Способ определения степени износа долота в процессе бурения скважин

СООЗ СОаЕТСКИХсыциАлистическихРЕСПИ:,ЛИК 21 В 45/00 тентное ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) И ИЕ И СПИ ВТОРСКОМ дик йработкгл ится заройства ВМ ЕС пускоре(21) 4922909/03(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИИЗНОСА ДОЛОТА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯСКВАЖИН(57) Назначение: изобретецие относится кспособам определения износа бурового инИзобретение относится к способам определения износа бурового инструмента в процессе бурения скважин,Целыа изобретения является повышение достоверности оценки износа долота в процессе бурения вертикальных и наклон. но-направленных скважин различцыгли способами (роторный, турбинный, электробурение),Сущность изобретения заключается в следугащегл,Вибрации, вызванные работой долота ца забое скважины и при прочих известных условиях характеризующие его техцическое состояние, распространяясь в виде упругих колебаний по бурильной колонне к устью скважины, измеряются, а затем обрабатываются а вычислительном устройстве, Полученцые в процессе сбработки спектры упругих колебаний бурильной колонны,.Я 2 1810515 А 1 струмента в процессе бурения скважины и позволяет повысить достоверность оценки износа долота в процессе бурения вертикальных и наклонно-направленных скважин различными способами роторным, турбинным, бурение электробуром), Сущность изобретения; в качестве крите-. рия степени износа долота принята величина косинуса угла между векторами, соответствующими начальному и текущему времени бурения, Причем М-мерные вектора определяют из усредненных нормируемых спектров мощности колебаний бурильной колонны, Данный критерий из-носа долота не зависит от режимных параметров и способа бурения скважин, т,е. угол между векторами не зависит от их модуля, 1 ил. имеющие в машинном представлении п скретных отсчетов, рассматриваются ка мерные векторы, Значения спектральной плотности в каждом из этих отсчетов принимаются в качестве величин соответствующих компонентам Й-мерного вектора, Спектр, полученный для нового долота принимается в качестве эталонного, По мере износа долота вычисляются текущие спектры и сравниваются с эталонным по соответствующему правилу,Определение износа долота в процессе бурения скважин с использованием предложенного способа производится следующим образом.В начале бурения, после пере долота к забою скважины производ пись в паглять вычислительного уст (например, "Электроника 60", ПЭ 1841 и др,) 1520 реализаций вибр.ния продольных колебаний бурильной колонны длительностью 10-15 с измеренных с помощью акселерометра установленного на ведущей трубе (квадрата) или вертлюге. В вычислительном устройстве производится фильтрация, центрирование и интегрирование (для получения реализаций виброскорости продольных колебаний), Затем вычисляются дисперсия и спектральные плотности. Последние нормируются после чего осуществляется усреднение спектров по формулех -. - "-) + -+Тгде Х - текущий усредненный спектр, Хн - усредненный на предыдущем шаге спектр, Х - текущий мгновенный спектр. Это позволяет в любой момент времени иметь усредненную спектральную плотность.Усредненный по 15-20 реализациям спектр запоминается в качестве эталонного.В процессе бурения скважины производят определение усредненного текущего спектра, который сравнивают с эталонным.Сравнение заключается в вычислении косинуса угла совр между эталонным Х и текущими Х векторами, полученными соответственно из.эталонного и текущего усредненных спектров, При этом вычисления производятся по формуле:иХ Х ф,э. тэталонного и текущего векторов.Изменение величины созе в процессе бурения будет характеризовать степень износа долота, а достижение значения сов ърбудет отождествлять критическое значение величины его износа, Данный критерий не зависит от режимных параметров и способа бурения скважин, так как угол между векто рами не зависит от их модуля.Формула изобретения Способ определения степени износадолота в процессе бурения скважин, включающий определение текущих значений "0 энергетических спектров параметра процесса бурения, характеризующего состояние бурового инструмента, соответствующих начальному и текущему времени бурения, вычисление величины 15 критерия работоспособности породоразрушающего инструмента, задание его критической величины, сравнение текущей и заданной величин критерия работоспособности и определение предельного износа 20 инструмента по моменту достижения величиной критерия,его критического значения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверноСти оценки степени износа долота при бурении вертикальных и наклонно-направленных скважин различными способами, в качестве параметра, характеризующего состояние бурового инструмента, принимают мощность колебаний бурильной колонны, энергетические З 0 спектры мощности колебаний бурильной колонны нормируют и усредняют, из усредненных нормируемых спектров определяют 1 ч-мерные векторы, в качестве заданного значения критерия работоспособности приЭ 5 нимают энергетический спектр, полученныйдля нового инструмента, вычисляют величину косинуса угла между векторами, соответствующими начальному и текущему времени бурения, и принимают ее за крите рий работоспособности породоразрушающего инструмента.1810515 80 70 08 оставитель Л.Замиковскийехред М,Моргентал Корректор Редактор син Тираж П дарственного комитета по изобретениям 113035. Москва, Ж, Раушская на