Способ определения степени износа породоразрушающего инструмента

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ равлического забой- (Д). Для этого измеую плотность (СП) коя промывочной жидкосабойнаго породоразруента при известной их осевых опор и вооосевых опор гид ного двигателя М 13ной ин Б.З.Сикина ряют спект лебаний да ти при раб вле оте нов,шающего струмноса степени и ружения и эталонной 8,8)Собкина Им, - М,: к уют ее в качестве цессе бурения срав- П,измеренную при ра рующим Д, с эталонния влияния на ретирования степени(54) СПОС НОСА ПОРО (57) Изоб та и своиств изводят при п над забоем П исключается д и предназ роля пара нефтяных расширени тей за сч имости горн ний характ ое состояние я промывочной жидкости дпя различной степени износа породоразрушающего инструмента и осевых опор гидравлического забойного двигателя,В предлагаемом способе диагностирование технического состояния осевой опоры забойного двигателя осуществляется непосредственно в скважине, Дпя этого бурильный инс т приподнимается над забоем и з ляется эталонная спектрапность колебаний давленияжидкости для забойного д трумен акрепьная плотпромывочнойвигателя с изношен щем тек и вои опорой,ачение спект п осл едую- альной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Шумова З,Н. ивочник по турбобура1970, с. 164-165,Авторское свидетельФ 1427059, кл. Е 21 В Б ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ИЗОРАЗРУШАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА етение относится к бурению ачено для изМерения и кон етров в процессе бурения газовых скважин, Цель - функциональных возможност диагностирования износа Изобретение относится к области измерения и контроля параметров в процессе бурения нефтяных и газовых скважин гидравлическими забойными двигателями и может быть использовано для диагностирования технического состояния осевых опор турбобуров и винтовых двигателей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет диагностирования износа осевых опор забойного двигателя.На фиг. 1 - 3 приведены Кривые, характеризующие распределения энергетического спектра колебаний давлеазрушающего инструменород измерение СП проиподъеме инструмента сри этом из рассмотрениялото и различные по бупороды, Спектр колеизует только техничес- (осевой опоры забойно 1555469плотности колебаний давления, характерной для осевой опоры забойногодвигателя в определенный момент времени, сравнивается с эталонным и принимается решение, Очень важным является то, что из рассмотрения исключается долото и различные по буримости горные породы, и спектр колебанийдавления будет характеризовать только техническое состояние осевой опоры забойного двигателя,Способ диагностирования технического состояния осевой опоры забойного двигателя можно реализовать двумяп.ятями,В первом случае для проведенияспектрально-корреляционного анализаиспользуются записи диаграмм давления промывочной жидкости.Массив данных или реализация давления промывочной жидкости подбирается так, что интервал дискретностивт, = 30 с соответствует диапазонуинфраниэких частот, как наиболееэнергоемких и помехоустойчивых,Используя массив экспериментальныхданных, строят корреляционную функцию Кх( С), которая определяетсяпо следующей формуле:1, дК ( У ) - 11 е соеВ где Р- дисперсия случайного процесса;А, В - коэффициенты;лПодбирая коэффициенты А и В в диалоговом режиме по методу наименьших квадратов, строят теоретическую корреляционную функцию, которая наиболее близка к экспериментальной, Используя подобранные оптимальные коэффициенты А и В по теоретической корреляционной функции К, строят спектральную плотность, которая определяется по формуле А Эх 1+А + (В+и) где Й - частота,Затем замеряется спектральная плотность колебаний давления промывочной жидкости у забойного двигателя с изношенной осевой опорой при приподнятом от забоя бурильном инст 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рументе, что будет являться эталоном.