Способ регулирования плотности бурового раствора

ЕНТУ ательский и проект ой промышпенност вательскии и проект вой промышленнос НИЯ ПЛОТНОСТИ я к бурению скважин. Комитет РоссийскоГт Федерации по патентам и товарным знакам(21) 5007665 (22) 02.0791 (46) 15.1093 (71) Томский ный институт (72) Прасс П (73) Томский ный институт (54) СПОСО БУРОВОГО (57) Изобре Бюл. Мо 37-38научно-исследнефтяной и газВ, Чиркин АДнаучно-исследнефтяной и газБ РЕГУЛИРОВАРАСТВОРАтение относитс(б 1) б Е 21 В И/06 Способ заключается в том. что постоянно руют дифференциальное давление в скв зависимости от его величины и знака корр величину заданной плотности бурового Затем текущее значение плотности буро твора в циркуляци:ннои сиоеме сравнив корректированным заданным значением пл в зависимости от их отклонения изменяю шение твердой и жидкой фаз в буровом 1 ил контролиажине и в ектируют раствора. ваго расают с ототности и т соотнорастворе, 2 СЛ 1210(де Р;х ддоление .,1", (,то )д)гнгрд и на.Г Е дт(доОЙ ЛИ(ИИ, РЛга,Р; (ОС соя 3(дя СОГТс 3)Ля 33 ляИдра 3 л (с с к их потерь сч 1 Па,Р, )Н) - переменная сосгдЯщая гид.ранлических потерь,УПаР(сс, - ддЗЛЕНЕ бур(7330 с) рвот)0)Эа Ввыходной линии 3,ЛПдСУЩгС)СТЬ Дг)ННОГО СПОСОБ)1 Зс)КЛС)Чс)" ТСЯ3 ТОМ. ЧТО ОСТОЯН 30 КОНТ 7033(1 РУО Г ОЕЛИЧИну д)3,фер)ецта)ьс)то да)ле;3 я ; его эндк,и при отклонеР(3 и ди 14 ерезцидльноо давО Н 1 ОТ ЗДДД 3НО 0 ИЗМЕНЯОТ С)ЕЛ 1 НУ Эа; н.:сбходимости измее ия Текусего зна."И 3 ЭЛОТНОСТИ. Кр(1 Е ТГО чИ 1 ыоаНИЕэ,дкг отклонения ди 11 ереил нного даолеия от д)данного предотвращает оьдачу ложного сигдла и корректировку плотности бурового раствора о ложном апраолении.При этом оперативно учитывается влияние Гздкихфдктороо как газовые проявления,изменение пластоеого давления и фильтрация бурового р;сс)нора.Призна(31 отличающие заявляемое тех 3 ичгС(ое решение от прототипа, не оыявле)3 3(ы о други, тех ических решениях приИ )УЧЭ 33(данОЙ И СМЕжНОй ОбЛаСтЕй тЕХНИ- Ри, сле 1тзсз ельно, обеспесосоают заявляемому способу соответствие критерию,3 сс ГГЕ 3(Е ОТЛИИ 53ч) Э, 3;Р, тЕХНИЧЕСкое Решение отли ("; ;3:3;)тогид ге).1, чзо до,зменения (:с , с",;33; 3 Я твердо( и жидкой сэ в буро 1 рдс 33)01)с о(ределяот дифференциаль 0 3303(лн( 3;е и скважине и корректируютснели и(у;( дднГ)й плотности о зависимости , нели и); и; ндк;( дифференциального Даел)Я, 3 РИЧЕР"; ЗДК ДиффЕРЕНЦИаЛЬ- н( Г) д(13)ле;(ия оп РеделЯот из УсловиЯт (1 3 Рссс.ГИ:И ИЯ ОЭВОЛЯ)От СДЕЛатЬ ВЫВОД О(г(Г.КГ,)К 33(Ь 1, СОГ,",(ЕЛ ЫЙ С ОЫЧИСЛИЕЛЬ с(М 7 ЕМ НтОМ 2 ПЕГ)ЕМЕННОйСОС Г;ЛЛ )ОЩЕЙ ГИДРДГ(ЛИЕСКИХ ПОТЕРЬР(,3)13, 3 ых:)д которого соед(3 е с первьмд)(СдОРЛ Г "ССЛИЕЛЬОГО ЭЛЕРН)нтд 3 ОПрЕел(;г;и 3 3,)3( ди 1(1 ерецильного давлеН 3 Я. 3,;:рс)Г И (РЕтий схОды ЭЛЕмвнта 3г.(1(д(333( ;ы соответс.тчзе 3330 с датчками 4 иб с:)нл ; ч буроого рдсзоора о нагнета-ель 30; .,3 ни и о выход ой линии, Выходэле;: б соединен с первым входом злеР33 6 в (работки корректируощего сигна),д, нс.рой вход которого соединен соск(т):333,(Р датчиком давления Р. Выход45 элеиет;3 6 соединен с входом элемента 831 с(1)Д11 К(ЗДДаННОГО ЗНаЧЕ:ИЯ ПЛОтНОСтИ,выход котпросо соединен с первым входом:)ломе 3)а сразнения 9 плотностей, второйвход котрого соединен с датчиком плотнобг (-ти 10 бурового раствора в схеме очистки 11,е 3,(хот) элеметд 9 соединен со схемой упРГОЭСН(53 12, выход которой соединен с центрифугой ",), запдраллеленной со схемойочистс(и 11 и блоком ввода утяжелителя 14,б)5 вы од которого также соединен со схемойочистки 31,Сэосг) реализуется следующим образои, Д)353 Определеил знака дифференциального Ддвленил иэмеРЯют Р)(, Рвьх иСу(чРЛ 3) РОЕ ГИдраВЛИЧЕСКОЕ даВЛЕНИЕ СОПрО2001240 10 20 25 30 35 40 45 50 тивление, Гидравлическое сопротивление складывается из постоянной и переменной составляющих. Постоянная составляющая: гидравлическое сопротивление турбины долота и разворота буровой жидкости в скваожине на 180, Переменное гидравлическое сопротивление зависит в основном от глубины скважины и определяется по известным формулам, Эта величина от датчика 1 измерения глубины скважины и другие составляющие гидравлического сопротивления вводятся в вычислительный элемент 2, Вычислительный элемент 3 определяет знак дифференциального давления. В случае, когда Ре, - Рп - Р(Н)Реых дифференциальное давление имеет положительный знак, при Рех Рпр Ргп(Н) - Реых дифференциальное давление равно нулю либо имеет отрицательный знак. Абсолютное