Спосіб оптимізації процесу експлуатації бурового та ремонтного інструменту

Реферат: Спосіб оптимізації процесу експлуатації бурового та ремонтного інструменту включає визначення гірничотехнічних і гірничо-геологічних умов експлуатації інструменту, експлуатацію, тривалість якої знаходиться в прямій залежності від умов експлуатації, здійснення підйому на поверхню та оцінку технічного стану робочих елементів інструменту, проведення ремонтних робіт шляхом відновлення зношених робочих поверхонь твердосплавним наплавленням, та повторну експлуатацію до наступного ремонтного циклу або виведення з експлуатації. В процесі проведення ремонтних робіт відновлення зношеної робочої поверхні здійснюють шляхом наплавлення на ріжучі поверхні "м'якого" металу з додаванням в цей шар засобів контролю стану цих поверхонь, після чого зміцнюють її зносостійкими композитними матеріалами, а контроль технічного стану ріжучих поверхонь здійснюють в процесі експлуатації шляхом моніторингу на поверхні свердловини, після чого інструмент підіймають для проведення наступних ремонтних робіт або виведення з експлуатації. UA 109088 U (54) СПОСІБ ОПТИМІЗАЦІЇ ПРОЦЕСУ ЕКСПЛУАТАЦІЇ БУРОВОГО ТА РЕМОНТНОГО ІНСТРУМЕНТУ UA 109088 U UA 109088 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до буріння та капітального ремонту нафтогазових свердловин, а саме до використання допоміжних пристосувань для бурових та ремонтних інструментів. Відомий спосіб управління процесом експлуатації шарошечного долота (патент України № 49782 С2, МПК Е21В 10/06, Е21В 10/08, Е21В 10/50, публ. 15.12.2006, бюл. № 12), що включає роботи по перевірці його технічного стану, передексплуатаційний цикл робіт, аналітичний цикл робіт на основі наявного статистичного матеріалу і теоретичних розрахунків, а також певних гірничотехнічних і гірничо-геологічних умов експлуатації долота, дозволяє встановити тривалість його міжремонтних циклів, і подальшу експлуатацію, тривалість якої знаходиться в прямій залежності від умов буріння бурових свердловин. Після закінчення експлуатаційного циклу здійснюють підйом на поверхню незалежно від закінчення буріння свердловини та оцінку технічного стану конструктивних елементів долота. За результатами оцінки технічного стану приймають рішення про проведення ремонтних робот, що включають в себе, у тому числі, відновлення зношених робочих поверхонь твердосплавним наплавленням. Після закінчення ремонтних робіт долото встановлюють на буровий верстат на повторний експлуатаційний цикл і виконують технологічне буріння свердловин до настання наступного ремонтного циклу. Післяексплуатаційний цикл наступає, якщо стан долота досяг критичного рівня, тобто гранично зносилися робочі поверхні та деталі. Долото виводять з експлуатації і утилізують. Реалізація цього способу передбачає зниження матеріальних та трудових витрат, а також зменшення вартості буріння. Однак, передбачені за цим винаходом роботи по перевірці технічного стану долота та передексплуатаційні роботи, зокрема, обкатування долота в масляній ванні, калібрування - це роботи, які здійснює завод-виробник, який повинен гарантувати якісний технічний стан інструменту. Звичайно, виробничі потужності бурових підприємств не призначені для проведення таких робіт, тому необхідні додаткові витрати на проведення цих робіт. Крім того, виробник визначає ресурс роботи долота, який підприємство бере до уваги. Суттєвим недоліком такого способу є також те, що контроль технічного стану конструктивних елементів долота здійснюють при кожному його підйомі на поверхню до закінчення буріння. Однак, процес підйому бурового інструменту є затратним и тривалим в часі, тому якщо за результатами контролю ресурс долота не повністю вичерпаний, недоцільно його спускати для роботи на ще незначний час. Таким чином, відсутність можливості своєчасного контролю стану ріжучих поверхонь призводить до передчасного припинення роботи інструменту (невикористання повного ресурсу) або передчасного виходу з ладу інструменту (перевикористання ресурсу), що призводить до аварійних ситуацій. Крім того, при проведенні ремонтних робіт твердосплавне наплавлення на зношені робочі поверхні зміцнює їх твердість, що в разі аварії ускладнює процес ліквідації наслідків. Недоліком цього способу є також те, що після проведення ремонтних робіт, перед повторною експлуатацією, потрібно повторно провести аналітичний цикл робіт, тобто скорегувати умови буріння та міжремонтний цикл експлуатації долота, що потребує додаткових матеріальних витрат з залученням додаткових ресурсів. Задачею запропонованого технічного рішення є підвищення ефективності роботи бурового та ремонтного інструменту свердловин та зниження витрат матеріальних та людських ресурсів за рахунок повного використання ресурсу цього інструменту, а також збільшення тривалості експлуатації завдяки своєчасним ремонтам. Поставлена задача вирішується тим, що у способі, що включає визначення гірничотехнічних