Способ регулирования режимов бурения

СОЮЗ СОВЕТСНИХасшВЮПНепапРЕСПУБЛИК ни 8, ,б 10 ТЕНИЯ ОПИСАН ЬСТВУ эа" ость ектирование реГостехиздат,плуатации шаронии нефтяных и -2-51-78). -М.: повыш ОСУДАРСТВЕНИЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПЮТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Федоров В.С. Прожимов бурения. - М,:1958, с. 181.Инструкция по эксшечнвос долот при бурегазовых скважин (РД 39ВНИИБТ, 1978, с. 240.(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВБУРЕНИЯ(57) Изобретение относится к техникебурения глубоких скважин, Цепь - повышение эффективности бурения за счетдифференцированного использования поперечных и продольных колебаний породоразрушающего инструмента. Для этогов процессе бурения регистрируют осевую нагрузку С, частоту аращения ибурового инструмента и механическую Изобретение относится к области бу рения глубоких скважин, .в частности к вращательному бурению, где бурение осуществляется вращающимся породораэрушающим инструментом (долотом), входящим в состав бурильного инструмента наряду с утяжеленными бурильными трубами, через которые с устья скважины передается крутящий момент и буровой раствор для,очистки забоя от выбуренной породи. 2скорость бурения Ч и определяютмвисимость Ч и определяют зависим Ч от параметров режима бурения С и ми при фиксированном значении одного иэ них. По результатам бурения соседних скважин задают максимальное значение рейсовой скорости Ч макс,а в ходе бурения измеряют время бурения и текущее значение рейсовой скорости Ч . Вьделяют начало зоны резкого уверличения Ч , а параметры С и и, соот ветствующие этой зоне, задают в качестве оптимальных. В конце бурения при ЧрЧ р м вьщеляют зону резкого увеличения Ч и выбирают соответствующие ей параметры С и и, при которых достигается равенство текущего и заданного значений рейсовой скорости. Таким образом уПравление рейсовой скоростью и стоимостью метра проходки в каждом конкретном долблении происходит независ.мо от условий бурения в соответствии с поставленной задачей. 6 ил. Целью изобретения является ение эффективности бурения за счет дифференцированного использования поперечных и продольных колебаний по-, родоразрушающего инструмента.На фиг. 1 представлена зависимость механической скорости бурения от частоты вращения долота, снятой в стендовых условиях при бурении непроницаемой породы в контакте с технической водой с гидростатическим давлением20 МПа; на фиг. 2 " зависимости механической скорости Ч от нагрузки на долото, снятой при бурении скважины в интервале 1465-1490 м(а) и 1600- 1610 м(б) при частоте вращения долота5 50 об/мин; на фиг. 3 - 5 - варианты зависимостей механической скорости от нагрузки на долото и частоты его вращения как функции двух переменных С и и в виде поверхности сложной формы Ч(С,п) с перегибами, обусловленными поперечными и продольными низкочастотными колебаниями долота; на фиг. 6 - проекция поверхности сложной 15 формы и пересекающаяся с ней плоскость ЕР, которой принадлежат зоны локального максимума скорости перед первым и вторым перегибами.Зависимости, представленные на фиг. 1 и 2, свидетельствуют о сложном характере влияния нагрузки на долото и частотыего вращения на механическую скорость, что требует оценки их совместного влияния. В диапазоне частот, 25 применяемых в роторном бурении, в пределах 200 об/мин отмечается достаточно стабильная зависимость Ч(п). Эта зависимость показана кривой АВ (фиг. 3) в виде проекции на плоскость 30 С. Аналогичные зависимости (фиг. 4 и 5) -в виде кривых А,В, и АВна плоскостях С и С. На поверхйости слоиной формы Ч (С, и):выделена область резкого возрастания механической скорости бурения 0 (фиг. 3) с ее проекцией 0на плоскость Сп, используемая в конце долбления для регулирова.ния текущего значения рейсовой ско" рости. На поверхности сложной формы Ч (С,п) может быть выделена зона локального максимума механической скорости О, непосредственно перед вторым перегибом от начала координат и его проекция Рна плоскость Сп, ко торая определяет область рекомендуемых оптимальных С и и (фиг. 4). Область локального максимума скорости 0перед первым от начала координат перегибом поверхности сложной формы, представляющей Ч как функцию от С и и, и его проекцию 0 на плоскость Сп (фиг. 5). Проекция линии пересечения поверхности сложной формы с плос" костью, проходящей через области локального максимума на фиг. 4 и 5 на плоскости Ч(С) в виде точки Е, указывает на границу по исключению преимущественно продольных колебаний. Предлагаемый способ реализуется следующим образом.В начале долбления в процессе бурения после приработки долота к забою на минимальном отрезке проходки, обеспечивающем стабильность:нараметров, производят замеры изменения механической скорости при изменении, например, нагрузки на долото при постоянной частоте его вращения. Такая операция производится для всего диапазона применяемых частот11 о результатам строится функциональная зависимость от двух основных переменных в виде поверхности в координатах Ч (С,п). На этой поверхности выделяют зону непосредственно перед первым резким увеличением механической скорости бурения, принимая параметры режимов бурения,соответствующие этой зоне, в качестве оптимальных.В ходе бурения поддерживаются параметры режима, обеспечивающие положение выделенной зоны на поверхности сложной формыЧ Ь,п), По результатам бурения соседних скважин или по предыдущему долблению на рассматриваемой скважине определяют максимальную рейсовую скорость Ч рдля разбуриваемого интервала, В ходе бурения определяют время с начала долбления и текущее значение рейсовой скорости. В конце бурения, которое определяется по времени бурения на соседней скважине, времени бурения на соседней скважине, или по предыдущему долблению, текущее значение рейсовой скорости Ч р сравнивается с заданным ее максимальным значением Ч и, если Ч р Ч на зависимости Ч (С, и) выделяют зону резкого увеличения механической скорости с переходом на режим, соответствукщую этой зоне, что обеспечивает равенство текущей рейсовой скорости и заданным ее максимальным значениям.В общем случае способ регулирования режимов бурения используют в зависимости от поставленной перед бурением задачи, выбирая при этом область на Ч (С,п), и по проекции на плоскость Сп определяют конкретные величины нагрузки на долото и частоты вращения. Для максимальной сохранности долота от продольных и поперечных колебаний используют область 0 (фиг. 5) и параметры С,п, принадлежащие проекции этой области Р.Для максимальной сохранности долота1590546 а 2 илов Ревска актор Н, Бобкова оррект оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Составитель Техред М;Ди Заказ 2616 Тираж 473 ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СРаущская наб., д. 4/5