Способ определения места прихвата бурового инструмента

ОЮЭ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 1) Е 21 В 47/О овалев ра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственно го ордена Трудового Красного Знамени объединения "Оренбургнефть"(56) 1, Беркович М.Я. и др. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. М., "Недра", 1969.2. Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.М., Кузнецов Г.С. Общий. курс геофизических исследований скважин. М "Нед 1977, с. 351.(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА .ПРИХВАТА БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, включающий натяжение бурильной колонныи регистрацию геофизического параметра вдоль колонны, о т л и ч а ющ и. й с я тем, что, с целью повышения точности определения местаприхвата, в верхней части бурильнойколонны вибратором возбуждают упругие колебания, а в качестве геофизического параметра регистрируютамплитудно-частотные характеристикиупругих колебаний, по изменениюкоторых определяют место прихвата.(Ч, Ч 8 Ч ф Р/2 прихвата. 1Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности скважин и может быть использовано при ликвидации аварий бурильного инструмента. 5Известен способ определения места прихвата бурильной колонны, основанный на определении местонахождения прихваченного участка бурильной колонны по удлинению свободной части 1 О бурильной колонны под нагрузкой. Для этого колонну растягивают последовательно усилиями, значительно превышающими вес колонны., и по разности удлинений при этих условиях 15 вычисляют свободную длину колонны и определяют место прихвата бурильной колонны Г 13Недостатками способа являются трудоемкость выполняемых операций, 2 О повышенная опасность из-за возможности разрыва колонны, вьмод из строя резьбовых .соединений при натяжении колонны, перегрузка подъемного оборудования и т.д. 25Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения места прихвата бурового инструмента, включающий натяжение бурильной колонны и регистрацию геоФизического параметра. вдоль колонны.Известный способ основан на определении места прихвата бурильного инструмента с помощью локатора35 муфт. Для этого регистрируют положение муфт. Затем в предлагаемом интервале прихвата инструмента устанавливают магнитные метки в трубах и производят второй замер. После этого к буровому инструменту или колонне прилагают механическое усилие - натяжение или закручивание, На участках действия механической нагрузки магнитные метки исчезают, их магнитное поле значительно ослабевает,.что Фиксируется специальным замером с помощью локатора муфт 23 .Недостаток известного способа - низкая точность определения места Целью изобретения является повышение точности определения места прихвата.Указанная цель достигается тем,что согласно способу определенияместа прихвата бурового ннструмен 4 2та, включающему натяжение бурильной колонны и регистрацию геофизического параметра вдоль колонны,в верхней части бурильной колоннывибратором возбуждают упругие колебания, а в качестве геофизического параметра регистрируют амплитудно-частотные характеристики упругих колебаний, по изменению которыхопределяют место прихвата.На чертеже изображена схемареализации способа.Сущность изобретения поясняетсячертежом,Так, в свободной части бурильной колонны коэффициент отражения.1 с, составляет 0,95.(при плотности материала стальной бурильной колонны . Р = 7,8 г/см, плотности бурового раствора1,2-1,3 г/см, при скорости упругих волн в колонне Ч, т 5,2 км/с и скорости упругих волн в растворе 1,4 км/с).Коэффициент отражения К в прихваченной части колонны составляет л 0,5-0,6 при ,= 7,8 г/см; Ч 11,4 км/с при плотности горной породы 2,2-2,4 г/см и скорости5упругих волн в. ней 3,5 км/с.Таким образом, коэффициент отраженияменяется почти в два раза.Еще большие потери энергии в прихваченной части колонны вызываются резким увеличением диссипативных свойств колонны в зоне прихвата, боковой отдачей, и т.д.Непосредственные промысловые измерения показали, что амплитуда волн в зоне прихвата уменьшается в 5-7 раз, а основная частота спектра сигналов смещается на 10-15 Гц в область нижних частот.Точность определения. места прихвата повышается за счет более высокой чувствительности характеристик упругих колебаний к изменению условий их прохождения по свободной и прихваченной зонам колонны и уменьшения влияния помех.П р и м е р. Бурильную колонну . 2, верхняя часть которой закреплена элеватором 4, предварительно натягивают буровой лебечкч", 5 с гем3 11600 чтобы свободная часть бурильной ко-лонны не контактировала со стенками. скважины 1 до места прихвата, либо этот контакт был ослаблен.Внутрь бурильной колонны 2 .на каротажном кабеле 6 постепенно опускают контейнер 7 с датчиками упругих колебаний. Одновременно с этим в верхней части бурильной колонны вибратором 9 возбуждают упругие1 О импульсы заданной формы (напрмер, синусоидальные). Упругие колебания, возбуждаемые вибратором 9, распространяются по бурильной колонне и воспринимаются датчиками, расположенными в контейнере 7. Электрические сигналы с этих датчиков по кабелю 6 поступают в измеритель-регистратор 8 упругих колебаний.Контроль за работой вибратора 9 осуществляется с помощью измерителя 10 вибраций для того, чтобы не менялись характеристики возбудителя. В момент входа контейнера 7 при его спуске в скВажину 1 и зону прихвата 25 3 поступает по кабелю сигналВ борово скважине 1 находится бурильная колонна 2 .с. местом ее прихвата 3. Бурильная колонна натянута.с помощью элеватора 4 и буро-вой лебедки 5 В бурильную колонну 2 на.кабеле 6 помещен контейнер 7 с датчиками упругих колебаний. Кабель 6 соединен с измерителем-регистратором 8 упругих колебаний. В верхней. части бурильной .колонны 2 закрепленвибратор 9, связанный с измерителем 10 вибраций, контролирующим работу вибратора 9Реализация способа основана на . изменении характера распространения упругих колебаний в свободной и прихваченной частях бурильной колонны.Сигнал, распространяющийся в свободной части бурильной колонны, испытывает незначительные и плавно меняющиеся изменения своих характе- ристик. В частности, амплитуда и энергия сигнала, изменяются по экспоненте, без всплесков и срывов. 14 фОсновная частота спектра также изменяется плавно. Это объясняется тем, что сигнал. распространяется в однородном материале (сталь) бурильной колонны, контактирующей по внешней поверхности с однородным буровым раствором. Прихваченная же часть бурильной колонны контактирует не с буровым раствором, а со стенкой скважины.В месте прихвата колонны резко изменяются условия прохождения сигнала, так как изменяется его коэффициент отражения и возрастает боковая отдача энергии, вследствие чего резко возрастает коэффициент поглощения упругих волн. Это приводит к изменению амплитудно-частотных характеристик сигнала, распространяющегося в свободной части бурильной колонны и достигающего места прихвата бурильной колонны.В момент достижения упругими колебаниями местаприхвата амплитуда сигнала уменьшается, а основная частота спектра сигнала смещается в область нижних частот.Теоретические расчеты показывают, что условия прохождения сигнала резко изменяются на границе прихваченной и свободной частей бурильной колонны за счет существенных отличий коэффициентов отражения сигналов. Технико-экономическая эффективность способа обусловлена сокращени. ем времени на проведение работ при ликвидации аварий и обеспечением безопасного ведения аварийных работ за счет. исключения многократных перегрузок силового оборудования и бурильного инструмента.Кроме того, точное определение места прихвата позволяет правильно определить мероприятия при ликвидации аварий, снизить раскод реагентов и обеспечить сохранность бурильных труб и резьбовых соединений., ВВИПИ Заказ 3708/27 Тираж 540 Подписное филиал ШШ ффйвтеатф, г Ужгород,ул,Проектиая, 4