Способ определения механической скорости бурения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3151) Е 2 0 ЗОБРЕТЕНИ ПИСАН АВТОРСКОМУ СТВУ ь сс(5 во СССР 979,ул-.са геок Нед АНИнный ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(46) 07.09.83. Вюп. 9 33. ( 72 ) Е.И. Тарабрин и В. Г. Онищенко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам(53):622,24,082(088.8)6) 1. Авторское свидетельст848608, кл. Е 21 В 45/00, 12. Козловский Е.А., Гафият лин Р.Х. Автоматизация процес логораэведочного бурения И.; раф, 1977, с. 42.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХ ЧЕСКОИ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ, основа 803 040127 д на установке нагрузки на колоннубурильных труб с долотомр фиксацив,верхнего конца колонны с ее последующим вращением с постоянной скоростью и измерении скорости изменения нагрузки на долото во времени,величина которой пропорциональнаскорости бурения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно послеокончания фиксации колонны создаютприращение нагрузки, измеряют величину перемещения верхнего конца колонны и по величине отнсшения перемещения к приращению нагрузки определяют коэффициент пропорциональности.Изобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скнажин, н част-.ности к системам по исследованию процессон бурения.Известен способ измерения скорости бурения по скорости перемещения 5верхнего конца колонны бурильныхтруб 1 1,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является способ определения механической скорости бурения, основанный на установке нагрузки на колонну бурильныхтруб с долотом, фиксации верхнегоконца колонны с ее последующим вращением с постоянной скоростью и измерении скорости изменения нагрузкина долото но времени, неличйиа которой пропорциональна скорости бу-,рения 2 .Механическую скорость буренияопределяют по формулеЬоЕ Е 131ЭКВгде Ч, - механическая скорость бурения;Ь - первоначальная длина колоно,ны бурильных труб;Е - модуль упругости материалатруб;Г " эквивалентное сечение труб; 30дР - изменение нагрузки на доло- .то за промежуток времени ЮНедостатком этого способа является низкая. точность, так как коэффо" 35 фици ент - ) определяется расчет нымРакв)путеми при этом не учитывается тре,ние колонны бурильных труб о стенки скважины, изгиб колонны, реальная компоновка колонны, влияние термо- ,динамических условий (давление и температуры) на жесткость колонны,Целью изобретения является повышение точности определения механи ческой скорости бурения, 43Поставленная цель достигается тем, что.согласно способу определе. ния механической скорости бурения, основанному на установке нагрузки на колонну бурильных труб:с долотом, фиксации верхнего конца колонны с ее последующим вращением с постоянной скоростью и измерения скорости изменения нагрузки на долото во времени, величина которой пропорциональна скорости бурения, дополнительно после окончания фиксации колонны создают приращение нагрузки, измеряют величину перемещения верхнего конца колонны и по неличине отношения перемещения к приращению нагруз 60 ки определяют коэффициент пропорциональности,)Алгоритм проведения измерительных операций по предлагаемому способу следующий. Допустим, проводится 65 бурение с номинальной нагрузкой надолото Р ), н . Возникла необходимостьопределения механической скоростибурения при данной нагрузке Р.Для этого производится фиксацияверхнего конца колонны бурильныхтруб. Нагрузка на долото начинаетпадать, так как производится разбуринание забоя, а верхний конец колонны не подается. При снижениинагрузки на долото. на величину д Рзасекается время дй, прошедшее сначала Фиксации верхнего конца колонны. После этого тормоз лебедкиосвобождается и нагрузка на долотоунеличивается на величину дРЗ,.Сразу же после этого производитсяизмерение перемещения верхнего конца бурильной колонны д 1, прошедшеевследствие увеличения нагрузки надолото на величину ь Рс)А, Послеэтого восстанавливается, номинальнаянагрузка на долото Р.нЦикл измерения закончен. Подставляем полученные значения .ЬЬ, д .ЬР, дРвформулу измерения механической скорости бурения(1) где К =д ЬЬРкоэффициент прбпорзб циональ ности.Ранее этот коэффициент определялся расчет ным пут емК = - в . )2)П р и м е р. Определение механической скорости бурения на скважине при следующих исходных данных: глубина скважины 4647 м; обсаженный интервал 37 бО м; обсадная колонна диаметром 324 мм; диаметр долота 295 мм; плотность бурового раствора 1,95 г/смз; условная вязкость буроуого раствора 50 с; давление на стояфке 140 кг/см; частота вращения ротора 84 об/мин; расход промывочной жидкости 0,0235 м З/с.Компановка бурильных труб указана в таблице.При номинальной нагрузке на долото равной 7,8 т, пробурен интервал длиной 0,25 м эа 7,5 мин, Таким образом, механическая скорость бурения равняется (мlмин)7 р = -) ,= 0,0333Я 257,5После этого был проделан опыт по определению величины ЬЬ и ЬР при заданном д = 5 мин и ь Р, = 7,8 т (увеличение нагрузки на долото на 100) .Оказалось, что 4 Ь = 0,58 м, ЬР = 2 т, Тогда по формуле (2) получаем (м/мин)О 587 = == 0 02973,1040127ьРасчет по формуле (1) дает (м/мин) 4647, 2- 4 - 7= Оф 02072 110 1 0,004277 К, -.,+т е,2+:-вь з зэъь+ евин ю+э 674 гоь+ааз"юв+эьрь оаь+аЬвг 79+4 оьав 1 зквЬ0 :42,тг си:О,О 427 тм 2,4 Ь 41 с с . -100 = 10,80 0:333-0 0297 0,0333 а по йзвестному способу 0 0333-0 0207 с100 - 37 8 0,0333 25 Диаметр,.Длинамм . участка,м Типтрубы Марка стали Толщина стенки,УБ 29 17 97 5 Д УБТ 4 Трубабуриль 127 20 То ж 1648 127 86.770 . Л 779 Л 14 5 Составитель Б, Булыгиназаренко Техред Т. Фанта Коррект Тнгор Редактор Подпго комитета СССРй .и открытийаушская наб., д. ное 4/ филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,где Р,-ГБ - площади поперечного сечения компоновки бурйль ных труб;ь -ь - соответствующие длины1участков бурильных труб.Относительная погрешность опре-. 5 деления механической скорости по пред. лагаемому способу равнаН. Л аказ 6848/34 Тираж 60 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж-. 35, Здес принято Е = 2,110 кгс/см=22 110 т/м; ьо =4647; аР 2 т,ю =5 мин; Экономический эФФект от использования предлагаемого способа определе ния механической скорости проходки создается за счет более высокой точности измерения механической скорости бурения в силу того, что коэффинциент пропорциональности в формуле для расчета скорости определяется экспериментально в конкретных условиях бурения данной скважины и наиболее точно учитывает условия бурения, а также за счет значительного сокращения затрат на инФормационное обеспечение, так как отпадает необходимость использования большого количества инФормации о компоновке бурильной колонею.