і гірничо-геологічних умов експлуатації інструменту, експлуатацію, тривалість якої знаходиться в прямій залежності від умов експлуатації, здійснення підйому на поверхню та оцінку технічного стану робочих елементів інструменту, проведення ремонтних робот шляхом відновлення зношених робочих поверхонь твердосплавним наплавленням, та повторну експлуатацію до наступного ремонтного циклу або виведення з експлуатації, згідно запропонованого технічного рішення, відновлення зношеної робочої поверхні здійснюють шляхом наплавлення на ріжучі поверхні "м'якого" металу з додаванням в цей шар засобів контролю стану цих поверхонь, після чого зміцнюють її зносостійкими композитними матеріалами, а контроль технічного стану ріжучих поверхонь здійснюють в процесі експлуатації шляхом моніторингу на поверхні свердловини, після чого інструмент підіймають для проведення наступних ремонтних робіт або виведення з експлуатації. Використання шару "м'якої" сталі дозволяє більш якісно утримувати наплавлений твердий шар зі зносостійкими композитними матеріалами. Як елементи контролю поверхні можуть застосовуватись засоби широкого спектру: капсули (або порожнини) з одоризаторами, маркувальними рідинами та порошками; електрохімічні; електромеханічні системи тощо. Засобами моніторингу наявності цих речовин можуть служити 1 UA 109088 U 5 10 15 20 25 30 електрохімічний, електромеханічний та інші пристрої, а також візуальний спосіб виявлення зношення зносостійкого композитного матеріалу. Використання запропонованого способу дозволяє підвищити час роботи інструменту до повного зношення ріжучої поверхні; зберегти ріжучий інструмент від часткового або повного руйнування, що дозволить його реставрувати для подальшого використання, а також попередити аварії, пов'язані з руйнуванням інструменту. Приклад використання запропонованого способу оптимізації процесу експлуатації бурового та ремонтного інструменту. Перед початком робіт визначають гірничотехнічні і гірничо-геологічні умови та тривалість міжремонтних циклів експлуатації інструменту. Після цього інструмент встановлюють на буровий верстат та починають експлуатацію. Після закінчення експлуатаційного циклу здійснюють підйом на поверхню незалежно від закінчення робіт, оцінюють технічний стан конструктивних елементів інструменту та приймають рішення про проведення ремонтних робот. Відновлення зношених робочих поверхонь здійснюють шляхом наплавлення. Для цього на зношену ріжучу поверхню наплавляють "м'який" метал, наприклад сталь 3. В цей шар вставляють, наприклад, капсули з одоризаторами, після чого наплавляють твердий композиційних сплав. Після закінчення ремонтних робіт інструмент встановлюють на повторний експлуатаційний цикл. В процесі експлуатації зносостійкий композитний матеріал робочих поверхонь поступово стирається до м'якого металу, при цьому капсули з одорантом руйнуються, одорант підіймається на поверхню свердловини, де його наявність фіксується спеціальними чутливими приладами або за наявністю характерного запаху. При виявленні наявності одоранту, інструмент підіймають на поверхню. В залежності від стану ріжучих поверхонь приймається рішення про проведення наступних ремонтних робіт шляхом наплавлення м'якого металу з капсулами та твердого композиційного сплаву або приймається рішення про виведення інструменту з експлуатації. Запропонований спосіб може бути застосований при спорудженні та ремонті нафтогазових свердловин, а також на гірничорудних кар'єрах при бурінні вибухових свердловин та інших глибинних робіт. Наукова і практична цінність запропонованого способу є необхідною і економічно доцільною, оскільки дозволяє в повній мірі використати ресурс бурового та ремонтного інструменту, а також реставрувати інструмент для подальшого використання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Спосіб оптимізації процесу експлуатації бурового та ремонтного інструменту, що включає визначення гірничотехнічних і гірничо-геологічних умов експлуатації інструменту, експлуатацію, тривалість якої знаходиться в прямій залежності від умов експлуатації, здійснення підйому на поверхню та оцінку технічного стану робочих елементів інструменту, проведення ремонтних робіт шляхом відновлення зношених робочих поверхонь твердосплавним наплавленням, та повторну експлуатацію до наступного ремонтного циклу або виведення з експлуатації, який відрізняється тим, що в процесі проведення ремонтних робіт відновлення зношеної робочої поверхні здійснюють шляхом наплавлення на ріжучі поверхні "м'якого" металу з додаванням в цей шар засобів контролю стану цих поверхонь, після чого зміцнюють її зносостійкими композитними матеріалами, а контроль технічного стану ріжучих поверхонь здійснюють в процесі експлуатації шляхом моніторингу на поверхні свердловини, після чого інструмент підіймають для проведення наступних ремонтних робіт або виведення з експлуатації. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2