Способ определения механической скорости бурения Советский патент 1983 года по МПК E21B45/00 

ю 1 Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в част ности к системам по исследованию п цессов бурения. Известен способ измерения скоро ти бурения по скорости перемещения верхнего конца колонны бурильных труб IJ. . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является сп соб определения механической окорости бурения, основанный на установке нагрузки на колонну бурильных труб с долотом, фиксации верхнего конца колонны с ее последующим вращением с постоянной скоростью и изм рении скорости изменения нагрузки На долото во времени, величкГна которой пропорциональна скорости бу-. рения 2 J. Механическую скорость бурения определяют по формуле где V - механическая скорость бурения;первоначапьная длина калр .ны бурильных труб; модуль упругости материала труб; эквивалентное сечение труб изменение нагрузки на доло то за промежуток времени 4 Недостатком этого способа являет ся низкая, точность, так как коэффидиент рюпрёделяется расчетным I. itr. 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 механической скорости бурения. . Поставленная цель достигается то, что. согласно способу определения механической скорости бурения, основанному на установке нагрузки на колонну бурильных труб с долотом фиксации верхнего конца колонны с ее последующим вращением с постоянной скоростью и измерения скорости изменения нагрузки на долото во вре мени , величина которой пропорциональна скорости бурения, дополнител но после окончания фиксации колонны создают приращение нагрузки, измеря ют величину перемещения верхнего конца колонны и по величине отношения перемещения к приращению нагруз ки определяют коэффициент пропорцио нальности t Алгоритм проведения измерительных операций по предлагаемому спосо бу следующий. Допустим проводится бурение с номинальной нагрузкой на долото Р.н Возникла необходимость определения механической скорости бурения при данной нагруз.ке Рд „. 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 лр засекается время /it, прешедшее с начала фиксации верхнего конца колонны. После этоготормоз лебедки освобождается и нагрузка на долото увеличивается на величину л РЗОД. Сразу же после этого производится измерение перемещения верхнего конца бурильной колонны flt, прошедшее вследствие увеличения нагрузки на долото на величину и РЭОА- После этого восстанавливается номинальная нагрузка на долото Рд.н . Цикл измерения законче з. Подставляем полученные значения .AL,4t ЛР, формулу измерения механической скорости бурения VM к р- - коэффициент прбпоргде К А циональности. Ранее этот коэффициент определялся расчетным путем П- р и мер. Определение механической скорости бурения на скважине при следующих, исходных данных: глубина скважины 4647 м; обсаженный интервал 3760 м; обсадная колонна диаметром 324 мм; диаметр долота 295 мм плотность бурового раствора 1,95 условная вязкость буророго раствора 50 cj давление на стояке 140 кг/cM f частота вращения ротора 84 об/минf расход промывочной жидкости 0,0235 мус. Компоновка бурильных труб указана в таблице. При номинальной нагрузке на долото равной 7,8 т, пробурен интервал длиной 0,25 м за 7,5 мин. Таким образом, механическая скорость бурения равняется (м/мин) ,йх2| 0,0333 После этого был проделан опыт по определению величины дь и др при заданном /it 5 мин и 7,8 т (увеличение нагрузки на долото на 100%). Оказалось, что 4L 0,58 м, ДР 2 т. Тогда по формуле (2) получаем (м/мин) м 7f|-l 0,0297

3 V1040127

Расчет по формуле (1) дает (м/мин)

4647. 2

0,0207

§ .

42,77с/и2-о,04277м2 ,

где F.-,-Fg - площади поперечного cteчения компоновки бурильных труб; Li-Lg соответствующие длины

-участков бурильных труб. Относительная погрешность определения механической скорости по предлагаемому способу равна {%

- 57Йii --- -.

а по известному способу

°- Щ:Шг-- °

Здесь принято Б 2,1 10 К1с/см

2,1 . 10 т/м2; LO 7- ,464X1 ЛР .2,т, ЛЪ 5 МИН}

Экономический эффект от использования предлагаемого способа определе ния механический скорости проходки создается за счет более высокой точности измерения механической скорости бурения в силу того, что коэффиициент пропорциональности в формуле для расчета скорости определяется экспериментально в конкретных условиях бурения данной скважины и наи более точно учитывает условия бурения, а также за счет значительного сокращения затрат на информационное обеспечение, так как отпадает необходимость использования большого

37,:: 25 количества информации о компоновке

бурильной колон №1. еУ 333,-f(,i3-10 36,74 ,673-1649+3t 74-108 4 lfl2f779- 4q8 451 .(-- ---.,

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 по- величине отношения пере мещения к приращению нагрузки опредепяют коэффициент пропорциональности.