Способ определения механической скорости бурения

Способ определения механической скорости бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ, основанный на установке нагрузки на колонну бурильных труб, с долотом, фиксации верхнего конца колонны с ее поспе , дующим вращением с постоя нной скоростью и измерении скорости изменения нагрузки на долото во времени, величина которой пропорциональна скорости бурения, отличающийся тем, что, с хелью повышения точности, дополнительно после окончания фиксации колонны создают приращение нагрузки, измеряют вели ,чину перемещения верхнего конца колонны и повеличине отношения пере мещения к приращению нагрузки опредепяют коэффициент пропорциональности .

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Su„„ 040127 A

3(51) Е 21 В 45 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3398037/22-03 на установке нагрузки на колонну (22) 17i02.82 бурильных труб с долотом, фиксации (46) 07.09.83. Вюл. 9 33. верхнего конца колонны с ее после(72) E.È. Тарабрин и В.Г. Онищенко . дующим вращением с постоянной ско(71) Всесоюзный научно-исследова- . ростью и измерении скорости изменетельский институт по креплению сква . ния нагрузки на долото во времени, жин и буровым растворам величина которой пропорциональна (53):622.24.082(088.8) скорости бурения, о т л и ч а ю(56) 1. Авторское свидетельство СССР шийся тем, что, с 1елью повышен 848608, кл. Е 21 В 45/00, 1979. - ния точности, дополнительно после

2. Козловский Е.A. Гафиятул- . 4 окончания фиксации колонны создают лин Р.Х. Автоматизация процесса reo пРиращение нагрузки, измеряют велилогораэведочного бурения.. И.; "He - . чину перемещения верхнего конца кора", 19?7. с. 42. лонны и по- величине отнсшения перемещения к приращению нагрузки опре(54),(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИ- . деляют коэффициент пропорциональЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ, основанный ности.

1040127

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, н част-. ности к системам по исследованию про цессов бурения.

Известен способ измерения скорости бурения по скорости перемещения 5 верхнего конца колонны бурильных труб (1 1.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб определения механической ско- 10 рости бурения, основанный на установке нагрузки на колонну бурильных труб с долотом, фиксации верхнего конца колонны с ее последующим вращением с постоянной скоростью и изме- 15 рении скорости изменения нагрузки на долото во времени, величйиа которой пропорциональна скорости бу-. рения (2 1.

Механическую скорость бурения определяют по формуле

Lo

ЕF д t

ЭКВ где Ч,„ - механическая скорость бурения; первоначальная длина колоно ,ны бурильных труб;

Š— модул ь у пру гости мат ери ал а труб; эквивалентное сечение труб; 30 дР— изменение нагрузки на доло- . то за промежуток времени bt

Недостатком этого способа является низкая. точность, так как коэф"о " 35 фици е нт — L опре дел я ет ся расчет ным Р.кв путем и-при этом не учитывается тре,ние колонны бурильных труб о стенки скважины, изгиб колонны, реальная компоновка колонны, влияние термо,динамических условий (давление и температуры) на жесткость колонны.

Целью изобретения является повышение точности определения механи ческой скорости бурения. 43

Поставленная цель достигается тем, что. согласно способу определе. ния механической скорости бурения, основанному на установке нагрузки на колонну бурильных труб:с долотом, gp фиксации верхнего конца колонны с ее последующим вращением с постоянной скоростью и измерения скорости изменения нагрузки на долото во времени, величина которой пропорциональна скорости бурения, дополнительно после окончания фиксации колонны создают приращение нагрузки, измеряют величину перемещения верхнего конца колонны и по величине отношения перемещения к приращению нагруз» 60 ки определяют коэффициент пропорциональности, Алгоритм проведения измерительных операций по п редлагаемому способу следующий. Допустим, проводится 5 бурение с номинальной нагрузкой на долото Р H . Возникла необходимость определения механической скорости бурения при данной нагрузке Р>

Для этого производится фиксация верхнего конца колонны бурильных труб. Нагрузка на долото начинает падать, так как производится разбуривание забоя, а верхний конец колонны не подается. При снижении нагрузки на долото. на величину a p засекается время at, прошедшее с начала фиксации верхнего конца колонны. После этого тормоз лебедки освобождается и нагрузка на долото увеличивается на величину дРЭС,, Сразу же после этого производится измерение перемещения верхнего конца бурильной колонны bt прошедшее вследствие увеличения нагрузки на долото на величину д РЭдА. После этого восстанавливается, номинальная нагрузка на долото Р .p . .Цикл измерения закончен. Подставляем полученные значения дЬ, dt .дР, дР в формулу измерения механической скорости бурения (j.) где К = д ь дР коэффициент прбпорMA циональ ности.

Ранее этот коэффициент определял ся расчет ным пут ем

К = - —— . (2)

П. р и м е р. Определение механической скорости бурения на скважине при следующих исходных данных: глубина скважины 4647 м; обсаженный интервал 37б0 м; обсадная колонна диаметром 324 мм; диаметр долота

295 мм; плотность бурового раствора

1,95 г/смз; условная вязкость буророго раствора 50 с. давление на стояке 140 кг/см ; частота вращения ротора 84 об/мин; расход промывочной жидкости 0,0235 м /с.

Компановка бурильных труб указана в таблице.

При номинальной нагрузке на долото равной 7,8 т, пробурен интервал длиной 0,25 м эа 7,5 мин. Таким образом, механическая скорость бурения равняется (м/мин)

Uy = -t <-- 0,0333

Я 25

7,5

После этого был проделан опыт по определению величины bL u AP npu заданном д = 5 мин и bP>++= 7,8 т (увеличение нагрузки на долото на

100% ) .

Оказалось, что д Ь = 0,58 м, дР = 2 т. Тогда по формуле (2) получаем (м/мин)

0 58

V = = -„- = 0 0297

3 -.1040127

Расчет по формуле (1) дает (M/мин) 4647, 2

4 7 5 = 0,0207

2 1 10 1 0,004277

V tljil

Е 1., Г 2-, +Еаза,В 3 46+485, Я%+3674-206+Ю673-1648+У 74 4Я6+4Я92 79+4q8f+5g

Рзмв

L о =42,77 с>а =0,042 77 м2

4641

-с- — --- --- — ° 100 = 10,8 р

0 0333-0 0297

0,0333 а по йзвестному способу

Диаметр,. Длина мм участка, м

TH lI трубы

Марка стали

Толщина стенки, мм

УБТ

299

64,5

178 . 10

44,5

Труба бурильная

127

206

114

То же

1648

127

1086

-770

779

140

140

Составитель В, Булыгин

Редактор Н. Лазаренко Техред T.Ôàíòà Корректор О. Тнгор

Заказ 6848/34 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где F, -F> - площади поперечного сечения компоновки бурйль ных труб; ь! -ь - соответствующие длины

1 . участков бурильных тру б.

Относительная погрешность опре-. )5 деления механической скорости по предлагаемому способу равна (Ф) 0 0333-0 0207

h= с .ю ° 100 - =37 8.

0,0333 25

Здесь принято Е = 2,1 ° 10 кгс/cM=

2,1 ° 10 т/м ьо =,,4647; др „2,т, =5 мин;

Экономический эффект от использования предлагаемого способа определе ния механической скорости проходки создается эа счет более высокой точности измерения механической скорости бурения в силу того, что козффинциент пропорциональности в формуле для расчета скорости определяется экспериментально в конкретных условиях бурения данной скважины и наиболее точно учитывает условия бурения, а также за счет значительного сокращения затрат на информационное обеспечение, так как отпадает необходимость использования большого количества информации о компоновке бурильной колонны.