Способ определения начала проявления при спуско-подъемных операциях в скважине и устройство для его осуществления

ц 4 Е 21 В 47/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизации глубокогоразведочного бурения Всесоюзного производственного объединения "Союзгеотехника"(56) Бахроми Э.С. и др, Устройстводля автоматического долива буровогораствора в скважину и обнаруженияпроявлений входа спускоподъемных операций, РНТС ВНИИОЭНГ, 1982, вып.3,сер. Бурение, с. 15-16,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛА ПРОЯВЛЕНИЯ ПРИ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЯХ В СКВАНИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ, ЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области проводки скважин на нефть и газ. Цель изобретения - повьппение точности и оперативности определения начала проявления. Для этого измеряют объемвытесненного из скважины растворапри остановке бурильной колонны после подъема или спуска очередной свечи. При подъеме каждой свечи производят долив скважины. Сравнивают измеренное значение вытесненного объема раствора с его допустимым значением, исходя из условий Ч 7 О и Ч 7 Чдопгде Ч - объем вытесненного из скваРжины раствора; Ч д - допустимый объ" ем вытесненного раствора, по которому Я судят а наличии проявлений, Устройство для реализации способа содержит воронку 2, соединенную основным желобом б с приемной емкостью 5, доливной насос. 4 с приводом, соединенный трубопроводом 3 с воронкой 2 реле 1Мевй14305уровня, элементы НЕ 13, 14, усилители 17,18, элемент И 15, элементье ИЛИ 16, задатчик 2 1 допустимого прироста объема раствора, компаратор 22, иеедикатор 23 световой, индикатор 2 ч звуко- ВОЙ инДеекатор 2 э нуля измерительную емкость 9 с уравнемером 10, дополнительньей желоб 8 запорное устройство 7 с приводом, переключатель 11 режимов работы, датчик 12 двикенеея колонныустройство 7 находится в открытом состоянии когда колонна неподвижна, При движении еолоеенье устрой 15ство закрыто, После окончания спуска Вечи и посадки колонны устройство открывается и путь от устья скважины до емкости 9 становится свободным, При поступлении пластового флюида он вытесняет раствор из скважины в емкость 9. При накоплении раствора в емкости 9 до в-личины задаваемого задатчиком 21 допустимого прироста объема раствора индикаторы 23 и 24 вырабатывают снеговой и "Вуковой сигналье начала проявления 2 с.п.ф-лы,Е,ЕЕ"квяжин ня нефть и гяз и В частностиприменимо для ряспоэняВяния яВярийньехситуаций при спускоподъемных опера-.циях СПО), связанных с возникновением проявлений,Цегеьео изобретения - повьешение точности и оперативности определения начала проявления.На чертеже представлен,. структурная схема устройства реализующегоспособ.Устройство содержит реле 1 уровня,воронку 2, трубопровод 3, доливнойееасос 4 с приводом приемную емкость5, основной желоб 6, запорное устройство 7 с приводом, дополнительныйжелоб 8, измерительную емкость 9 суровнемером 10 переключатель 11 режимов работы, датчик 12 двевкения КОдонны, Второй элемент НЕ 13, первьейэлемент НЕ 11, элемент И 15, элементИЛИ 16, Второй усилитель 7 первьеГусилитель 18 задатчик 19 нач,="ке,еогоОбъема р Яст Вора ВычитЯк)щий элее ее нт20, задатчик 21 допустимого приростаобъема раствора, комгаратар 22 индикатор 23 световой, индикатор 21;. Звуковой. индикатор 25 нуля.Первьпе, второй и третий ВыходыПЕрЕКЛЮЧатЕЛя 11 рьТКИМОВ ., ЯбОТЬЕ СООТветственно подключены к первому ивторому Входу элемента ИЛИ 16 и пер-вому вхоцу элемента И 15, второй Входкоторого соединен через второй элемент НЕ 13 с датчиком 12 дгижения колоннье Выход подклк)чен к третьему ВКОДУ элемееете 1 ИЛИ 16выхоД котОрого соединен через второй усилитель17 с приводом запорного устройства 7.Запорное устройство 7 установлено в 5 дополнительном желобе 8, который соединяет измерительную емкость 9 с основньем желобом 6Выход уровнемера 10 подключен кПЕРВОМУ ВХОДУ ВЬЕЧИТЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТЯ :0 20 второй вход которого подключен квыходу задатчика 19 начального объема раствора, Вье:од соединен с индикатОРОм 25 нуля и перВьем Входом компяратОра 22 Второй ВХОД которого пОД: клрю-ен к залатчи;"2 1 допустимогоприроста объема ,:;Ествора, а выходсоединен с иеед"ек,:.