+

SU1686109A1 - Method for determination of bit wear in drilling - Google Patents

Method for determination of bit wear in drilling Download PDF

Info

Publication number
SU1686109A1
SU1686109A1 SU894708068A SU4708068A SU1686109A1 SU 1686109 A1 SU1686109 A1 SU 1686109A1 SU 894708068 A SU894708068 A SU 894708068A SU 4708068 A SU4708068 A SU 4708068A SU 1686109 A1 SU1686109 A1 SU 1686109A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
wear
value
bit
maximum
degree
Prior art date
Application number
SU894708068A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Александрович Колеватов
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Научно-Производственного Объединения "Сибнефтеавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Научно-Производственного Объединения "Сибнефтеавтоматика" filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Научно-Производственного Объединения "Сибнефтеавтоматика"
Priority to SU894708068A priority Critical patent/SU1686109A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1686109A1 publication Critical patent/SU1686109A1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике контрол  и измерени  параметров бурени  нефт ных и газовых скважин и может быть использовано дл  определени  степени износа породоразрушающего фронта. Цель - повышение точности определени  степени износа долота путем уменьшени  вли ни  помех . Дл  этого измер ют амплитуды различных диапазонов спектра частот вибраций долота датчиком вибраций. Затем получают нормированную коррел ционную функцию из амплитуд различных диапазонов спектра частот вибрации долота блоком вычислени . После этого определ ют значение ее максимума анализатором максимума. Степень износа долота/г определ ют из выражени /г (-d Ri/d E):(-d Ri/d Е)такс,значение /г, близкое к единице, указывает на минимальны износ долота, а значение близкое к нулю, на максимальный износ. Величина /.I индицируетс  на индикаторе степени износа 5 ил. сл сThe invention relates to a technique for monitoring and measuring parameters for drilling oil and gas wells, and can be used to determine the degree of wear of a rock-breaking front. The goal is to improve the accuracy of determining the degree of bit wear by reducing the effect of interference. For this, the amplitudes of different frequency ranges of the vibrations of the bits are measured by a vibration sensor. Then, a normalized correlation function is obtained from the amplitudes of different frequency ranges of the vibration of the bit by the calculator. After that, the value of its maximum is determined by a maximum analyzer. The degree of bit wear / g is determined from the expression / g (-d Ri / d E): (- d Ri / d E) dachshund, the value / g close to unity indicates the minimum wear of the bit, and the value close to zero for maximum wear. The value of /.I is indicated on the wear indicator 5 Il. cl

Description

Изобретение относитс  к технике контрол  и измерени  параметров бурени  нефт ных и газовых скважин и может быть использовано дл  определени  степени износа породоразрушающего инструмента с целью достижени  его эффективной отработки .The invention relates to a technique for monitoring and measuring the parameters of drilling oil and gas wells and can be used to determine the degree of wear of a rock cutting tool in order to achieve its effective development.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности способа путем уменьшени  вли ни  помех.The aim of the invention is to improve the accuracy of the method by reducing the effect of interference.

На фиг. 1 показан вид нормированной коррел ционной функции сигнала вибраций бурового долота; на фиг. 2 - зависимость значени  максимума (нормированной коррел ционной функции от энергии Е, затрачиваемой долотом на разрушение породы забо ; на фиг. 3 -зависимость производной, вз той с знаком минус, значени  максимума нормированной коррел ционной функцииFIG. Figure 1 shows a view of the normalized correlation function of the drill bit vibration signal; in fig. 2 - dependence of the maximum value (normalized correlation function on the energy E, spent by the bit on the destruction of the bottom rock; in Fig. 3, the derivative taken with a minus sign, the maximum value of the normalized correlation function

по энергии, затрачиваемой на разрушение породы забо ; на фиг. 4 - зависимость велиdRion the energy spent on the destruction of the rock slag; in fig. 4 - dependency

d Rid ri

а гч , / а HI чины , - -j-|-/ i - -pjr } макс от энергии,and hch, / and HI rank, - -j- | - / i - -pjr} max on energy,

затрачиваемой долотом на разрушение породы забо ; на фиг. 5 - блок-схема устройства , реализующего способ.the bit spent on the destruction of the slaughter rock; in fig. 5 is a block diagram of a device implementing the method.

Способ основан на свойстве нормированной коррел ционной функции выдел ть и определ ть долю мощности периодического сигнала из общего сигнала на фоне случайной помехи.The method is based on the property of the normalized correlation function to separate and determine the fraction of the power of a periodic signal from the total signal against the background of random interference.

