкости, ограничитель грунта и буровую машинку.

Циркуляционный переводник // 2755981

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к переключению потока бурового раствора в бурильной колонне. Устройство содержит корпус с расположенными в нем золотниковой втулкой с седлом, направляющим кольцом во входной части, пружину, прижимающую золотниковую втулку к направляющему кольцу.

Способ бурения и первичного вскрытия продуктивных пластов // 2753910

Изобретение относится к области бурения скважин. Технический результат - повышение продуктивности и качества строительства скважин в сложных горно-геологических условиях за счет комплексного эффекта от состава бурового раствора и соответствующей технологии применения.

Пневмоэжекционный эвакуатор // 2747872

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бурении взрывных скважин с применением для эвакуации бурового шлама сжатого воздуха. Устройство включает долото с продувочными каналами, буровые штанги, шнековый забурник-эвакуатор, который снабжен центральным каналом для подачи сжатого воздуха в призабойную зону, верхним и нижним конусами.

Комплекс для приготовления эмульсионных буровых растворов на углеводородной основе и способ осуществления его работы // 2783466

Группа изобретений относится к приготовлению эмульсионных буровых растворов на углеводородной основе. Технический результат - повышение эффективности и возможность полного исключения образования взрывопожароопасной среды в ходе приготовления эмульсионного бурового раствора.