В настоящее время гидравлические забойные двигатели являются одним из основных технических средств для работы породоразрущающего инструмента в составе КНБК.
В настоящее время, несмотря на их широкое применение в области бурения, существует ряд проблем по оптимизации и совершенствованию их работы.
Традиционно применяемая технология управления работой данных приводов основана на контроле поддержания осевой нагрузки на долото. Однако данный способ не учитывает ряд таких параметров как влияние гидравлического канала на энергетические параметры привода и при этом основывается на оперировании косвенными показателями осевой нагрузки, без учета изменения свойств горных пород, фактической реализации и формировании осевых нагрузок на породоразрушающий инструмент и скважинный забой.
Еще одной распространённой проблемой различного комплекса автоматизированных программ по контролю проведения буровых работ является отсутствие их адаптации к часто изменяемым свойствам пород в режиме реального времени.
Ключевые слова: автоматизация, контроль, мониторинг, бурение, тенденции развития, системы автоматизации и контроля.
Гидравлические забойные двигатели являются элементом сложной гидродинамической системы, которая состоит из механической и гидравлической составляющей. Гидравлическая часть системы представляет собой канал связи, который посредством подвода потока жидкости с определенным расходом контролирует основные параметры гидропривода, механическая часть данной системы отвечает за передачу нагрузки и крутящего момента от гидропривода на породоразрушающий инструмент.
Эффективность процессов бурения и углубления скважин зависит от выбора, контроля и возможности приспособления их под реальные процессами, происходящими внутри скважины.
На настоящее время в бурении нашли широкое применение два основных способа управления гидравлическим двигателями [1]:
— традиционный, ведущий свое начало от роторного бурения, управление через осевую нагрузку на долото по показаниям индикатора веса;
— современный, основанный на управлении режимом работы забойного двигателя непосредственно через угловую скорость или крутящий момент его вала.
Оба этих способа не лишены недостатков, таких как отсутствия непосредственных замеров действующих сил на долоте приводит к оперированию ряда различных косвенных показателей бурения что создает достаточно большие погрешности в виду воздействия сил трения, напряжения продуктивного пласта и ряда других характеристик.
Разработка технологии проведения непрерывных измерений при помощи приборов телеметрии во время бурения, с последующей обработкой данных в режиме реального времени является основной задачей для повышения эффективности и оптимизации работ ГЗД.
Одним из способов решения данной проблемы является разработка оборудования в составе КНБК для проведения замеров высокого разрешения в режиме реального времени.
Преимущества данных систем состоит в регистрации геофизических параметров непосредственно в процессе производства буровых работ с последующей передачей их на поверхность в режиме реального времени [1].
Использование таких систем позволяет производить оперативную корректировку траектории скважины и режимов бурения; сокращение времени строительства скважины за счет сокращения привязочных каротажей.
Данные системы должны обладать не только высокой надежностью под воздействием высоких давлений, температур и агрессивностью, но и высокой информативностью и точностью полученных замеров, которые позволяет минимизировать время производства буровых работ.
Рассмотрим основные тенденции развития автоматизированных систем контроля и замеров режимов бурения в режиме реального времени с учетом современных технико-технических разработок в области бурения:
|
Внедрение и развитие современных технологий бурения с применением долот БИТ/PDC, в совокупности с различными типами гидравлических забойных двигателями, а так же развитие использования роторно-управляемых систем (РУС). |
Данные технологии увеличивают скорость бурения, сокращают основное производственное время работ и требуют более быстрого и своевременного анализа различных данных для минимизации различных аварийных ситуаций. |
|
Разработка современных рецептур буровых растворов с использованием различных синтетических материалов которые положительно влияют на качество бурения и устройство скважинного ствола. |
Эти растворы в ряде случаев преобразуют породу околоскважинного пространства до такой степени, что последующий геофизический каротаж не дает объективных результатов. |
|
Развитие геомеханического моделирования и необходимость своевременного обнаружения признаков ГНВП и других нештатных ситуаций. |
Это связано с возросшими скоростями проходки скважин, а также с увеличением стоимостных потерь. |
|
Применение MWD- и LWD-систем, а также систем каротажа на буровом инструменте. |
Образование комплексной системы оперативного контроля и управления бурением, наряду с комплексным изучением геологического разреза. |
Так, например, за рубежом данные системы демонстрирует превосходные успехи, особенно при строительстве сложных скважин, когда полученные замеры в режиме реального времени поступают в центр управления, и команда высококвалифицированных специалистов различных профилей (геологи, буровики, специалисты по ГТИ) принимают совместные оперативные решения при малейшем отклонении значимых параметров за пределы заданных коридоров.
Литература:
- Лукьянов Э. Е., Стрельченко В. В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. М.: Нефть и газ, 1997. 688 с. С. 12–19.
- Лукьянов Э. Е. Геолого-технологические и геофизические исследования в процессе бурения. Новосибирск: Изд-кий Дом «Историческое наследие Сибири», 2009. 752 с.
- Лукьянов Э. Е. Интерпретация данных ГТИ. Новосибирск: Изд-кий Дом «Историческое наследие Сибири», 2011. 944 с. с приложениями на CD.
- Лукьянов Э. Е. Оперативная оценка аномальных пластовых давлений в процессе бурения. Новосибирск: Изд-кий Дом «Историческое наследие Сибири», 2012. 424 с.
- Лукьянов Э. Е. Петрофизическая модель процесса бурения — основа интерпретации данных ГТИ. Новосибирск: Изд-кий Дом «Историческое наследие Сибири», 2015. 312 с.
- Лукьянов Э. Е., Кудашева С. В. Методические рекомендации по интерпретации данных ГТИ. Новосибирск: Изд-кий Дом «Историческое наследие Сибири», 2016. 512 с.
- Лукьянов Э. Е. Геомеханическое моделирование в процессе строительства скважин. Новосибирск: Изд-ский Дом «Историческое наследие Сибири», 2018. 720 с.
- Аксельрод С. М. Современные тенденции в геолого-технологических исследованиях, проводимых в процессе бурения скважин (по материалам зарубежной литературы) // НТВ «Каротажник». Тверь, 2015. Вып. 6 (252). С. 77–110.
