Способ регулирования режима продувки скважины в процессе бурения

Способ регулирования режима продувки скважины в процессе бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: измеряют текущее значение механической скорости бурения определяют текущее значение глубины скважины и фактический расход воздуха на выходе из устья скважины. Сравнивает pat1 ход воздуха с его эталонным значением, необходимым для полного выкоса шлама из идеальной скважины, не имеющей утечек воздуха через ее стенки и забой. При превышении органического расхода воздуха над эталонным подачу продувочного агента уменьшают, а при превышении эталонного расхода воздуха над фактическим подачу продувочного агента увеличивают. 1 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s Е 21 В 21/08, 21/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820798/03 (22) 30.Ю3.90 (46) 07.07.92. Бюл. N 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела и металлургии цветных металлов Гипроцветмет" (72) М.. А. Гладких, В. М. Гайхман, Ю. Л.

Гриценко, В. С. Герасимов и Е. О. Сухарев (53) 622.243.13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N947405,,кл. Е 21 В 45/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР.

N. 1157213, кл. Е 21 В 44/00. 1984. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА

ПРОДУВКИ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к способам регулирования процесса бурения с удалением бурового шлама иэ скважин газообразным продувочным агентом.

Известен способ регулирования процесса вращательного бурения основанный на контроле мощности. затраченной на бу.рение, и изменении осевой нагрузки, В данном способе измеряют механическую скорость бурения, определяют полезную мощность, затраченную.на собственно бу.рение, задают положительную величину разности между произведением механической скорости бурения на частную производную полезной мощности по механической скорости и полезной мощностью и поддерживают путем изменения осевой нагрузки эту разность постоянной, причем в случае невозможности соблюдения этого равенства между укаэанными ве„„SU „„1745866A1 (57) Сущность изобретения: измеряют текущее значение механической скорости бурения определяют текущее значение глубины .;. скважины и фактический расход воздуха на выходе из устья скважины. СравнивЫТ ра&" ход.воздуха с его эталонным значением, необходимым для полного выноса шлама из идеальной скважины, не имеющей утечек воздуха через ее стенки и забой. При превышении органического расхода воздуха над эталонным подачу продувочного агента уменьшают, а при превышении эталонного расхода воздуха над фактическим подачу продувочного агента увеличивают. 1 ил. личинами осевую нагрузку увеличивают до достижения максимально возможной меха° ювао нической скорости бурения.. 4

Недостатком этого способа является от- Фь сутствие регулирования основного энерго- Ql потребителя буровой установки — QQ устройства для прцщвкискюкины с цюью мин вмза- О ции энергозатрат на удаление из забоя бу- . О рового шлама..

Известен также способ, при котором в зависимости от скорости бурения по сигналу с датчика с помощью блока, воздействующего на насосную и. ко мпрессорную .установки, регулируется воздушно-водяная смесь так, что с уменьшением крепости породы и, следовательно, с увеличейием количества выбуриваемой мелочи расход воды и воздуха увеличивается, и наоборот.

Недостатком этого способы является невозможность полного выноса бурового

1745866

20 да воздуха над эталонным значением расхода воздуха, подачу продувочного аген- 25 та уменьшают. а при превышении эталонноняющая реализацию способа, 30

Механизм 1 подачи продувочного агента, например компрессорная установка, с нал 4 и буровой инструмент 5 в забой,. 35

45

55 шлама из скважины при минимальных затратах энергии.

Цель изобретения — снижение энергоемкости бурения путем оптимизации расхода продувочного агента при различных условиях бурения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования режима продувки скважины в процессе бурения, включающему измерение текущего значения механической скорости бурения и регулирование подачи продувочного агента в виде водовоздушной смеси, определяют текущее значение глубины скважины и фактический расход воздуха на выходе из устья скважины при фиксированных значениях расхода воды, сравнивают расход воздуха с эталонным значением расхода воздуха, необходимого для полного выноса шлама из идеальной скважины, не имеющей утечек воздуха через ее стенки и забой при тех >ке значениях глубины скважины и расхода воды и, при превышении фактического расхого расхода воздуха над фактическим подачу продувочного агента увеличивают.

На. чертеже представлена схема, поясрегулируемым приводом 2 нагнетает продувочный агент в буровую штангу З.через каоткуда продувочный агент совместно с захваченным буровым шламом поступает в затрубное пространство 6 и.выносится через устье скважины на дневную поверхность, где с помощью блока 7 измеряется текущее значение механической скорости бурения.

Выходной сигнал с блока 7 подается на интегратор 8, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный текущему значению глубины скважины. Выходной сигнал с блока 8 подается на функциональный преобразователь 9, на вход которого подается также сигнал с блока 10, измеряющего зна.чение расхода воды, подаваемой совместно с продувочным агентом в забой для пылеподавления, В функциональном преобразователе 9 хранйтся банк характеристик расхода продувочного агента, необходимого для продувки идеальной скважины в зависимости от глубины скважины и расхода воды, для пылеотделения. B функциональном преобразователе 9 входные сигналы преобразуются по характеристике в выходной сигнал, пропорциональный расходу продувочного агента, необходимого для продувки

15 идеальной скважины. Выходной сигнал с функционального преобразователя 9 поступает на сумматор 11, на вход которого через инвертор 13 подается сигнал с блока 12., измеряющего фактический расход воздуха, проходящего через устье скважины, Выходной сигнал с сумматора 11 подается на блок

14 с логической функцией "не меньше нуля".

В случае снятия с выхода блока 14 сигнала "1" (Да), что означает недостаточность подачи продувочного агента для полного выноса шлама, командное устройство 15 настраивает регулируемый привод на увеличение подачи продувочного агента. В случае снятия с выхода блока 14 сигнала "0" (Нет), что означает избыток продувочного агента, командное устройство 15 настраивает регулируемый привод 1 на уменьшение подачи продувочного агента. Банк характеристик, закладываемый в функциональный преобразователь.9, формируется для различных. горных пород с определенным шагом для всего диапазона изменения глубины скважины и количества воды, подаваемой в забой для пылеподавления.

Предлагаемый способ регулирования режима продувки скважины позволяет обеспечить самонастройку подачи продувочного агента на уровне, минимально необходимом для полного удаления бурового шлама из скважины, что обеспечивает минимизацию удельных энергозатрат при нормальном режиме продувки скважины, Формула изобретения

Способ регулирования режима продувки скважины в процессе бурения, включающий измерение текущего значения механической скорости бурения и регулирование подачи продувочного агента в виде водовоздушной смеси, отличающийся тем, что. с целью снижения энергоемкости бурения путем оптимизации расхода продувочного агента при различных условиях бурения, определяют текущее значение глубины скважины и фактический расход воздуха на выходе из устья скважины при фиксированных значениях расхода воды, сравнивают расход воздуха с эталонным значением расхода воздуха, необходимого для полного выноса шлама из, идеальной. скважины, не имеющей утечек воздуха через ее стенки и забой при тех же значениях глубины скважины и расхода воды и, при превышении. фактического расхода воздуха над эталонным значением расхода воздуха. подачу продувочного агента уменьшают, а при повышении эталонного расхода воздуха над фактическим подачу продчвочног6 агента увеличивают.

1745866

Составитель О.Бергштейн

Редактор С.Патрушева Техред M.Moðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 18| 0 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101