тарами .3 и 24,Способ опрее;епения начала проявгения при СПО в скважинах осуществля,; ется следующим об еазое:. П, с,еее етодъем еели спуска Очередной "Лечи две;жене."е буровой колонны Остаееянливается (снс. находится ня клинеях ротооа; ПОО 1 ее оста новЯ ровой колонны и долива скважины (при подъеьее) измеряется объем вытесненноеО иэ Гквяжинье раствора, которьей Оп Ределяется интенсивностью проявления, 30., Затем этот бъем раствора сравнивае".;я с допустимье заранее заданным приростом о;ьема расгвора. По результатам сравнения судят о начале проявления в случае Вьепо енения следуюУ"лов Йфобъем вьггесненного из сквагдежины раствора;Ч, - допустимый объем вытесненного раствора,Устройство в различных режимахпри СПО работает следующим образом.Перед началом подъема колонны оператор переводит переключатель 11 режимов в положение Подъем . При этом 1 Осигнал лог, "1" поступает на первыйвход элемента ИЛИ 16 и далее на входвторого усилителя 17, сигнал с выхода которого переводит запорное устройство 7 с приводом в открьггое состояние, Далее оператор изменяя сигнал, поступающий с выхода задатчика19 начального объема на второй входвычитающего элемента 20, начинаетпроизводить компенсацию сигнала, поступающего с уровнемера 10 на первыйвход вычитающего элемента 20. Когдана выходе вычитающего элемента 20сигнал становится равным нулю, что.оператор определяет по индикатору 2525 нуля, процесс компенсации сигнала, поступающего с уровнемера 10, заканчивается. Теперь объем буровогораствора, находящегося в измерительной емкости 9, принят за начальныйи все его последующие изменения отсчитываются от этого начального значения, Во время подъема свечи приопорожнении скважины срабатывает реле 1 уровня, установленное в воронке2 на устье скважин, Сигнал лог, 0и и 35появившийся на выходе реле 1 уровня,через первый элемент НЕ 14 и первыйусилитель 18 включает доливной насос4 с приводом. Раствор в скважину по 4 Отрубопроводу 3 доливной насос 4 подает из приемной емкости 5, Когда скважина заполнится раствором до устьяна выходе реле 1 уровня появится сигнал лог. "1", который через первыйэлемент НЕ 14 и первый усилитель 18выключает доливной насос 4 с приво"дом.В случае поступления пластового Флюида в скважину вытесняемьй из скважины буровой раствор через открьггое запорное устройство 7 с приводом через специальный желоб 8 начинает поступать в измерительную емкость 9 и там накапливаться, Сигнал на выходе уровнемера 10 начинает изменяться, Элемент 20 производит вычитание сигнала, поступающего от задатчика 19 начального объема, из сигнала, поступающего от уровнемера 10, и вырабатывает на выходе сигнал, пропорциональный объему вытесняемого из скважины бурового раствора, и поступающий далее на первый вход компаратора 22. Когда этот сигнал превысит по величине сигнал, поступающий на второй вход компаратора 22 от задатчика 21 допустимого заданного прироста объема бурового раствора, на выходе компаратора 22 выработается сигнал лог. " 1", который включает индикатор 23 световой и индикатор 24 звуковой, что соответствует обнаружению начала проявления.Рассмотрим далее работу устройства в режиме спуска колонны.Перед началом спуска оператор переводит переключатель 11 режимов в положение "Спуск" и так же как это выполнялось перед началом подъема колонны с помощью задатчика 19 начального объема раствора производит компенсацию сигнала, поступающеЪ о с уровнемера 10 на вход вычитающего элемента 20, После перевода переключателя 11 режимов в положение "Спуск" сигнал лог. " 1" постоянно будет присутствовать на первом входе элемента И 15. На втором входе элемента И 15 сигнал лог, "1" будет появляться только тогда, когда колонна бурильных труб неподвижна, В том же случае, когда колонна движется, сигнал лог. "1" с выхода датчика 12 движения колонны поступает на вход второго элемента НЕ 13, с выход которого на вход элемента И 15 приходит сигнал лог. "0", Когда на двух входах схемы И 15 присутствуют сигналы лог. "1", на выходе элемента И 15 вырабатывается сигнал лог"1", который через элемент ИЛИ 16 и второй усилитель 17 переводит запорное устройство 7 с приводом в открытое состояние, Таким образом, запорное устройство 7 с приводом находится в открытом состоянии тогда, когда колонна неподвижна. Если колонна движется, запорное устройство 7 находится в закрьггом состоянии.