«Автоматизация и информатизация ТЭК»

АКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВИБРОНАГРУЖЕННЫМ СОСТОЯНИЕМ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

УДК: 681.5:622.24
DOI: 10.33285/0132-2222-2021-1(570)-11-16

Авторы:

¹ ФГАОУ ВО "Сибирский федеральный университет", г. Красноярск, Россия

Ключевые слова: бурильная колонна; долото; вибрации; виброгашение; измерение; гидромеханический датчик; управление; активная система; расход; буровой раствор.

Аннотация:

В статье рассматриваются вопросы управления динамическими нагрузками бурильной колонны (БК), в частности продольными вибрациями, возникновение которых связано с режимами проводки скважин и применяемым инструментом. Современные буровые установки оснащаются системами автоматизации технологических процессов для минимизации человеческого фактора и повышения качества бурения. Существуют пассивные и активные управления вибрациями БК. Активные системы зарекомендовали себя как наиболее предпочтительные в условиях непрерывного мониторинга и управления состоянием вибронагруженного оборудования. При этом в скважинных условиях их основным недостатком является малая надежность измерительных датчиков. В статье описаны алгоритм регулирования и система управления вибрационным состоянием БК, основанная на применении регистрирующего устройства – гидромеханического датчика вибрации, решившего проблему надежности измерений. Представлена зависимость расхода бурового раствора через полость датчика от времени для влияния на показания скважинного тахометра, на основании чего система управления определяет наличие и характер вибраций, таким образом данная система измерений встраивается в комплекс изменения режима проводки скважины.

Список литературы:

1. Акчурин Х.И., Трушкин О.Б. Устройства для измерения и регистрации силовых параметров работы породоразрушающих инструментов и бурильных колонн // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2008. - № 3. - С. 12-20.
2. Петровский Э.А., Башмур К.А., Шадчина Ю.Н. Метод контроля вибрационного состояния бурильной колонны // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2019. - № 10. - С. 5-8. - DOI: 10.30713/0130-3872-2019-10-5-8
3. Янтурин Р.А., Янтурин А.Ш. Об основных видах продольных, крутильных и поперечных колебаний бурильной колонны // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2008. - № 1. - С. 5-9.
4. Guangjian Dong, Ping Chen. A review of the evaluation, control, and application technologies for drill string vibrations and shocks in oil and gas well // Shock and Vibration. - 2016. - Vol. 2016. - Article ID 7418635. - 34 p. - DOI: 10.1155/2016/7418635
5. Dareing D.W. Guidelines for controlling drill string vibrations // J. of Energy Resources Technology. - 1984. - Vol. 106, Issue 2. - P. 272-277. - DOI: 10.1115/1.3231051
6. Jansen J.D., van den Steen L., Zachariasen E. Active damping of torsional drillstring vibrations with a hydraulic top drive // SPE Drilling & Completion. - Society of Petroleum Engineers, 1995. - Vol. 10, Issue 4. - P. 250-254. - DOI: 10.2118/28911-PA
7. Petrovskii E.A., Bashmur K.A., Nashivanov I.S. Adaptive control of drill string vibrations // Chemical and Petroleum Engineering. - 2019. - Vol. 54, No 9-10. - P. 711-716. - DOI: 10.1007/s10556-019-00538-4
8. Башмур К.А., Петровский Э.А., Богачев В.В. Метод измерения вибраций скважинного инструмента при бурении скважин на нефть и газ // Автоматизация в промышленности. - 2019. - № 10. - С. 33-37.
9. Пат. 2705852 Рос. Федерация, МПК E21B 44/06. Способ управления вибрациями скважинного инструмента и оборудования и устройство для его осуществления / К.А. Башмур, В.В. Богачев, Э.А. Петровский; патентообладатель ФГАОУ ВО "Сибирский федер. ун-т". - № 2019116885; заявл. 31.05.2019; опубл. 12.11.2019, Бюл. № 32. - 14 с.
10. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1982. - 224 с.