значение (как положительное, так и отрицательное) определяется скважинным датчиком давления 7. При этом передача информации осуществляется одним иэ известных способов: по колонне буровых труб, по жидкости или по проводам, если в качестве привода бурового инструмента применяется электрический двигатель, На элементе 6 выработки корректирующего сигнала происходит сравнение текущего значения дифФеренциального давления Рд, измеренного датчиком 7, устанавливаемого в скважине, с заданным значением дифференциального давления Рд Рд, определяется дпя каждого месторождения нефти ипи газа индивидуально, оно должно иметь отрицательный знак и незначительно (1 - 3 МПа) отличаться от нуля, Корректирующий сигнал поступает на элемент 8 выработки заданного значения плотности Рд. Реализация такого элемента не представляет трудности, т,к, дифференциальное давление и его приращение изменяется пропорционально в зависимости от гидростатического давления столба жидкости в скважине, которое, в свою очередь, пропорционально зависит от плотности бурового раствора.Заданная плотность реед сравнивается с текущим значением плотности рт на элементе сравнения 9, который вырабатывает сигнал рассогласования Лр, Этот сигнал поступает на схему управления 12 центрифугой 13, запараплелен ной со схемой очистки 11 бурового раствора, либо блоком ввода утяжелителя 14. При превышении пластового давления или газовых проявлениях) текущее значение дифференциального давления Рд в зоне бурового инструмента падает, Информация об этом от датчика дав. пения 7 подается на элемент 6 выработки корректирующего сигнала, где происходит сравнение Рд с Рдз, определение приращения дифференциального давления Рд и уточнение его знака (в случае, когда система не усела среагировать на резкое повышение пластового давления).Корректирующий сигнал с выхода элемента 6 подается на вход элел 1 ента 8 выработки заданного значения плотности, где происходит приращение заданного значе. ния плотности. С выхода элемента 8 откорректированное значение плогности поступает на элемент сравнения 9, где происходит сравнение текущего значения плотности р, измеряемой датчиком 10, с заданным р.,д и выработка сигнала рассогласования Л 7, поступающего на схему управления 12 центрифугой 13, Увеличение плотности можно обеспечить также введением в циркуляционную систему бурового раствора утяжепителя. В этом случае сигнал управления от элемента 12 подается на блок утяжелителя 14, С первол 1 случае уменьшаот обороты ротора центрифуги )3 (либо откл ючают пОлнОстью), что приводит к ул 1 еньшению количества выделяемого мелкодисперсного шлама и соответственно к повышению плотности буоового раствора.При увеличении отрицательного значения дифференциального давления процесс корректировки заданного значения плотности повторяется аналогично изложенному лишь с той разницей, что в итоге заданную плотность Реед уменьшают, а скорость центрифуги увеличивают,Таким образом, корректировка заданной плотности бурового раствора в зависимости от величины и знака дифферен циал ь ного давления в скважине позволяет повысить эффективность регулирования текущего значения плотности, что в конечном итоге предупреждает возникновение аварийных ситуаций и увеличивает скорость бурения.2001240 сти в зависимости от величины и знака дифференциального давления, причем знак дифференциального давления определяют из условиягде Р - давление бурового раствора в на гнетательной линии, МПэ;Рп - постоянная составляющая гидравлических потерь, МПа;Ргл (Н) - переменная составляющая гидравлических потерь, МПа;15 Рвых - давление бурового раствора в выходной линии, МПа,Составитель А, ЧиркТехред М.Моргентал олков ак орректо амборская аказ 31 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Па Формула изобретения спОсОБ РетулиРОВАния плОтнОсти БУРОВОГО РдстВОРд, включающий измерение текущего значения плотности бурового раствора в циркуляционной системе, сравнение этого значения с заданным и в зависимости от ог, лоан ния текущего значения плотности ог задан,ого изменения соотношения твердой и жидкой фаз в буровом растворе, птл;,чающийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования, до из.биения соотношения твердой и жидкой фаз в буровом растворе определяют дифферещиальное давление в скважине и к( р сктируют величину заданной плотнонт", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101