Сигнал вибраций долота имеет  рко выраженный периодический характер, обусловленный вращательным движением долота, шарошек и геометрическим расположением зубъев долота. Зубъ  долота, двига сь по забою и взаимодейству  с леодно- родност ми породы забо , создают вибраONThe signal of the vibrations of the bit has a pronounced periodic character due to the rotational movement of the bit, the cutters and the geometrical arrangement of the bit teeth. The teeth of the chisel, moving along the face and interacting with the tributaries of the rock, create a vibration.

0000

оabout

о оoh oh

ции, сигнал последних передаетс  по колонне бурильных труб и из дневной поверхности скважин воспринимаетс  как сигнал вибраций бурового инструмента. Сигнал вибраций бурового инструмента представл ет собой в отом случае периодическую последовательность импульсов, где каждый импульс отражает взаимодействие каждого зуба с неоднородностью породыThe signal of the latter is transmitted through a string of drill pipes and is perceived from the well surface as a vibration signal of the drilling tool. The vibration signal of a drilling tool is then a periodic sequence of pulses, where each pulse reflects the interaction of each tooth with a rock heterogeneity.

Частотное разрушение зуба вызывает уменьшение амплитуды, т.е средней мощ- нос1и соответствующего импульса, а полное разрушение 3} ба- исчезновение импульса. Однако непосредственный анализ сигнала вибраиий затруднителен высоким уровнем поме, обусловленных трением бурильной коло.жы о стенки сквожины, шумами от движени  промывочной жидкости и т.п. Преодолен ь это преп тствие п значительной степени позвол ем применение коррел ционного анализаFrequency destruction of a tooth causes a decrease in amplitude, that is, an average power of the corresponding pulse, and complete destruction 3} is the disappearance of the pulse. However, direct analysis of the vibration signal is difficult due to the high level of the block caused by the friction of the drill bit against the walls of the squash, noise from the movement of the washing fluid, etc. This obstacle is largely allowed by the use of correlation analysis.

Согласно свойствам нормированной коррел ционной функции наличие в сигнале вибраций выраженной периодической составл ющей вызывает по вление максимума 1 (фиг. 1), а его значение RI характеризует долю мощности периодической составл ющей в общей мощности сигнала, Таким обоазом, уменьшение средней мощности отдельных пмпульсоп или их исчезновение приводит к уменьшению значени  RI - максимума нормированной коррел ционной функции. Величина RI в процессе долблени  монотонно уменьшаетс  в полном соответствии со степенью тчоса зубьев долота .According to the properties of the normalized correlation function, the presence of a pronounced periodic component in the vibration signal causes the occurrence of maximum 1 (Fig. 1), and its RI value characterizes the proportion of the periodic component power in the total signal power, Thus, the decrease in the average power of individual pulsop or their the disappearance leads to a decrease in the value of RI — the maximum of the normalized correlation function. The value of RI in the process of chiseling monotonously decreases in full accordance with the degree of bit gear.

На фиг, 2 участок 0-Ei отражает период эффективной риботы и накопление усталости материалом долот а. Учас гок Е i-Ег сеют - ветствует процессу активного износа долота, характеризуетс  высокой скоростью спада значени  Pi в начальной части участка и уменьшением скорости спада до нул  к концу участка, Дальнейшее бурение нецелесообразно ввиду полного износа зубьев долота - учасго Е Еа . Таким образом точка EI соответствует практически ие- изношенному доложу и может быть определена по наибольшей скорости спада зависимости RI от Е. Точка Е2 сответствует максимально изношенному долоту и можег быть определена по близкой к нулю скорости спада зависимости RI от Е. Скорость спада зависимости RI от Е равна производной RI по аргументу Е, с знаком минусIn FIG. 2, the 0-Ei section reflects the period of effective rhythm and the accumulation of fatigue by the material of bits a. At one time, Ei-Eg sows the process of active wear of the bit, is characterized by a high rate of decline of Pi in the initial part of the section and a decrease in the rate of decline to zero by the end of the section. Thus, the point EI corresponds to a practically izobredennom long and can be determined by the highest rate of decay of the dependence of RI from E. equal to the derivative of RI with respect to argument E, with a minus sign

i d Ri.i d Ri.

dEdE

-). Полученна  зависимость приведена па фиг. 3, где точка II соответс.твуе началу активного износа зубъев долота, а точка III - максимальному износу.-). The resulting relationship is shown in fig. 3, where the point II corresponds to the beginning of active wear of the bit teeth, and the point III corresponds to the maximum wear.

