«Автоматизация и информатизация ТЭК»

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

УДК: 681.5:622.24
DOI: 10.33285/0132-2222-2021-4(573)-43-49

Авторы:

¹ Волгоградский государственный технический университет, г. Волгоград, Россия

Ключевые слова: система автоматического управления; безразмерные комплексы; долота PDC; разрушение горной породы; динамические нагрузки; режим бурения; энергоэффективность.

Аннотация:

Основной причиной износа буровых долот PDC при эксплуатации является значительное повреждение долота при ударной нагрузке. Одним из эффективных методов повышения их износостойкости является оптимизация режимных параметров бурения, заключающаяся в поддержании установившегося режима работы породоразрушающего инструмента, при котором глубина резания-скалывания не меняется. Кроме того, анализ процесса разрушения горных пород с использованием метода размерностей позволяет установить определенные закономерности в виде комплексных переменных, характеризующих эффективность процесса бурения с позиции затрат энергии на разрушение. Автоматическое управление процессом, основанное на оптимизации комплексных показателей, позволяет повысить эффективность работы долот PDC в процессе разрушения горных пород при бурении скважин.

Список литературы:

1. Шмелев В.А., Сердобинцев Ю.П. Анализ эффективности процесса вращательного бурения скважин с использованием комплексных переменных // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2021. - № 1 (337). - С. 22-27. - DOI: 10.33285/0130-3872-2021-1(337)-22-27
2. Шмелев В.А., Сердобинцев Ю.П. Повышение эффективности бурения скважин. Часть II. Исследование процесса бурения с помощью методов теории подобия // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2020. - № 9 (333). - С. 5-10. - DOI: 10.33285/0130-3872-2020-9(333)-5-10
3. Байдюк Б.В., Близнюков В.Ю., Зарецкий В.С. Методический подход к решению задач выбора бурового долота, его привода и режима работы на базе учета свойств породы // Тез. докл. Междунар. конф. "Механика горных пород при бурении". - Грозный: Грозненский нефтяной ин-т им. акад. М.Д. Миллионщикова, 1991. - С. 58.
4. Близнюков В.Ю., Серебряков И.С., Близнюков Вит.Ю. Методика выбора типа долота, привода и режима работы долота на базе учета свойств пород // НТС. Сер. "Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений на суше и на шельфе". - М.: ИРЦ Газпром, 2000. - № 1. - С. 9-16.
5. Буровое оборудование: справ. в 2 т. Т. 2. Буровой инструмент / В.Ф. Абубакиров, Ю.Г. Буримов, А.Н. Гноевых [и др.]. - М.: Недра, 2003. - 494 с.
6. Бакиев Р.Т., Минибаев Р.Р., Пятницкий А. Применение PDC долот ONYX при бурении карбонатных и солевых отложений Ярактинского НГКМ в Иркутской области // Инженерная практика. - 2011. - № 10. - С. 98-105.
7. Анализ эффективности применения долот PDC на нефтепоисковых скважинах в пределах Непского свода Сибири / Р.У. Сираев, Р.Х. Акчурин, В.В. Че, А.Г. Вахромеев // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. науч. тр. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. - Т. 13. - С. 72-77.
8. Жентичка М.В. Применение PDC долот SmithBits (Schlumberger) при бурении скважин на Ванкорском месторождении // Инженерная практика. - 2012. - № 10. - С. 56-58.
9. Шайхутдинова А.Ф. Обоснование и разработка компоновки с динамически активным элементом для повышения эффективности бурения скважин долотами PDC: дис. … канд. техн. наук: 25.00.15. - Альметьевск, 2019. - 135 с.
10. Чулкова В.В. Разработка методических и технологических решений по выбору долот PDC с усиленным антивибрационным вооружением: дис. … канд. техн. наук: 25.00.15. - М., 2017. - 129 с.
11. Близнюков В.Ю. Научные основы управления разработкой рациональных конструкций глубоких и сверхглубоких скважин в сложных горно-геологических условиях: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 25.00.15. - Ухта, 2007. - 48 с.
12. Нескоромных В.В. Разрушение горных пород при бурении скважин: учеб. пособие. - Красноярск: СФУ, 2014. - 335 с.
13. Нескоромных В.В., Борисов К.И. Аналитическое исследование процесса резания-скалывания горной породы долотом с резцами PDC // Изв. ТПУ. - 2013. - Т. 323, № 1. - С. 191-195.
14. Спивак А.И., Попов А.Н. Разрушение горных пород при бурении скважин: учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1986. - 208 с.
15. Кардыш В.Г., Мурзаков Б.В., Окмянский А.С. Энергоемкость бурения геологоразведочных скважин. - М.: Недра, 1984. - 201 с.
16. Присташ В.В., Чирков С.Е. Энергоемкость разрушения горных пород при различных видах механических воздействий: докл. на симп. "Неделя горняка", Москва, МГТУ, 31 янв. - 4 февр. 2000 г. // Горный информ.-аналит. бюл. - 2000. - № 10. - С. 85-87.
17. Сулакшин С.С. Еще раз о классификации методов, процессов и способов разрушения горных пород при бурении скважин // Изв. ТПУ. - 2002. - Т. 305, Вып. 6: Геология, поиски и разведка полезных ископаемых Сибири. - С. 381-387.
18. DBOS OnTime = Оптимизация режимов бурения в реальном времени / SmithBits, Schlumberger Company = ИПТЦ Шлюмберже. - М., 2014.
19. DBOS OnTime Real-time drilling optimization service. - URL: https://www.slb.com/-/media/files/smith/product-sheets/dbos-ontime-ps
20. Мифы и реальность. Об управляемости долот / Д.П. Гумич, Г. Конысбекулы, С.В. Забуга [и др.] // Бурение и нефть. - 2018. - № 11. - С. 40-43.
21. Бродов Г.С., Шелковников И.Г., Егоров Э.К. Технологические измерения и автоматизация процесса бурения. - СПб.: Геологразведка, 2004. - 105 с.