При спуске очередной свечи вытесняемый колонной из скважины буровой раствор по основному желобу 6 (при движении колонны запорное устройство 7 закрыто) попадает в приемную емкость 5. После окончания спуска свечи и посадки колонны на клинья ПКРзапорное устройство 7 открывается и путь от устья скважины до измерительной емкости 9 становится свободным. В случае поступления пластового флюида он вытесняет раствор из скважины, который будет поступать в емкость 9 и там накапливаться, При накапливании раствора в емкости 9 до величины заданной уставки по объему раствора, задаваемой задатчиком 21 допустимого прироста объема раствора, индикаторы 23 и 24 вырабатывают световой и зву-. ковой сигналы начала проявления.Наряду с распознаванием начала проявления при спуско-подъемных операциях предлагаемое устройство также может распознавать указанные осложнения при простоях скважины по различ" ным причинам (в режиме останова) . В этом случае устройство работает следующим образом. Оператор переводит переключатель 11 режимов работы в режим "Останов", и с помощью задатчика 19 начального объема производит компенсацию сигнала, поступающего с уровнемера 10 на вход вычитающего элемента 20. При переводе переключателя 11 режимов работы в режим "Останов" происходит открытие запорного устройства 7 с приводом. В случае увеличения объема промывочной жидкости в емкости 9 до величины допустимого прироста объема индикаторы 23 и 24 устройства выработают световой и звуковой сигналы начала проявления.формула из обретения1.Способ определения начала проявления при спускоподъемных операциях в скважине, включающий измерение объема раствора, вытесненного из скважины поступившим в нее флюидом, сравнение с допустимым значением объема раствора, долив скважины при подъеме бурильной колонны, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и оперативности определения начала проявления, измерение объема вытесненного из скважины раствора осуществляют при останове бурильной колонны после подъема или спуска очередной свечи,. причем долив скважины выполняют при подъеме каждой свечи, а сравнение измеренного значения вытесненного объема раствоВНИИПИ Заказ 53 10/29Произв.-полигр. пр-тие, где Ч 10 Тираж 531 Подписное 15 20 25 30 ЗБ 40 45 50 55 ра с его допустимым значением осуществляют исходя иэ условийЧр 7 О и Ур 7 Чадо у объем вытесненного из скважины раствора;Ч 4- допустимый объем вытесненного раствора, по которому судят о начале проявления.2. Ус;ройство для определения начала проявления при спуско-подъемных операциях в скважине, содержащее воронку, соединенную основным желобом с приемной емкостью, долинной насос с приводом, соединенный трубопроводом с воронкой реле уровня, подключенное через первый элемент НЕ и первый усилитель к приводу доливного насоса, световой и звуковой индикаторы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и оперативности определения качала проявления, оно снабжено измерительной емкостью с уровнемером, дополнительным желобом, запорным устройством с приводом, переключателм режимов работы, датчиком движения колонны, вторым элементом НЕ, элементом И, элементом ИЛИ, вторым усилителем, задатчиком начального объема раствора, задатчиком допустимого прироста объема раствора, вычитающим элементом, компаратором, индикатором нуля, причем первый, второй и третий выходы переключателя режимов работы соответственно подключены к первому и второму входу элемента ИЛИ и первому входу элемента И, второй вход которого соединен через второй элемент НЕ с датчиком движения колонны, выход подключен к третьему входу элемента ИЛИ, выход которого соединен через второй усилитель с приводом запорного устройства, которое установлено в дополнительном желобе, соединяющем основной желоб с измерительной емкостью с уровнемером, выход которого подключен к первому входу вычитающего элемента второй вход которого подключен к выходу задатчика начального объема раствора, выход соединен с индикатором нуля и первым входом компаратора, второй вход которого и выход соответственно подключены к задатчику допустимого прироста объема раствора и входом светового и звукового индикаторов. Ужгород, ул. Проектная, 4