Способ определения степени износа долота в процессе бурения скважин

Способ определения степени износа долота в процессе бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Назначение: изобретение относится к способам определения износа бурового инструментз в процессе бурения скважины и позволяет повысить достоверность оценки износа долота в процессе бурения вертикальных и наклонно-направленных скважин различными способами (роторным , турбинным, бурение электробуром). Сущность изобретения: в качестве крите-. рия степени износа долота принята величина косинуса угла между векторами, соответствующими начальному и текущему времени бурения, Причем N-мерные вектора определяют из усредненных нормируем(ых спектров мощности колебаний бурильной колонны. Данный критерий износа долота не зависит от режимных параметров и способа бурения скважин, т.е. угол между векторами не зависит от их модуля. 1 ил.

СО|ОЗ СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПИ ЛИК (st>s Е 21 В 45/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4922909/03 (22) 29.03,91 (46) 23.04,93. Бюл. М 15 (71) Научно-производственный кооператив

)" ЕКВИДКО" (72) Л,M.Çàìèõoâñêèé, И.С,Кугук, А.П,Карагодин, В.С.Потопальский и В.НД>кенд>керуха (56) Авторское свидетельство СССР

К 301431, кл, Е 21 В 45/00, 1971, Авторское свидетельство СССР

И 563930, кл, Е 21 В 45/00, 1974, Авторское свидетельство СССР

N 1506094, кл. Е 21 В 45/00, 1989, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

ИЗНОСА ДОЛОТА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ

СКВАЖИН (57) Назначение: изобретение относится к способам определения износа бурового инИзобретение относится к способам определения износа бурового инструмента в процессе бурения сква>кин.

Целью изобретения является повышение достоверности оценки износа долота в процессе бурения вертикальных и наклонно-направленных скважин различными способами (роторный, турбинный, электробурение).

Сущность изобретения заключается в следую щегл, Вибрации, вызванные работой долота на забое скважины и при прочих известных условиях характеризующие его техническое состояние, распространяясь в виде упругих колебаний по бурильной колонне к устью скважины, измеряются, а затем обрабатываются е ввыыччииссллииттееллььнноом м ууссттррооййссттввее, Полученные в процессе сбработки спектры упругих колебаний бурильной колонны, „„5U„„1810515 А1 струмента в процессе бурения скважины и позволяет повысить достоверность оценки износа долота в процессе бурения вертикальных и наклонно-направленных скважин различными способами (роторным, турбинным, бурение электробуром).

Сущность изобретения; в качестве крите-. рия степени износа долота принята величина косинуса угла между векторами, соответствующими начальному и текущему времени бурения, Причем N-мерные вектора определяют из усредненных нормируемых спектров мощности колебаний бурильной колонны, Данный критерий из- носа долота не зависит от режимных параметров и способа бурения скважин, т,е. угол между векторами не зависит от их модуля, 1 ил. имеющие в машинном представлении п дискретных отсчетов, рассматриваются как Ймерные векторы, Значения спектральной плотности в каждом из этих отсчетов принимаются в качестве величин соответствующих компонентам N-мерного вектора, Спектр, полученный для нового долота принимается в качестве эталонного. По мере износа долота вычисляются текущие спектры и сравниваются с эталонным по соответствующему правилу, Определение износа долота в процессе бурения скважин с использованием предложенного способа производится следующим образом.

В начале бурения, после переработки долота к забою скважины производится запись в паглять вычислительного устройства (например, "Электроника 60", ПЭВМ ЕС

1841 и др.) 1520 реализаций виброускоре1810515 ния продольных колебаний бурильной колонны длительностью 10-15 с измеренных с помощью акселерометра установленного на ведущей трубе (квадрата) или вертлюге.

В вычислительном устройстве производится фильтрация. центрирование и интегрирование (для получения реализаций виброскорости продольных колебаний). Затем вычисляются дисперсия и спектральные плотности. Последние нормируются после чего осуществляется усреднение спектров по формуле

Х К вЂ” (— 1)+Х ! Т где Х вЂ” текущий усредненный спектр, Хь1— усредненный на предыдущем шаге спектр, Xi — текущий мгновенный спектр. Это позволяет в любой момент времени иметь усредненную спектральную плотность.

Усредненный по 15-20 реализациям спектр запоминается в качестве эталонного.

В процессе бурения скважины производят определение усредненного текущего спектра, который сравнивают с эталонным.

Сравнение заключается в вычислении косинуса угла cosp между эталонным Х и текущими Х векторами, полученными соответственно из.эталонного и текущего усредненных спектров, При этом вычисления производятся по формуле: и

Х Х =1

cos p / Я (х 1 y (хт1 где Х; и Xi — компоненты соответственно .э. т эталонного и текущего векторов.

Изменение величины cosp в процессе бурения будет характеризовать степень износа долота, а достижение значения cos р,рбудет отождествлять критическое значение величины его износа, Данный критерий не зависит от режимных параметров и способа бурения скважин, так как угол между векторами не зависит от их модуля.

Формула изобретения

Способ определения степени износа долота в процессе бурения скважин, включающий определение текущих значений

"0 энергетических спектров параметра процесса бурения, характеризующего состояние бурового инструмента, соответствующих начальному и текущему времени бурения, вычисление величины

15 критерия работоспособности породоразрушающего инструмента, задание его критической величины, сравнение текущей и заданной величин критерия работоспособности и определение предельного износа инструмента по моменту достижения величиной критерия,его критического значения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверноСти оценки степени износа долота при бурении вертикальных и наклонно-направленных скважин различными способами, в качестве параметра, характеризующего состояние бурового инструмента, принимают мощность колебаний бурильной колонны, энергетические

З0 спектры мощности колебаний бурильной колонны нормируют и усредняют, из усредненных нормируемых спектров определяют

N-мерные векторы, в качестве заданного значения критерия работоспособности принимают энергетический спектр, полученный для нового инструмента, вычисляют величину косинуса угла между векторами, соответствующими начальному и текущему времени бурения, и принимают ее за крите40 рий работоспособности породоразрушающего инструмента.

i 810515

Редактор

Заказ 1427 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 бО

Составитель Л.Замиковский

Техред М,Моргентал Корректор С,Лисина