Математическое моделирование процесса бурения.
Из всех технологических процессов в нефтяной промышленности процесс бурения является самым старым и в то же время наименее теоретически изученным и описанным. Это связано со сложностью математического моделирования физических процессов разрушения породы на забое скважины. Поэтому для получения количественных соотношений для оценивания средней механической скорости проходки v обычно используют эмпирические зависимости вида
v = а*Pd*na,
где Р - осевая нагрузка на долото; п - число оборотов долота, а, a, d – параметры модели.
Бурильная колонна в процессе бурения находится под действием осевых сил и крутящих моментов, как распределенных по длине, так и приложенных в отдельных точках. На нижнем конце колонны приложены осевая реакция забоя и реактивный крутящий момент долота, а по длине распределены силы веса, инерционные, а также вязкого и сухого трения. Все эти силы, действующие на колонну, приводят к тому, что нарушается согласованность в перемещениях верхнего и нижнего концов колонны, резко снижается точность измерения осевой нагрузки на долото наземными измерителями, ухудшается качество управления процессом бурения.
Изучение динамических характеристик велось различными исследователями как на механических, так и на электрических моделях. При этом колонна бурильных труб рассматривалась как упругий растянутый стержень, подверженный продольным и крутильным колебаниям. Бурильная колонна искажает передаваемые через нее механические импульсы и поэтому является источником возмущающих воздействий при автоматическом регулировании подачи долота. Влияние сил сухого трения колонны о стенки скважины особенно сильно проявляется в переходных режимах. При этом фактическая осевая нагрузка на долото может отличаться от измеренной на поверхности на силу сухого трения.
|
|
Автоматическое управление процессом бурения.
Процесс бурения состоит из 3-х стадий: 1. подготовительная; 2. бурение скважин – основная стадия; 3. заключительные работы.
G – нагрузка на долото
S – перемещение
АК = БК
При разовой нагрузке работа = площади DАБВ.
Если начальную нагрузку оставить постоянной при в 2 раза меньшей начальной нагрузке, то работа будет такой же. Если начальную нагрузку оставить такой же, но постоянной, то работа будет в 2 раза больше.
DS = k*DG
k – коэффициент пропорциональности, показывающий какое перемещение инструмента приходится на единицу отклонения нагрузки на долото.
Автоматизация процесса бурения в первую очередь должна решать постоянство нагрузки.
Схема ручного и автоматического управления.
|
|
Схема автоматического управления предусматривает привод.
При ручном способе бурения бурильщик перемещает рукоятку тормоза лебёдки на величину S. При автоматическом управлении процессом бурения нагрузка F получается с помощью информации DG.
Т.о. основная задача автоматизации процесса бурения заключается в обеспечении постоянства за весь период работы долота. Для этого разработаны специальные регуляторы подачи долота: РПДЭ-3, -6, -7.
РПДЭ-3 сняты с производства, т.к. мотор-генераторная группа, которая входит в состав этого регулятора, имеют очень большие габаритные размеры.
В настоящее время используют РПДЭ-7, который выполнен на терристорных преобразователях.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 638; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!