Спосіб регулювання гідравлічних параметрів режиму буріння свердловин

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет повысить его эффективность при наличии пульсаций Изобретение относится к бурению скважин и может применяться при управлении гидравлическими параметрами режима бурения г Целью изобретения является повышение эффективности бурения при наличии пульсаций давления1 промывочной жидкости за счет поддержания заданной формы равновесия упругой линии изгиба низа бурильной колонны. Сущность способа заключается в следующем. При создании нагрузки на долото низ бурильной колонны многократно изгибается с образованием полуволн продольного изгиба. Для каждой компоновки низа бурильной колонны сущест4-90 ' П I л I вуют области нагрузок, при которых упругая линия продольного изгиба сохраняет устойчивое или неустойчивое состояние равновесия. Ширина областей нагрузок, соответствующих устойчивому или неустойчивому состоянию равновесия, зависит от жесткости низа. Поддержание устойчивого состояния равновесия позволяет в среднем повысить показатели работы долот на 30-50%. В некоторых случаях, например при возникновении высокочастотных и высокоамплитудных колебаний бурильной колонны, вызванных резонансными явлениями в бурильной колонне при взаимодействии долота с забоем скважины, в процессе бурения необходимо (Л Э 1540371 Если амплитуда колебаний нагрузподдерживать неустойчивое состояние ки А~?т превышает по величине ширину равновесия продольного изгиба низа колонны, что позволяет за счет взаиобласти нагрузок, соответствующих модействия высокочастотных периодизаданной для бурения Лорме равновеческих и низкочастотных непериодичессия продольного изгиба низа бурильких колебаний уменьшить мощность реной колонны, возникают низкочастотзультирующих динамических нагрузок ные динамические нагрузки, вызванные и повысить показатели работы долот. продольным изгибом низа колонны, коОднако возникающие при бурении t износу приводят к преждевременному o торые опор. пульсации давления промывочной жидкости, особенно при бурении с примеВеличина пульсаций давления пронением аэрированных и пенных систем порциональна суммарным гидравличесбуровых растворов, могут вызвать ким сопротивлениям в скважине, т.е. колебания осевой нагрузки, превышаю- Ї5 щие диапазон допустимых изменений = с Р (2) п * осевой нагрузки, соответствующий выбранной (Ьорме равновесия упругой где с - коэффициент пропорциональлинии изгиба низа бурильной колонны. ности; В этом случае необходимо уменьшить Р - суммарные гидравлические соп20 величину пульсаций давления промыротивления в скважине, раввочной жидкости. ные гидравлическому давлению Для решения пульсаций давления используют компенсаторы давления, которые устанавливаются на буровых насосах . Гасители пульсаций давления представляют собой герметичный сосуд, заполненный газом (обычно воздухом). Однако технические характеристики компенсаторов пульсаций давления не позволяют гасить пульсации во всех случаях, например при работе двух насосов с разными диаметрами втулок и количеством клапанов, при использовании аэрированных буровых растворов с высоким содержанием воздуха или растворов с высоким содержанием газа или при нарушении герметичности отдельных узлов насосов (клапанов, поршней и т.д.) возникают пульсации давления, амплитуда которых достигает нескольких десятков атмосЛер. насосов при промывке. Из Формулы (2) следует, что амп25 литуду пульсаций давления можно уменьшить, уменьшив давление на на- , сосах Р. Этого можно достичь путем уменьшения расхода бурового растрора или путем увеличения диаметра промывочных отверстий в долоте, т.е. пуЗО тем уменьшения перепада давления в долоте или одновременным уменьшением расхода раствора и увеличением диаметра отверстий в долоте. Если в процессе бурения d P ^ J P j , то уменьшают производительность насосов или увеличивают диаметр промывочных отверстий долотаt добиваясь выполнения указанного условия. При уменьшении производительности буро40 вых насосов контролируют, чтобы не допускать ее уменьшение ниже величины, определяемой требованиями к надежности бурового процесса. МинимальПульсации давления выбывают колено допустимая производительность бубания в величине передаваемой нагрузровых насосов может определяться, ки на долото, определяемые приблинапример, нижним пределом скорости женно по формуле восходящего потока раствора в затрубном пространстве скважины или необ= я А А (1) ходимостью обеспечения достаточной 50 гидравлической мощности забойного где &?у - амплитуда колебании нагрузгидравлического двигателя и т.д. ки на долото, возникающих Площадь промывочных отверстий долота в ре-эупьтате пульсаций давувеличивают путем увеличения диаметления при промывке скважира промывочных отверстий. ны, 55 а - ко эЛЛициент; Способ можно применять при роторном бурении и при бурении забойныД Р П % - амплитуда пульсации давлеми двигателями. Его применение позния промывочной жидкости. волит увеличить показатели работы 35 5 1540371 долот, уменьшить аварийность с долощ и и с я тем, что, с целью повышетами и элементами компоновки низа ния эффективности бурения при наличии бурильной колонны. пульсаций давления промывочной жидкости за счет поддержания заданной Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я формы равновесия упругой линии изгиба низа бурильной колонны, задают Способ регулирования гидравличесформу равновесия упругой линии изгиких параметров режима бурения скваба низа бурильной колонны, определяжины, включающий определение и подют допустимый диапазон изменения держание оптимальных значений произнагрузок на долото Д?$, измеряют ководительности буровых насосов, диалебания нагрузки на долото ДРТ и при метра промывочных отверстий долота и 4Р Т У лР3 уменьшают величину пульсадавлений в скважине, о т л и ч а ю ций давления промывочной жидкости,, Редактор З.Ходакова Составитель И.Назаркина Техред Л.Сердюкова Корректор в.Кабаций Заказ 16/ДСП Тираж 313 Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101