Способ регулирования режимом бурения

тельский институт буровой техник явитель ЕЖИМОМ . БУР(54) СПОСОБ УЕГУЛИРО Изобретение относится к бурению скважин, а точнее - к способам регулирования режимом бурения.Известны способы регулирования режимом бурения, заключающиеся в измерении параметров режима бурения: статической нагрузки, скорости вращения долота, расхода промывочной жидкости и установлении тех значений параметров, которые обеспечивают максимальную механическую скорость проходки 1 1.Однако указанные способы не учитывают влияния колебаний долота на показатели его работы. Известно, что долото, работая на забое, генерирует упругие продольные колебания, энергия которых обуславливает динамическую нагрузку на долото, При этом энергия колебаний частично уходит в бурильную колонну и расходуется в ней в виде потерь, а частично передается горной породе. Энергия, переданная горной породе, определяет работу, затраченную на динамическое разрушение забоя, которое более эффективно; чем разрушение под действием статической нагрузки. Количество энергии колебаний, генерируемых долотом, зависит от геологических, технических и технологических факторов. При бурении в.,однородной породе с неизменной совокупностью технических средств (долото, вид привода долота, бурильная колон". на и т.д.) количество энергии зависит только от параметров режима бурения. На этом основаны способы регулирования режимом бурения, заключающиеся в измерении энергетических харак" теристик колебаний долота и установлении режимных параметров, соответствуняцих определенным значениям этих характеристик.Наиболее близок к предлагаемому способ, согласно которому в ходе од", ного долбления нри различных режимах бурения определяется .энергия упругих колебаний долота, непроизводи863842 11 1 Номер под- интервала Статическая нагрузка, т 10 12 14 16 18 20 Скорость вращения долота,об/мин 820 81.0 780 740 690 610 Расход промывочной жидкости, л/с 30 30 3030 30 30 тельно расходуемая в бурильной колонне, и устанавливается режим бурения(совокупность режимных параметров),соответствующий минимуму указаннойэнергии. При осуществлении укаэанногоспособа бурение ведется при минимальных абсолютных потерях колебательнойэнергии (2 ,Однако количество колебательнойэнергии долота, передаваемое породе,которое определяет работу, затрачен-ную на динамическое разрушения забоя,не учитывается. В результате бурениеможет осуществляться в режиме, который характеризуется относительно небольшим количеством колебательнойэнергии долота, передаваемым породе,которое недостаточно для эффективногоразрушения забоя.Цель изобретения . - устранение указанного недостатка и повышение эффективности бурения. Цель достигается тем, что в ходе долбления при различных режимах бурения одновременно с определением энергии упругих колебаний долота, непроизводительно расходуемой в бурильной колонне, определяют энергию упругих колебаний, распространяющихся от долота в толще горных пород, определяют отношение энергии, распространяющейся в породе, к энергии, непроизводительно расходуемой в бурильной колонне, или разность указанных энергий и устанавливают параметры режима бурения: скорость вращения долота, ста 35 тическую нагрузку, расход промывочной жидкости, соответствующие максимуму При бурении на каждом из подинтер 3 Малов упругие колебания, генерируемые долотом 3 на забое 4, распространяются по двум каналам: по бурильной 4отношения этих энергий или их разности.На чертеже приведена одна из возможных схем осуществления предлагаемого способа.На вертлюге 1, соединенном с бурильной колонной 2, которая нижним концом с долотом 3 опирается о забой 4, установлены сейсмоприемники диФ намического типа 5, например СВАналогичные приемники 6 установлены на поверхности земли, на некотором расстоянии от буровой 7. Приемники 5 и 6 экранированным приводом 8 связаны с сейсмостанцией 9, например типа "Поиск", оборудованной стандартной аппаратурой, в том числе магнитным носителем 10 и квадраторомВ процессе осуществления способа интервал выбора, в котором производится выбор режима бурения, разбивается на подинтервалы по числу исследуемых режимов, Например, для турбинного бурения на площадях. Татарии характерна разбивка интервала (5-6 м) на 5-6 подинтервалов с различной величиной статической нагрузки в каждом подинтервале (расход промывочной жидкости поддерживается постоянным, скорость. вращения долота определяется величиной статической нагрузки). Нагрузка изменяется через 1 м бурения с шагом в 2 т в диапазоне 18-20 т,В табл, 1 представлены примеры типичных сочетаний рвкимных параметров для условий бурения в В, Фалинском горизонте Северо-Альметьевской площади.Т а б л и ц а 1 55 колонне 2, а также по горной породе,и воспринимаются соответственно сейсмоприемниками 5 и 6. Колебания, принятые сейсмоприемниками 5 и 6, регистНомер подинтервала 3 4 5 6 1 2 Общая энергияколебаний долота 11 12 13 13 8 3 Энергия, пере- .данная породе 7 1 О 4 1 Энергия, переданная бурильнойколонне 4 7 Отношение энергии, переданной породе, к энергии, переданной бурильной колон- не 175 07 16 33 1 О 05 Разность энергий,переданных породе в бурильнойколонне 3 -2 3 7 0 -1 формула изобретения 50 5рируются с помощью сейсмостанции 9 на магнитный носитель 10 синхронно в один и тот же момент времени. Для каждого подинтервала с помощью квадратора 11 определяются энергии, зарегистрированные сейсмостанцией 9 по обоим каналам, и определяется отношении энергии колебаний, приняМаксимум отношения. энергии, передаваемой породе к энергии, ушедшей в бурильную колонну, получен при бурении четвертого подинтервала. Аналогичный результат получается и при сопоставлении подинтервалов по раз" ности указанных энергий.Дальнейшее бурение осуществляется при сочетании режимных параметров, соответствующих четвертому подинтервалу (табл. 1). Бурение на выбранном режиме ведется на всем протяжении интервала, характеризующегося ностоянством геологических и технических условий.Так как выбор режима осуществляется с учетом максимального превышения величины колебательной энергии, передаваемой породе, по отношению к потерям колебательной энергии (а не по абсолютному значению потерь, как в известном способе), то преимуществом 863842 6тых сейсмоприемниками 6, к энергииколебаний, принятых сейсмоприемниками 5В табл. 2 в качестве примера приведены количественные значения энергии колебаний долота в условных единицах, соответствующие различныхрежимам бурения.,Таблица 2 предлагаемого способа является стабильная передача большей части коле бательной энергии породе для ее разрушения, что обеспечивает повышениеэФФективности бурения. Указанное пре"имущество изобретения особенно важно .при бурении иа больших глубинах, гдеэФФект от его применения по техни-,ческим показателям составит,доЗОБ. Способ регулирования режимом бурения, заключающийся в измерении энергии упругих колебаний, раснрострайяющихся по бурильной колонне и определении оптимальных энергий упругих колебаний долота, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения точ-: ности регулирования за счет предотврдГ7 863842 8щения непроизводительных затрат мощ- баний, распространяющихся по бурильности забойного двигателя, дополни- ной колонне.тельно измеряют энергию упругих ко- .Источники информации,лебаний, распространяющихся от доло- принятые во внимание при экспертизета в.толще горных пород, а оптималь-1. Федоров В.С. Проектирование реную энергию упругих колебаний долота мимов бурения. М., Гостоптехиздат,определяют по экстремальному соотно.шению энергий упругих колебаний, рас- , 2. Авторское свидетельство СССРпространякщихся от долота втолще по заявке В 2448493, кл. Е 21 В 44/00,горных пород, и энергии упругих коле (прототип),