Определ ют величину/г по формулеDetermine the value of / g by the formula

/ /

d Ri , /d Rid Ri, / d Ri

d Ed E

-/- /

dRidRi

/- i UE / / - i UE /

где ----- вз та  с знаком минус производна  значени  максимума нормированной коррел ционной функции RI по энергии Е, затрачиваемой на разрушение породы забо ;where ----- is taken with a minus sign derived from the value of the maximum of the normalized correlation function RI with respect to the energy E spent on the destruction of the bottomhole rock;

( d (d

(- -)макс - наибольшее с начала долблени  на данный момент бурени  значение(- -) max - the highest value since the beginning of dolving at the moment of drilling

указанной производной,вз той с знаком минус.specified derivative, excluding the one with a minus sign.

Зависимость величины /и, характеризующей износ долота, от Е приведена на фиг,4. При этом минимальный износ долотаThe dependence of the magnitude / and, which characterizes the wear of the bit, on E is shown in FIG. 4. At the same time, minimum bit wear

определ ют по значению/- , близкому к единице , а максимальный износ-no значению/г близкому к нулю.is determined by the value of / - close to unity, and the maximum wear-no value of / g is close to zero.

Блок-схема (фиг. 5) содержит датчик 1 вибраций бурового инструмента, полосовойThe block diagram (Fig. 5) contains the sensor 1 of the vibration of the drilling tool, the band

фильтр 2, блок 3 вычислени  нормированной коррел ционной функции 3, первый анализатор 4 максимума, блок 5 измерени  энергии, затрачиваемой на разрушение породы забо , блок 6 дифференцировани  сfilter 2, unit 3 for calculating the normalized correlation function 3, first analyzer 4 maxima, unit 5 for measuring the energy expended in breaking down rock, unit 6 for differentiating with

инверсией, второй CHI н лизатор 7 максимума , блок 8 делени , индикатор 9 степени износа.by inversion, the second CHI converter 7 of the maximum, block 8 division, indicator 9 of the degree of wear.

Способ реализуетс  следующим образом .The method is implemented as follows.

Вибрации бурового инструмента воспринимаютс  да гчиком 1. Электрический сигнал с датчика 1 проходит через полосовой фильтр 2 Фильтр 2 пропускает лишь те частотные составл ющие сигнала вибраций,The vibrations of a drilling tool are sensed by a nut 1. The electrical signal from sensor 1 passes through a band-pass filter 2 Filter 2 passes only those frequency components of the vibration signal,

которые лежат в диапазоне возможных частот вибраций бурового инструмента, обусловленных взаимодействием зубьев долота с породой забо . С выхода фильтра 2 полученный сигнал поступает на вход блока 3which lie in the range of possible frequencies of vibrations of the drilling tool, due to the interaction of the teeth of the bit with the rock slab. From the output of filter 2, the received signal is fed to the input of block 3

вычислени  нормированной коррел ционной функции. Сигнал, соответствующий R Л) - результату вычислени , поступает на вход первого анализатора 4 максимума, на выходе которого получают текущее значение RI значение максимума нормированной коррел ционной функции, С выхода первого анализатора 4 максимума сигнал поступает на первый вход блока б дифференцировани  с инверсией, на второй вход которого поступает сигнал с блока 5 из измерени  энергии, затрачиваемой на разрушение породы забо .calculating the normalized correlation function. The signal corresponding to RL) is the result of the calculation, is fed to the input of the first analyzer 4 max, the output of which receives the current RI value of the maximum of the normalized correlation function. From the output of the first analyzer 4 max the signal goes to the first input of the differentiation unit b with inversion the second input of which receives a signal from block 5 from the measurement of the energy expended on the destruction of the bottomhole rock.

На выходе блок 6 дифференцировани  с иныерсией получают сигнал, соответствующий (- --Ј-) Во втором анализаторе 7At the output, block 6 of differentiation with other rations receives a signal corresponding to (- --Ј-) In the second analyzer 7

максимума, на вход которого поступает полученный сигнал, определ етс  наибольшее с начала долбление производнойthe maximum at the input of which the received signal arrives is determined by the greatest chiseling of the derivative from the beginning.

(- )Макс. С выхода блока 6 дифференцировани  с инверсией сигнал поступает также на первый вход блока 8 делени , на второй вход блока 8 делени  поступает сигнал с второго анализатора 7 максимума. На выходе блока 8 делени  получают сигнал, соответствующий величине(-) Max. From the output of the inversion differentiation unit 6, the signal also goes to the first input of the dividing unit 8, to the second input of the dividing unit 8 a signal comes from the second analyzer 7 maximum. At the output of block 8 division receive a signal corresponding to the value

dRt d EdRt d E

-/- /

(dRi ТЕ/(dRi TE /

макс,Max,

который индицируетс  в индикаторе 9 износа долота. По индикатору определ ют степень износа долота.which is indicated in the bit wear indicator 9. The indicator determines the degree of wear of the bit.

