RU2362011C1 - Installation for regulating bottom-hole pressure of drilling agent - Google Patents
Installation for regulating bottom-hole pressure of drilling agent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362011C1 RU2362011C1 RU2008107405/03A RU2008107405A RU2362011C1 RU 2362011 C1 RU2362011 C1 RU 2362011C1 RU 2008107405/03 A RU2008107405/03 A RU 2008107405/03A RU 2008107405 A RU2008107405 A RU 2008107405A RU 2362011 C1 RU2362011 C1 RU 2362011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- hole pressure
- drilling
- installation
- pressure
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 title abstract 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к технике и технологии бурения скважин, и предназначено для автоматического регулирования забойного давления промывочной жидкости и поддержания его на уровне пластового.The invention relates to the oil industry, and in particular to equipment and technology for drilling wells, and is intended to automatically control the bottomhole pressure of the flushing fluid and maintain it at the reservoir level.
Известно устройство регулирования процесса турбинного бурения, в котором регулирование производится по гидравлической характеристике турбины, имеющей смещенный в сторону меньших оборотов безударный режим работы, путем поддержания постоянного давления за счет регулирования расхода промывочной жидкости насосом во время долбления датчиком давления, который воздействует на привод грязевых насосов, датчик расхода в зависимости от числа оборотов турбины воздействует на механизм подачи долота (см. а.с. СССР №122104, 1958).A device for regulating a turbine drilling process is known, in which the regulation is made according to the hydraulic characteristic of the turbine, which has an unshocked mode of operation shifted towards lower revolutions by maintaining a constant pressure by regulating the flow of flushing fluid by the pump during chiselling by a pressure sensor that acts on the drive of mud pumps, the flow sensor, depending on the number of revolutions of the turbine, acts on the bit feed mechanism (see AS of the USSR No. 122104, 1958).
Недостатком указанного устройства является низкая точность регулирования и отсутствие возможности бурения на равновесии пластового и забойного давлений, а следовательно и невысокая скорость проводки скважин. Это обусловлено тем, что регулирование давления осуществляется по наземным приборам и расход промывочной жидкости регулируется в небольших переделах для уменьшения вибраций колонны труб с целью стабилизации осевой нагрузки, что не обеспечивает возможности бурения на равновесии.The disadvantage of this device is the low accuracy of regulation and the lack of the possibility of drilling at the equilibrium of reservoir and bottomhole pressures, and therefore the low speed of drilling wells. This is due to the fact that the pressure is controlled by ground-based devices and the flow rate of the flushing fluid is regulated in small stages to reduce the vibrations of the pipe string in order to stabilize the axial load, which does not allow equilibrium drilling.
Прототипом является устройство для управления процессом бурения, оборудованное буровым насосом с регулируемым приводом. Недостатком данного устройства является погрешность в установившемся режиме, вызванная применением статического регулятора, (см. а.с. СССР №935603, 1982).The prototype is a device for controlling the drilling process, equipped with a mud pump with an adjustable drive. The disadvantage of this device is the error in the steady state caused by the use of a static controller (see AS of the USSR No. 935603, 1982).
Техническая задача - создание точного устройства для автоматического регулирования забойного давления бурового раствора непосредственно в процессе бурения скважин.The technical task is to create an accurate device for automatically controlling the bottomhole pressure of the drilling fluid directly in the process of drilling wells.
Технический результат - повышение точности и сокращение времени регулирования забойного давления бурового раствора как при турбинном так и при роторном бурении скважин.The technical result is an increase in accuracy and a reduction in the time for regulating the bottomhole pressure of the drilling fluid both during turbine and rotary drilling of wells.
Он достигается тем, что устройство управления дополнительно снабжено корректирующим звеном и интегрирующим блоком, при этом блок управления соединен с входом интегрирующего блока, выход интегрирующего блока соединен с входом корректирующего звена, а выходной сигнал с корректирующего звена подается на вход регулируемого привода бурового насоса.It is achieved by the fact that the control device is additionally equipped with a correcting link and an integrating unit, while the control unit is connected to the input of the integrating unit, the output of the integrating unit is connected to the input of the correcting link, and the output signal from the correcting link is fed to the input of the adjustable drive of the mud pump.
