Способ бурения скважин Советский патент 1993 года по МПК E21B7/00 E21C1/00 

осевого вращения системы долото-буровой став с периодической подачей ее на забой, регулятор 9 согласования вынужденных знакопеременных крутильных колебаний системы с собственными свободными крутильными колебаниями этой системы, регулятор 10 усилия подачи, регулятор 11 скорости вращения, входы которых соединены #Јрез блоки 12 и 13 граничных значений с выходами экстремального регулятора 14, предназначенного подбирать значения усилия подачи и скорости вращения, блок 15 сравнения, блок 16 резонансной частоты, блок 17 суммирования, преобразователи 18 и 19 угла поворота, серводвигатели 20 и 21, анализ 22 спектра частот, экстремальный регулятор 23 датчиков нагрузок 24 и глубины скважины 25.

Способ бурения осуществляется следующим образом.

При включении двигателя 1 вращателя через редуктор 2 буровой став 3 через зажимной патрон 6 начинает вращение, которое передается долоту 7.

При взаимодействии долота 7 с разрушаемой средой на нем возникают стохастические нагрузки, которые воспринимаются датчиком 24 нагрузок и подаются на вход анализатора 22 спектра частот, построенного на двойных Т-образных фильтрах. Выходное напряжение анализатора 22 спектра подается на экстремальный регулятор 23, который с помощью серводвигателей 20 и 21 подбирает такой Т-образный фильтр анализатора спектра, при котором выходное напряжение последнего будет максимальным. С помощью потенциометрических преобразователей 18 и 19 и блока 17 суммирования на выходе последнего получаем электрический сигнал. Далее этот сигнал

сравнивается в блоке 15 с сигналом, пропорциональным резонансной частоте, полученной на выходе блока 16. Сигнал, пропорциональный рассогласованию, поступает на вход экстремального регулятора 14, который при помощи регуляторов усилия подачи 10 и скорости вращения 11 подбирает такое соотношение, что не уходит от резонансной частоты. Регулятором 8 согласовываются осевое вращение долота и

става с периодической подачей на забой таким образом, чтобы за время периода одного шага периодической подачи осуществлялось целое число периодов осевых вращений долота. Регулятором 9 согласовывают вынужденные знакопеременные крутильные колебания, подводимые к системе долото-буровой став, с собственными свободными крутильными колебаниями этой системы. При несовпадении вынужденных

собственных колебаний в конструкционном материале долота и бурового става возникает внутреннее трение, сопровождаемое гистерезисными потерями энергии и усталостными явлениями, приводящими к

сокращению сроков службы бурового оборудования. Согласование вынужденных знакопеременных крутильных колебаний со свободными собственными крутильными колебаниями долота вместе со ставом приводит к снижению внутреннего трения, гис- терезисных потерь и повышению сроков службы оборудования.

Формула изобретения Способ бурения скважин, согласно которому осуществляют осевое вращение долота и бурового става, обеспечивают периодическую подачу долота на забой с приложением к последнему и буровому ста- ву вынужденных знакопеременных крутильных колебаний, измеряют и регулируют

скорости вращения долота и бурового става, отличающийся тем, что, с целью

повышения эффективности бурения, вынужденные знакопеременные крутильные колебания долота с буровым ставом согласовывают по частоте и фазе со свободными собственными колебаниями долота с буровым ставом.

Редактор

&г.

Составитель А. Рошас Техред М.Моргентал

Корректор С. Пекарь