Далее в процессе бурения ведетсяконтроль спектральной плотности колебаний давления, Полное отсутствиепреобладающей частоты указывает наухудшение технического состояния долота, Для того, чтобы определить техническое состояние осевой опоры забойного двигателя, необходимо приподнять бурильный инструмент над забоеми замерить спектральную плотностьколебаний давления промывочной жидкости, а затем сравнить с эталоннымспектром и принять решение,В другом случае предусматривается непосредственная реализация способа в процессе бурения скважин набуровой, Для этого к нагнетательнойлинии подключается первичный преобразователь давления, цифровой фильтрдля выделения низкочастотного полезного сигнала и анализатор спектра,позволяющий давать график нормированной спектральной плотности колебаний давления в частотной области,О техническом состоянии забойного двигателя судят по,изменению спектральной плотности, замеренной при отрыве бурильного инструмента от забоя, и сравнению ее с эталонной спектральной плотностью, которая была замерена у забойного двигателя изношенной осевой опорой,П р и м е р, При бурении скв,Р 21675, Березовская площадь, Альметьевское УБР, интервалы 689-782 ми 782-839 м были пробурены долотом215,9 ТЗ-ГНУ-Р(У 1172) и винтовьм двигателем Дв 1. На фиг,1 показаны результаты спектрально-корреляционного анализа для интервала бурения 689-782. Кривая 1 - началодолбления, кривая 2 - конец долбления, Перед началом подъема инструмента долото приподняли над забоем и втечение 10 мин провели промывку скважины. Кривая 3 характеризует распределение энергетического спектра колебаний давления промывочной жидкос.ти, когда долото приподнято над забоем и определяет техническое состояние осевой опоры двигателя на данныймомент времени, После подъема бурильной колонны, осмотра долота былопринято решение продолжить бурениеэтим же долотом Люфт осевой опорышпиндельной секции, замеренный надустьем скважины, составил 2 мм,Послеспуска бурильного инструмента, до контакта долота с породой, была произведена запись колебаний давления с последующим преобразованием в спектральную плотность, форма кривой спектра колебаний давления в этом случае показана на Фиг,2, кривая 3. Кривые 1 и 2 (фиг,2) соответствуют началу и концу долбления в интервале 782-839 м.Анализ кривых спектральной плотности колебаний давления промывочной жидкости показывает, что спектр давления, замеренный после первого долбления, и спектр давления,замеренный перед вторым долблением, имеют одинаковую форму и значение нормированной спектральной плотности Б(ц) = 6,4. Эти замеры подтверждают действительную картину, что техническое состояние осевой опоры после первого долбления и перед вторым долблением не изменилось.Рассмотрим изменение спектра колебаний давления при использовании турбобура ЭТСЯ 1-195На фиг.З показано изменение нормированного спектра колебаний давления при промывке скважины перед началом бурения (люфт осевой опоры - 5 мм, кривая 1) и после завершения бурения (люфт 7 мм, кривая 2).Причина подъема технологическая, из-за набора кривизны, Следовательно, форму кривой спектра колебаний давления (фиг,З, кривая 2) можно принять за эталонную для турбобура ЭТС 1111-195. И при дальнейшем бурении, приподняв бурильный инструмент над забоем и получив кривую распределения спектраколебаний давления, можно использовать данный турбобур до тех пор,пока кривая спектра колебаний давленияне достигнет эталонного значения,Экономический эффект от применения способа диагностирования технического состояния гидравлическогозабойного двигателя достигается за10 счет предупреждения авары,своевременной замены забойного двигателя ирационального использования временибурения,15 фо Рмула изобретения Способ определения степени износапородоразрушающего инструмента,включающий измерение спектральной плот ности колебаний давления промывочной жидкости при работе гидравлического забойного двигателя и породоразрушающего инструмента с известнойстепенью износа их опор и вооруже ния, фиксирование этой спектральнойплотности в качестве эталонной и последующее ее сравнение с текущейспектральной плотностью колебанийдавления промывочной жидкости, измен ренной при работе с диагностируемымдвигателем и породораэрушающим инструментом, о тл и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет диагностирования износа осевых опор забойного двигателя, измерение эталонныхи текущих спектральных плотностейколебаний давления промывочной жидкости производят при приподъеме по родоразрушающего инструмента над забоем,Корректор О.Кравцо Заказ 5 Тираж 472 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открь 1 тиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 ЯПИ Го Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,