Предлагаемое устройство изображено на фиг.1. Устройство содержит датчик забойного давления 1, канал связи 2, приемник 3, блок управления 4, задатчик прогнозируемого давления бурового раствора 5, интегрирующий блок 6, демпфер 7, регулируемый привод 8 и буровой насос 9.The proposed device is shown in figure 1. The device comprises a
Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:
Выходной сигнал с датчика 1 забойного давления бурового раствора подается на вход гидравлического канала связи 2 забоя с устьем скважины. На устье скважины сигнал с выхода канала связи поступает на вход приемника 3, где фильтруется от помех и усиливается. Выделенный и усиленный полезный сигнал, пропорциональный величине забойного давления с выхода приемника, подается на один из входов блока управления 4 и сравнивается с сигналом, поступающим на второй вход блока управления, с задатчика 5 прогнозируемого пластового давления, величину которого задают на основе имеющихся данных, полученных в результате бурения поисковых скважин. По величине полученного сигнала рассогласования в блоке 4 формируется управляющее воздействие и подается на вход интегрирующего блока 6, где формируется интегральная составляющая воздействия, которая подается на один из входов демпфера 7, предназначенного для предотвращения резких изменений значений управляющего воздействия, выполненного в виде апериодического звена первого порядка. Выход управляющего блока соединен со вторым входом демпфера. Сформированное в демпфере 7 конечное управляющее воздействие подается на вход регулируемого привода 8, связанного с буровым насосом, в результате чего изменяется число оборотов привода в соответствии с законом регулирования и величиной забойного давления бурового раствора. Это приводит к необходимому изменению расхода бурового раствора на выкиде насоса и устанавливает требуемую величину давления бурового раствора на забое скважины в диапазоне 0-1,5 МПа.The output signal from the
Предлагаемое устройство управления процессом бурения позволяет проводить процесс бурения на равновесии пластового и забойного давления и изменять забойное давление путем изменения расхода бурового раствора. Забойное давление бурового раствора определяется по формуле: The proposed control device for the drilling process allows the drilling process to balance the reservoir and bottomhole pressure and change the bottomhole pressure by changing the flow rate of the drilling fluid. The bottomhole pressure of the drilling fluid is determined by the formula:
где: γ - удельный вес бурового раствора, г/см;where: γ is the specific gravity of the drilling fluid, g / cm;
L - глубина скважины, м;L is the depth of the well, m;
Q - расход бурового раствора, м3 /с;Q is the flow rate of the drilling fluid, m 3 / s;
αКП - коэффициент пропорциональности, учитывающий гидравлические потери давления в кольцевом пространстве.α KP - proportionality coefficient taking into account hydraulic pressure loss in the annular space.
По разности между забойным Рз и пластовым Рпл давлениями определяют величину давления бурового раствора на забой по алгоритму From the difference between P s and downhole reservoir pressures P pl determined value of drilling fluid pressure on the face of the algorithm
Управляющее воздействие формируется по ПИ-закону регулирования, ,The control action is formed according to the PI-law of regulation, ,
где: - давление рассогласования, г/см;Where: - mismatch pressure, g / cm;
kП - пропорциональный коэффициент настройки регулятора;k P is the proportional coefficient of the controller settings;
kИ - интегральный коэффициент настройки регулятора.k And is the integral coefficient of adjustment of the controller.
Для исключения статической ошибки предлагается использовать пропорционально-интегральный закон регулирования, для чего в блок управления вводится интегрирующий блок, вырабатывающий сигнал, равный интегралу от входной величины (рассогласования), взятому за время регулирования.To eliminate the static error, it is proposed to use the proportional-integral control law, for which an integrating unit is introduced into the control unit, generating a signal equal to the integral of the input value (mismatch) taken during the control time.
Передаточная функция системы автоматического регулирования забойного давления, реализуемая предлагаемым устройством (фиг.1) имеет вид: The transfer function of the system for automatic regulation of bottomhole pressure, implemented by the proposed device (figure 1) has the form:
гдеWhere
- передаточная функция объекта управления, - transfer function of the control object,
- передаточная функция ПИ-регулятора. - transfer function of the PI controller.
На основе лабораторных исследований было произведено моделирование предлагаемого устройства управления процессом бурения скважин и определены основные параметры качества регулирования забойного давления предлагаемым устройством. Переходные процессы, полученные при использовании прототипа и данного устройства, предоставлены на фиг.2. Здесь под номером 1 изображен переходный процесс, полученный при использовании прототипа, а под номером 2 - переходной процесс предлагаемого устройства регулирования забойного давления бурового раствора, t1 и t2 - время регулирования. В обоих случаях запаздывание принималось равным 4 с. Время регулирования в CAP, оснащенной предлагаемым устройством, составляет не более 17 секунд, статическая ошибка стремится к нулю.Based on laboratory studies, the proposed device for controlling the process of drilling wells was simulated and the main quality parameters for regulating the bottomhole pressure of the proposed device were determined. Transients obtained using the prototype and this device are provided in figure 2. Here,
Данное устройство позволяет повысить точность регулирования забойного давления и сократить время этого процесса.This device allows to increase the accuracy of regulation of bottomhole pressure and reduce the time of this process.
Источника информацииInformation source
1. Авторское свидетельство СССР №122104, 1958.1. USSR author's certificate No. 122104, 1958.
