Способ регулирования процесса бурения и устройство для его осуществления

.ЯО 1143832,.УП Е 21 В 45/О В.Г.Бели в и институщикова Иванов Е.Г, ирующее злектопределенияо износу воору йство", 1972,2, Авторское св телф 616396 кл. Е 21 45/(прототип).3. Самсоненко В.И Романова Л.А. Влияние параметров режима бурения на показатель изменения во времени детерминированной основы текущей механической скорости проходки. Реф. научи. тех. сб. ВИИИОЭНГ, сер. "Автоматизация и телемеханизация яной промышленности"1979, Р 4 с. 20-23.4. Беликов В.Г., Самсоненко В,И., Наганетьян Л.В,Применение метода планирования экспериментов для оптимизации режимов бурения. Реф. научи. тех. сб. ВНИИОЭНГ сер. "Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности, 1978, У 2, с. 13-15. иде ВжеПРОЦЕССА БУГО ОСУЩЕСТ я процесса новок паДАРСТИЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБЩТЕНИИ И ОтНЕЦтИ.Иилованов В.П. Анализронное устройство длямомента смены долота ижения - "Нефтяное хозяУ 6,4)СПОСОБ РЕГУЛИРОВАН НИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЛЕНИЯ.7) 1,Способ регулиров рения путем задания раметров бурения, измерения механической скорости проходки и времени бурения, поддержания заданного значения нагрузки на долото и частоты его вращения до момента подъема долотао т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения момента подъема долота, задают интервалы времени усреднения и определяют усредненное значение скорости проходки к концу каждого интервала времени усреднения и при снижении усредненной скорости ниже заданного оптималь ного значения уставки увеличивают уставку нагрузки на долото на задан р ную величину и корректируют уставку времени подъема долота.2. Устройство для регулирования процесса бурения, содержащее после" Сю довательно соединенные блоки измере ния текущей механической скорости проходки, блок преобразований и выФаай 1 числительный блок с блоком отображе ния информации, задатчики уставки 3скорости проходки, продолжительности работ, не входящих в бурение, и от- фф ношения стоимости долота к стоимости часа работы буровой установки и Сф исполнительный механизм, о т л и - Ю ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб но задатчиком нагрузки на долото и задатчиком интервала времени усредне. ния, при этомвыходы задатчиков нагрузки и интервала времени соедине- юф ны с входом вычислительного блока, выход которого подключен к блоку отображения информации, а выход бло" ка сравнения подключен к исполнительному механизму.ЧрСч Ч,1143Изобретение относится к автомати" зации процесса бурения скважин и может быть использовано для прогнозирования оптимальных значений показателей работы долот в .процессе механического бурения.Известен способ управления процессом"бурения и устройство для его осуществления, по которому измеряют текущие значения скорости проходки 91 1 О определяют текущие значениярейсовой скорости проходки Ч,для чего перед началом механического бурения бурильщики задают время спуско-подьемных и вспомогательных операций 6 15 контролируют текущее время бурения, задают требуемую (допускаемую для данного типа долота) величину коэффициента С, и при выполнении соотношения 20 устанавливают момент подъема долота.Наиболее близким к предлагаемому 25 является способ регулирования процесса бурения путем задания уатавок параметров бурения, измерения механической скорости проходки и времени бурения, поддержания заданного значе-ЗО ния нагрузки на долото и частоты его вращения до момента подъема долота. Известное техническое решение позволяет получить точечный прогноз оп". З 5 тимального времени бурения в течение рейса долота и, тем самым, дать команду на подъем долота,Недостатком способа является низкая точность принимаемого управлен 40 ческого решения, так как в основу способа положены не вероятностно- статистические методы определения оптимального времени бурения в течение45 рейса долота. Известно устройство для. регулирования процесса бурения, содержащее последовательно соединенные блоки измерения текушей механической скорости проходки, блок преобразоваий и вычислительный блок с блоком отображения информации, задатчики уставки скорости проходки, нагрузки, продолжительности работ, не входящими 5 в бурение, и отношения стоимости долота к стоимости часа работы буровой установки и исполнительный механизм. 