Claims (1)

Способ позвол ет значительно повысить помехоустойчивость и снизить вли ние условий бурени  на результат измерений, что приводит к повышению точности в определении степени износа долота. Формула изобретени  Способ определени  степени износа долота в процессе бурени , включающий измерение вибраций бурового долота с помощью датчика вибраций, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности способа путем уменьшени  вли ни  помех, получают нормированную коррел ционную функцию сигнала вибрации бурового долота , определ ют значение ее максимума, а степень износа долота ft определ ют из выражени The method allows to significantly improve noise immunity and reduce the effect of drilling conditions on the measurement result, which leads to an increase in accuracy in determining the degree of bit wear. Claim Method A method for determining the degree of bit wear during a drilling process, including measuring drill bit vibrations using a vibration sensor, characterized in that, to improve the accuracy of the method by reducing the influence of interference, a normalized drill bit vibration signal is obtained the value of its maximum, and the degree of bit wear, ft, is determined from the expression dRidRi dRix dRix d E } макс d E} max где RI - значение максимума нормированной коррел ционной функции;where RI is the maximum value of the normalized correlation function; Е - энерги , затрачиваема  долотом на разрушение забо ;E is the energy expended by the chisel on the destruction of the bottom; j рj p - - производна ; d fc- - derivative; d fc (- -р)макс - наибольшее с начала долблени  значение производной со знаком минус;(- - p) max - the largest since the beginning of dolbeleni value of the derivative with a minus sign; причем минимальный износ долота определ ют по значению//, близкому к единице, а максимальный износ - по значению/г, близкому к нулю.the minimum bit wear is determined by the value of //, close to one, and the maximum wear - by value / g, close to zero. фиг. 5FIG. five
SU894708068A 1989-06-21 1989-06-21 Method for determination of bit wear in drilling SU1686109A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894708068A SU1686109A1 (en) 1989-06-21 1989-06-21 Method for determination of bit wear in drilling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894708068A SU1686109A1 (en) 1989-06-21 1989-06-21 Method for determination of bit wear in drilling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1686109A1 true SU1686109A1 (en) 1991-10-23

Family

ID=21455543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894708068A SU1686109A1 (en) 1989-06-21 1989-06-21 Method for determination of bit wear in drilling

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1686109A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент СССР № 563930, кл. Е 21 В 45/00, опублик. 1970. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1298394C (en) Method of determining drill bit wear
US5138875A (en) Method of monitoring the drilling of a borehole
US4718048A (en) Method of instantaneous acoustic logging within a wellbore
US5154078A (en) Kick detection during drilling
US4671366A (en) Method for optimizing rock drilling
EP0466229A1 (en) Method of and apparatus for detecting an influx into a well while drilling
RU98119444A (en) METHOD FOR REGULATING DRILLING CONDITIONS AFFECTING THE DRILL OPERATION MODE
CA1147841A (en) Method and device for in situ detection of a mineral deposit fluid within a borehole
FR2373053A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE POROSITY OF FORMATIONS FROM INFORMATION OBTAINED DURING BORING
US2958821A (en) Turbodrill tachometer
SU1686109A1 (en) Method for determination of bit wear in drilling
OA09981A (en) Method of conducting a borehole
USRE28436E (en) Method op determining downhole occurences in well drilling using rotary torque oscillation measurements
SU1366636A1 (en) Method of detecting the moment of changing drillability of formation
SU1666761A1 (en) Method for outburst danger assessment
SU1160014A1 (en) Method of locating the point of seizure of drilling tool
SU1129336A1 (en) Apparatus for receiving information from hole bottom through hydraulic communication channel
EP4264001B1 (en) Method and system for detecting a state of a joint of a drill string
SU1143833A1 (en) Method of detecting gas in drilling mud in the course of drilling process
SU1640396A1 (en) Method of transmitting information in turbodrilling of wells
JPH09287379A (en) Detector for number of striking of rock drill
SU1013627A1 (en) Device for controlling gas and oil seepage in well
SU1265295A1 (en) Method of forming axial load upon bit in well-drilling
SU1160012A1 (en) Apparatus for monitoring bit wear
RU2036301C1 (en) Method for determination of wear of drill bit bearing and cutting structure during well drilling by screw downhole motor
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载