2. Авторское свидетельство СССР №935603, 1982 / (прототип).2. Copyright certificate of the USSR No. 935603, 1982 / (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107405/03A RU2362011C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Installation for regulating bottom-hole pressure of drilling agent |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107405/03A RU2362011C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Installation for regulating bottom-hole pressure of drilling agent |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2362011C1 true RU2362011C1 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008107405/03A RU2362011C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Installation for regulating bottom-hole pressure of drilling agent |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2362011C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524923C1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method for radiolocation detection of targets and facility for its implementation |
RU2530808C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method for determining coordinates of targets, and complex for its implementation |
RU2728079C1 (en) * | 2019-06-10 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет" ФГБОУ ВО "АГТУ" | Well drilling process control device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU122104A1 (en) * | 1958-08-25 | 1958-11-30 | Р.А. Иоаннесян | The method of regulating the process of turbine drilling |
SU935603A1 (en) * | 1979-07-25 | 1982-06-15 | Грозненский Ордена Трудового Красного Знамени Нефтяной Институт Им. Акад.Миллионщикова | Device for controlling well drilling process |
US4852052A (en) * | 1987-05-28 | 1989-07-25 | Teleco Oilfield Services Inc. | Kelly-to-riser position determining system with adjustment for uncompensated heave |
SU1716122A1 (en) * | 1989-09-22 | 1992-02-28 | Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Device for bottomhole parameters control via hydraulic channel |
GB2352046A (en) * | 1999-07-13 | 2001-01-17 | Us Health | Method for characterisation of rock strata in drilling operations |
RU2245984C2 (en) * | 1999-06-22 | 2005-02-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Drilling system |
RU2301319C2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-06-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Device and method for dynamic pressure control in annular space |
-
2008
- 2008-02-26 RU RU2008107405/03A patent/RU2362011C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU122104A1 (en) * | 1958-08-25 | 1958-11-30 | Р.А. Иоаннесян | The method of regulating the process of turbine drilling |
SU935603A1 (en) * | 1979-07-25 | 1982-06-15 | Грозненский Ордена Трудового Красного Знамени Нефтяной Институт Им. Акад.Миллионщикова | Device for controlling well drilling process |
US4852052A (en) * | 1987-05-28 | 1989-07-25 | Teleco Oilfield Services Inc. | Kelly-to-riser position determining system with adjustment for uncompensated heave |
SU1716122A1 (en) * | 1989-09-22 | 1992-02-28 | Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Device for bottomhole parameters control via hydraulic channel |
RU2245984C2 (en) * | 1999-06-22 | 2005-02-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Drilling system |
GB2352046A (en) * | 1999-07-13 | 2001-01-17 | Us Health | Method for characterisation of rock strata in drilling operations |
RU2301319C2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-06-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Device and method for dynamic pressure control in annular space |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524923C1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method for radiolocation detection of targets and facility for its implementation |
RU2530808C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-10 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method for determining coordinates of targets, and complex for its implementation |
RU2728079C1 (en) * | 2019-06-10 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет" ФГБОУ ВО "АГТУ" | Well drilling process control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2774803C (en) | Control method and apparatus for well operations | |
US9249638B2 (en) | Wellbore pressure control with optimized pressure drilling | |
RU2301319C2 (en) | Device and method for dynamic pressure control in annular space | |
US7395878B2 (en) | Drilling system and method | |
CA2827935C (en) | Automatic standpipe pressure control in drilling | |
MX2009011536A (en) | Determination and control of wellbore fluid level, output flow, and desired pump operating speed, using a control system for a centrifugal pump disposed within the wellbore. | |
EP1421253A1 (en) | System for controlling the operating pressures within a subterranean borehole | |
MY164436A (en) | Method for determining formation fluid control events in a borehole using a dynamic annular pressure control system | |
CN110397425B (en) | Bottom hole fluid pressure control system and control method of coalbed methane production well | |
RU2386016C2 (en) | Flow regulation of multiphase fluid medium, supplied from well | |
NO20075093L (en) | Method and apparatus for downlink communication | |
RU2362011C1 (en) | Installation for regulating bottom-hole pressure of drilling agent | |
MY161674A (en) | Seabed well influx control system | |
SE0700662L (en) | Method and apparatus for controlling a rock drill | |
MX2012014417A (en) | Annulus pressure setpoint correction using real time pressure while drilling measurements. | |
CN105089609B (en) | Method for controlling wellbore pressure | |
RU2577345C2 (en) | Downhole pressure control method at pressure-optimised drilling | |
CN105089527B (en) | For controlling the device and method of wellbore pressure | |
RU2728079C1 (en) | Well drilling process control device | |
RU2733876C2 (en) | Method of automatic control of drilling tools supply during drilling and device for implementation thereof | |
MX2014015369A (en) | Pressure control in drilling operations with offset applied in response to predetermined conditions. | |
MY153793A (en) | Pressure and flow control in drilling operations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100227 |