8323Однако известное устройство имеет низкую точность определения момента подъема долота.Процесс же механического бурения является по своей природе вероятностным процессом, а текущая скорость проходки имеет высокую вариабельность.В этой связи прогноз оптимальных показателей работы долота оптимальной проходки на долото, оптимального времени бурения) в течение механического бурения должен быть интервальным.Целью изобретения является повышение точности определения момента подъема долота.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования процесса бурения путем задания уставок параметров бурения, измерения механической скорости проходки и времени бурения, поддержания заданного значения нагрузки на долото и частоты его вращения до момента подъема долота, задают интервалы времени усреднения и определяют усредненное значение скорости проходки к концу каждого интервала времени усреднения и при снижении усредненной скорости ниже заданного оптимального значения уставки увеличивают уставку нагрузки на долото на заданную величину и корректируют уставку времени подъема долота.Исходными данными для решения задачи управления процессом механического бурения являются: продолжительность работ, не входящих в механическое бурение, отношение стоимости долота к стоимости часа работы буровой установки, минимальное прогнозное значение скорости проходки,оптимальная нагрузка на долото и время начала обработки информации о характере изменения текущей механической скорости проходки.Устройство для регулирования процесса бурения, содержащее последовательно соединенные блоки измерения текущей механической скорости .проходки, блок преобразований и вычислительный блок с блоком отображения информации, задатчики уставки скорости проходки, продолжительности работ, не входящих в бурение, и отношения стоимости долота к стоимости часа работы буровой установки и исполнительный механизм, снабжено задатчиком нагру3832 4.проходки, задатчиком 4 - оптимальнуюнагрузку на долото и задатчиком 5интервал времени усреднения. Сигналы от задатчиков 1-5 поступают на входывычислительного блока 8.Блок 6 измерения текущей скорости проходки Формирует сигналы значений текущей скорости бурения дискретно (через фиксированные интервалыпроходки), данные сигналы поступаютна вход блока 7, преобразуются там в форму, удобную для непосредственного ввода в вычислительный блок 8,выхода блока 7 сигналы поступают навход вычислительного блока 8,по окончании первой части прогнозного времени бурения вычислительный блок 8обрабатывает информацию о характереизменения текущей скорости проходкипо специальной программе, в основукоторой положены уравнение и статистический метод наименьших квадратов.Ч: Ч е р - В)3 114 зки на долото и задатчиком интервала времени усреднения, при этом выходы задатчиков нагрузки и интервала вре Гени соединены с входом вычислителЪф" ного блока, выход которого подключен к блоку отображения информации, а выход блока сравнения подключен к исполнительному механизму.На чертеже представлена схема устройства. 10Устройство содержит задатчик 1 продолжительности работ, не входящих в механическое бурение, задатчик 2 отношения стоимости долота к стоимости часа работы буровой установки, задатчик 3 минимального прогнозного значения уставки скорости проходки, задатчик 4 загрузки на долото, задатчик 5 интервала времени усреднения:блок 6 измерения текущей скорости проходки, блок 7 преобразования текущей скорости проходки в форму, удобную для непосредственного ввода в вычислительный блок, вычислительный блок 8, блок 9 сравнения, блок 10 25 отображения информации и исполнительный механизм 11.Выходы задатчика 1 продолжительности работ, не входящих в механическое бурение, задатчика 2 отношения стоимости долота и стоимости часа работы буровой установки, задатчик 3 минимального прогнозного значения скорости проходки, задатчика 4 нагрузки на долото и задатчика 5 интервала времени усреднения подключв 35 ны к входам вычислительного блока 8, выход блока б измерения текущей скорости проходки подключен на вход блока преобразования для непосредствен 40 ного ввода в вычислительный блок 7, выход блока 7 подключен на вход вычислительного блока 8 с последовательно соединенными блоком 9 сравнения и блоком 10 отображения информа 45 ции, в свою очередь, выход блока 9 сравнения связан с входом исполнительного механизма 11.