Способ бурения скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B7/00 E21B44/00 

1

Изобретение -относится к буровой технике, применяемой для бурения взрывных скважин на открытых горных работах, и может быть использовано при бурении геологоразведочных и эксплуатационных скважин на нефть, газ и воду.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса бурения.

Для повышения скорости процесса бурения собственную частоту разрушаемой породы надо согласовать с частотами режимных параметров процесса бурения, а именно с частотой периодической подачи долота и со скоростью его вращения. Для этого частоту периодической подачи долота согласуют с собственной частотой разрушаемой породы, а частоту вращения

долота регулируют тем, чтобы за время одной подачи долота осуществлялось целое число осевых вращений долота.

На фиг.1 показано устройство для бурения скважин; на фиг.2 - блок- схема устройства управления режимами бурения.

Устройство содержит двигатель 1 вращателя, редуктор 2, буровой став 3, гидродомкраты 4 подачи, преобразователь 5 непрерывной подачи в регулярно периодическую, зажимной патрон 6, долото 7.

Устройство управления режимами бурения содержит регулятор 8 согласования осевого вращения долота с периодической подачей на забой, регулятор 9 усилия подачи, регулятор 10 скосо

рости вращения, входы которых соединены через блоки 11 и 12 граничных значений с выходами двухканального экстремального регулятора 13, предназначенного подбирать значения усилия подачи и скорости вращения, блок 14 сравнения, блок 15 резонансной частоты, блок 16 суммирования, преобразователи 17 и 18 угла поворота, серводвигатели 19 и 20, анализатор 21 спектра частот, экстремальный регулятор 22, датчики нагрузок 23 и глубины скважины 24

При включении двигателя 1 вра- щения, через редуктор 2, буровой ста 3 и зажимной патрон 6 начинаем вращение, которое передается долоту 7.

При взаимодействии долота 7 с разрушаемой средой на нем возникают стохастические нагрузки, которые воспринимаются датчиком 23 нагрузок и подаются на вход анализатора 21 спектра, построенного на двойных Т-образных фильтрах. Выходное напря- жение анализатора 21 спектра подается на экстремальный регулятор 22, который с помощью серводвигателей 19 и 20 подбирает такой Т-обраэный

фильтр анализатора спектра, при кото-30 подачей долота на забой так, чтобы

ром выходное напряжение последнего будет максимальным. С помощью потен- циометрических преобразователей 17 и 18 и блока 16 суммирования на выходе последнего получаем электрический сигнал. Далее этот сигнал сравнивается в блоке 14 с сигналом, пропорциональным резонансной частоте, полученной на выходе блока 15.

в одном периоде подачи было целое число периодов осевого вращения дол та.

35 2. Способ поп.1, отличающийся тем, что частоту периоди ческой подачи долота на забой настр ивают в резонанс с собственной част той колебаний разрушаемой среды.

Сигнал, пропорциональный рассогласованию, поступает на вход двухканального экстремального регулятора 13, который при помощи регулятора 9 усилия подачи и регулятора 10 скорости вращения подбирает такое соотношение что не уходит от резонансной частоты. Регулятором 8 согласовывают осевое вращение долота с периодической подачей на забой таким образом, чтобы за время периодической подачи осуществлялось целое число периодов осевых вращений долота.

После этого осуществляется очистка скважины от буровой мелочи и цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Способ бурения скважин, включающий осевое вращение долота, периодическую подачу долота на забой, измерение и регулирование скорости вращения долота, очистку забоя скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения, скорость вращения долота согласуют с периодической

в одном периоде подачи было целое число периодов осевого вращения долота.

2. Способ поп.1, отличающийся тем, что частоту периодической подачи долота на забой настраивают в резонанс с собственной частотой колебаний разрушаемой среды.

Изобретение относится к буровой технике, применяемой для бурения взрывных скважин на открытых горных выработках и может быть использовано при бурении геологоразведочных и эксплуатационных скважин на нефть, газ и воду. Цель изобретения - повышение эффективности процесса бурения. Для этого частоту периодической подачи долота согласуют с собственной частотой разрушаемой породы, а скорость вращения долота регулируют так, чтобы за время одной подачи долота осуществлялось целое число осевых вращений долота. После этого осуществляется очистка скважины от буровой мелочи и цикл повторяется. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Т

/т

| nnr } I плт j

LtЈ

Редактор Г.Волкова

Фиг. 2

Составитель В.Логинов Техред Л. Сердюкова

Заказ 2650/31

Тирах 450

ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор В.Гирняк

Подписное