Устройство работает следующим образом.50Перед началом механического буре- ния оператор задатчиком 1 устанавливает продолжительность работ, не входящих в механическое бурение, задатчиком 2 - отношение стоимости доло та к стоимости часа работы буровой ,установки, задатчиком 3 - минимальное прогнозное значение скорости где Ч - оценка текущей скоростипроходки, м/ч;- оценка начальной скоростипроходки, м/ч;6 - оценка показателя изменениядетерминированной основы текущей скорости проходки, 1/ч,и получает численное значение фактической скорости проходки за первую часть интервала времени буренияЧ,Сигнал с выхода вычислительногоблока 8 поступает на вход блока 9сравнения, блок 9 сравнения произ-водит сравнение Ч с минимальным1прогнозным значением скорости проходкиЧ, , если.Ч l , сигнал с выФ 1 Ь 1 ЫЬхода блока сравнения У подается навход блока 10 отображения информации,если Ч Ч блок 9 сравнения Формирует уйравленческий сигнал, который подается одновременно на входыисполнительного механизма 11 и блока 10 отображения информации. Исполнительный механизм 11 автоматически увеличивает нагрузку на долотона одну ступень (нанример, на 2 тс)и выдерживает ее неизменной в т.чение второй части прогнозного времени бурения. При этом дискретное формирование сигналов в блоке 6, преобразование их в блоке 7 и поступление на вход блока 8 не прерывается,по окончании второй части прогнозно-) в-Втствеимальения 4но опеного време" 1 оптималь гдемт и соотве ки опт ни бур Вго времени бурения вычислительный блок 8 обрабатывает информацию о ха.рактере рзменения текущей скорости проходки по той же программе, что и ранее, получаем численное значение 5 .фактической скорости проходки эа две части прогнозного времени буре- ния УСигйал с выхода вычислительйогоблока 8 поступает на вход блока 9 10 сравнения, блок 9 сравнения производит сравнение Ч с Ч, в если Ч, т3 ойо в)М . , сигнал с выхода блока 9 сравнения подается на вход блока 10 отображения инфориациив если же Ч5 ф , блок 9 сравнения формирует управленческий сигнал, который подается одновременно на входы исполнитель- . ного механизма 11 и блока 10 отобра- жения иифор 4 ации, исполнительный ие хаиизм 11 автоматически увеличивает нагрузку иа долото на одну ступеньвыдерживает ее неизменной до конца механического бурения, при этом дискретное Формирование сигналов в блоке 6, преобразование их в блоке 7 и поступление на вход блока 8 не прерывается. При этом вычислительйый блрк 8 определяет оценки оптимального времени бурения и оптималь- З 0 ной проходки иа долото по формулам бной проходки на долото;Ч и 9 - соответственно оценкиначальной скорости про;ходки и показателя сиижения детерминированной основы текущей скорости проходки за дваинтервала времени бурения, а оптимальное время бурения и оптимальную проходку на долотопо формуламлопт оят -"и: лОпт опт Е где С - точность прогнозирования 1 о ти Ь т при принятой надежности мт(вероятности). Сигнал с выхода вычислиельного блока 8 подается.на вход блока. 10 отображения информации, по окончании механического бурения вычислительный блок 8 опре" деляет фактическое значение рейсовой стоимости метра проходки и формирует сигнал, сигнал с выхода вычислительного блока 8 поступает на вход блока 10 отображения информации.Способ регулирования процесса бу- рения и устройство для его осуществления обеспечивает повьпнение точности и надежности прогнозирования оптимального времени бурения и онтимальной проходки на долото, что в конечном результате ноэволяет повысить на 30-35 Ж проходку на долото, сократить сроки строительства скважин на 20-253.и снизить стоимость буровых работ на 15-20 .1143832 Составитель В.БулыгиА.Шандор Техред С.йовжий едак Иаксимипн 4 нец Коррек 867/2ВНИИПИ Зак Тираж 540Государственного комитета СССРам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д пис но 130 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна