Разработка и исследование регулирования режима бурения с использованием энергетических характеристик звука тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.15, кандидат наук Хмара, Гузель Азатовна

• Хмара, Гузель Азатовна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Хмара, Гузель Азатовна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТУРБОБУРОВ

1.1 Обзор существующих способов регулирования режима турбинного бурения скважин

1.1.1 Регулирование режима бурения скважин расходом бурового раствора

1.1.2 Регулирование режима бурения скважин частотой вращения долота

1.1.3 Регулирования режима бурения скважин осевой нагрузкой на долото

1.1.4 Регулирование режима бурения по данным энергии звука

1.2 Анализ модели механической скорости проходки

1.3 Проблема, цель и задачи исследования

1.3.1 Проблема предметной области

1.3.2 Цель и задачи исследования

2 ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСТОЧНИКОВ ЗВУКА ПРИ ТУРБИННОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН

2.1 Ударная нагрузка при разрушении горной породы

2.1.1 Энергетические характеристики ударных спектров

2.1.2 Энергетические характеристики ударных спектров при различных режимах бурения

2.1.3 Энергетические характеристики ударных спектров при различной твердости горных пород

2.1.4 Энергетические характеристики ударных спектров при износе породоразрушающего инструмента

2.2 Амплитудно-частотные спектры ударов зубьев шарошек долота о горную породу

2.3 Дальность распространения колебаний различных частот в спектре ударных импульсов

2.4 Использование спектра звука ударов долота для передачи глубинной информации

2.4.2 Выбор диапазона частот спектра звука для передачи информационного сигнала

2.4.3 Влияние помехи амплитудно-частотного спектра бурового насоса на информационный сигнал для гидроакустического канала связи

2.4.4 Подавление помехи амплитудно-частотного спектра бурового насоса

2.4.5 Эффективность подавления энергии звука в информационном спектре с помощью наземного акустического режекторного фильтра

2.4.6 Преобразование амплитудно-частотного спектра долота для получения глубинной информации

2.4.7 Определение уровня увеличения энергии в информационном спектре с помощью управляемого акустического режекторного фильтра

2.4.8 Преобразователи амплитудно-частотных спектров бурового насоса и турбобура

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 2

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ И ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О РЕЖИМЕ БУРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗВУКА

3.1 Исследование ддособа для получения информации одновременно

о частоте вращения вала турбобура и долота и осевой нагрузки на долото

3.1.1 Исследование способа получения с забоя скважины информации о частоте вращения вала турбобура

3.1.2 Исследование способа получения с забоя скважины информации об осевой нагрузке на долото

3.1.3 Определение величины изменения нагрузки на долото и частоты вращения турбобура по информационному спектру

3.2 Экспериментальные исследования способа передачи забойной информации по энергетическим спектрам звука

3.2.1 Методика исследования

3.2.2 Эксперименты

3.2.3 Экспериментальные исследования элементов конструкции системы регулирования подачи долота

3.2.4 Результаты экспериментальных испытаний по скважине №1

3.2.5 Промысловые испытания однокамерной конструкции НАРФ

3.3 Обоснование и выбор конструкции управляемого акустического режекторного фильтра

3.4 Обоснование и выбор конструкции наземного акустического режекторного фильтра

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 3

4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА БУРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗВУКА

4.1 Общие замечания

4.2 Структурная схема модели звука в бурильной колонне

4.3 Имитационная модель звука в бурильной колонне

4.3.1 Имитационная модель звука турбобура и долота

4.3.2 Имитационная модель звука бурового насоса

4.3.3 Имитационная модель звука удара и трения бурильной колонны

о стенки скважины

4.3.3 Имитационная модель акустического режекторного фильтра

4.3.4 Осциллограмма информационного сигнала

4.4 Разработка и исследование режима регулирования с

использованием энергетических характеристик звука

4.4.1 Разработка системы управления подачи долота

4.4.2 Исследование режима регулирования с использованием энергетических характеристик звука

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 4

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ

152

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование регулирования режима бурения с использованием энергетических характеристик звука»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Анализ применяемых в России способов бурения показал, что основным способом бурения нефтяных и газовых скважин является вращательное бурение с применением гидравлических забойных двигателей. В качестве забойных двигателей используются турбобуры и винтовые забойные двигатели (ВЗД).

В последние годы наблюдается резкое снижение объемов турбинного бурения и одновременное увеличение бурения ВЗД. Причиной снижения объемов турбинного бурения является несоответствие технических характеристик серийных турбобуров требованиям технологии наклонно-направленного бурения, а также отсутствием возможности использования российских или зарубежных телеметрических систем для повышения точности проводки направленных скважин из-за геометрических и технологических особенностей широко используемых турбобуров.

Глубокий анализ технологии бурения показал, что турбобуры могут работать в более тяжелых условиях, чем ВЗД, при этом имея больший срок службы и более качественную и прямолинейную проводку скважины. Производительность турбобуров остается неизменной на протяжении всего долбления.

В пользу развития турбинного бурения также говорит и то, что мировые лидеры, такие как Halliburton, имеющий собственное производство Sperry Drilling с турбобурами Turbopower™, и Schlumberger, поглотившая в 2011 году Smith International, уже ведут разработки по совершенствованию технического оснащения и систем телеметрии для турбобуров. В настоящее время в нашей стране ведутся разработки совершенствования технологии турбинного бурения в области модернизации конструкций для целей строительства наклонно-направленных скважин.

В связи с развитием и внедрением программных комплексов, методов и аппаратных возможностей для обработки больших массивов информации в технологии бурения и освоения скважин появился резерв для внедрения способов оперативного регулирования режима бурения, разработкой которых занимались российские и зарубежные такие ученые как Алиев Т.В., Багиров P.E., Балицкий П.В., Башкатов Д.Н., Белоруссов В.О., Би Р., Бражников В.А., Варламов В.П., Грачев Ю.В., Григорян H.A., Дмитриев В.Н., Йоунгс Б., Калинин А.Г., Кузнецов O.JL, Кулябин Г.А., Кутузов Б.Н., Лукьянов Э. Е., Мелик-Шахназаров A.M., Погарский A.A., Рогоцкий Г.В., Симонов В. И., Симонянц Л.Е., Соломенников C.B., Спасибов В.М., Тер-Хачатуров A.A., Чиркин H.A., Шлык Ю.К., Эйгельс P.M. и др.

Целью регулирования режима бурения скважин является приведение данной системы в некоторое оптимальное состояние для повышения эффективности бурения. Целевые функции существующих способов регулирования сводятся к оптимизации основных параметров режима бурения: расход бурового раствора Q, осевой нагрузки на долото G, частоты вращения долота п. Основным недостатком существующих способов является оптимизация по одному из выбранных параметров Q, G и п, связанных нагрузочной характеристикой турбобура, которая считается неизменной в процессе бурения, тогда оптимальное решение не всегда соответствует оптимальному режиму. Следовательно, оптимальное решение можно принять, только имея информацию по нескольким связанным параметрам, например, одновременно частоты вращения долота п и осевой нагрузки G.

Разработкой новых способов регулирования режима бурения и систем телеметрии забойных параметров бурения в нашей стране активно занимаются такие компании как БИТАС, ВНИИГИС, ИНТЕРЛОГ и др., мировыми лидерами в этой области являются Slumberger, Halliburton, Baker Hughes, Weatherford и др. В связи с этим поиск и внедрение новых способов регулирования режима бурения скважин по данным с забоя, учитывающих

изменение энергетической характеристики турбобура в процессе бурения, является актуальной научно-технической задачей.

Цель диссертационной работы

Цель исследований - повышение эффективности турбинного бурения скважин путем разработки и исследования в стендовых и промысловых условиях регулирования режима бурения по изменению энергетической характеристики звука турбобура в процессе углубления скважины.

Основные задачи исследования

1. Исследовать механизм генерации звука в промывочной жидкости в бурильной колонне в процессе углубления скважины и исследовать энергетические характеристики этого звука при изменении режима бурения.

2. Разработать способ и инструментальные средства для получения информации одновременно о частоте вращения долота п и осевой нагрузке О с использованием гидроакустической системы связи в условиях помех для определения изменения нагрузочной характеристики турбобура в процессе бурения.

3. Исследовать инструментальные средства и гидроакустическую систему связи для получения информации о режиме бурения.

4. Разработать и исследовать способ регулирования режима бурения скважин по изменению нагрузочной характеристики турбобура в процессе углубления скважины с использованием энергетических характеристик звука.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования в диссертационной работе является регулирование режима бурения скважин.

Предметом исследования является изменение энергии звуковых колебаний в промывочной жидкости в бурильной колонне как следствие совокупности изменения режимных параметров бурения и нагрузочной характеристики турбобура.

В работе выдвинута гипотеза о том, что акустический сигнал несет информацию одновременно о двух параметрах - частоте вращения долота и осевой нагрузке, поэтому есть возможность определить изменение нагрузочной характеристики турбобура в процессе углубления скважины и оперативно регулировать режим бурения.

Методы исследования

1. Теоретическое исследование источников звука, возникающего в промывочной жидкости в бурильной колонне в процессе бурения скважины и исследование энергетических характеристик этого звука при изменении режима бурения.

2. Теоретическое исследование зависимости изменения параметров энергетической характеристики продольных волн в промывочной жидкости в бурильной колонне и изменения нагрузочной характеристики турбобура в процессе его работы на забое скважины.

3. Обобщение теоретических исследований для разработки способа и инструментальных средств для получения информации одновременно о частоте вращения долота п и осевой нагрузке О с использованием разработанной гидроакустической системы связи.

4. Имитационное моделирование источников спектральной характеристики звука, возникающего в процессе бурения скважины.

5. Экспериментальное исследование инструментальных средств и гидроакустической системы связи для получения информации о режиме бурения.

6. Имитационное моделирование способа регулирования режима бурения скважин, учитывающего изменение нагрузочной характеристики турбобура в процессе бурения, с использованием энергетических характеристик звука, распространяющегося в промывочной жидкости.

Научная новизна

В данной диссертационной работе впервые:

1. Установлено, что основным недостатком существующих способов регулирования является оптимизация по одному из выбранных параметров режима бурения, например, по расходу, по нагрузке или по частоте, связанных нагрузочной характеристикой турбобура, считающейся неизменной. Обоснована необходимость использования двухканальной системы телеизмерения с одновременной информацией о нагрузке О и частоте п.

2. Обосновано повышение эффективности турбинного бурения путем использования в канале телеметрии запатентованного способа и инструментальных средств получения информации одновременно о частоте вращения долота и осевой нагрузки на долото по энергетическим характеристикам звука бурильного инструмента, распространяющегося в промывочной жидкости.

3. Разработана и исследована математическая модель механической скорости проходки и установлено, что чувствительность механической скорости проходки к осевой нагрузке в три раза выше, чем к частоте вращения вала турбобура.

Практическая ценность

1. Промысловыми испытаниями на буровой установке БУ 3000 ЭУК, проведенными на скважинах № 1, 2, 3, 5, 8 куста 1, Северо-Тарасовского месторождения Пурпейского УБР доказано, что в процессе бурения наклонно-направленных скважин с турбобурами ЗТСШ1-195 с однокамерными четвертьволновыми резонаторами (режекторными фильтрами) уменьшилось время бурения по скважине в среднем на 12%, а механическая скорость проходки увеличилась на 21%.

2. Разработана и исследована имитационная модель регулирования режима бурения скважин. Впервые разработан алгоритм управления РПДЭ-3 на основе критерия оптимизации режима бурения по минимальной энергии звука турбобура и долота, приводящий в итоге к повышению эффективности технологического процесса.

Основные защищаемые положения

1. Способ управления режимом бурения скважины по критерию минимальной энергии звука, распространяющегося в промывочной жидкости, а также рабочий алгоритм и имитационная модель этого процесса, учитывающие изменение нагрузочной характеристики' турбобура и долота в процессе бурения.

2. Техническая осуществимость помехозащищенного и помехоустойчивого гидроакустического канала связи для передачи глубинной информации по акустическим спектрам звука, генерируемого турбобуром и долотом, в полосе подавленных частот спектра звука бурового насоса, распространяющихся в промывочной жидкости.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Область исследования соответствует паспорту специальности 25.00.15 «Технология бурения и освоения скважин», а именно пункту 5 -«Моделирование и автоматизация процессов бурения и освоения скважин при углублении ствола, вскрытии и разобщении пластов, освоении продуктивных горизонтов, ремонтно-восстановительных работах, предупреждении и ликвидации осложнений».

Апробация результатов исследования

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-практической конференции и выставки «Строительство и ремонт скважин» (Геленджик, 2010 г.), IV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании» (Тюмень, 2010 г.); XII международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные технологии, экономика» (Санкт-Петербург, 2011 г.); XVIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых в Томском политехническом университете (Томск, 2012 г.); VI Ежегодной научно-технической конференции Тюменского студенческого отделения

Общества Инженеров-Нефтяников (БРЕ) Современные технологии для ТЭК Западной Сибири (Тюмень, 2012 г.); Международном научно-практическом форуме, посвященном 50-летию открытия нефти и газа на территории Томской области и 60-летия нефтегазового образования в Сибири в Томском политехническом университете (Томск, 2012 г.); международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2013 г.).

Публикации

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в 14 печатных трудах, в том числе в трех патентах РФ, пяти изданиях, рекомендованных ВАК РФ, одной монографии.

Объем и структура работы

Диссертационная работа изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц, 51 рисунок. Состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 125 наименований.

Личный вклад автора заключался в решении задачи оптимизации режима бурения скважины на основе критерия минимальной энергии звука, генерируемого бурильным инструментом в условиях одновременного использования двух параметров: частоты вращения и нагрузки на долото. Предложена передача забойной информации для управления РПД методом звуковой однополосной связи, с применением амплитудно-импульсной модуляции низких частот, преобразованными управляемым акустическим режекторным фильтром в диапазоне подавленных помех бурового насоса. Разработана имитационная модель способа регулирования режима бурения скважин, учитывающей изменение нагрузочной характеристики турбобура и долота в процессе бурения с использованием энергетических характеристик звука.

Автор опирался на разработки своего научного руководителя Ю.А. Савиных в области создания теории акустического помехозащищенного канала

связи, а также результаты промысловых испытаний по передаче информации о частоте вращения вала турбобура, основанной на методе АИМ звуковых частот, генерируемых турбобуром.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе обоснована потенциальная эффективность турбинного бурения, проведен анализ существующих способов регулирования режима бурения скважин с помощью турбобуров. Выявлены их достоинства и недостатки. Определены цель и задачи исследования.

Во второй главе идентифицированы источники звука, возникающего при турбинном бурении, проведены теоретические исследования для определения зависимости изменения энергетических характеристик звука от изменения нагрузочной характеристики турбобура и от изменения режима бурения скважины. Исследованы изменения амплитудно-частотных спектров (АЧС) звука при изменении режима бурения. Предложен способ однополосной амплитудно-импульсной модуляции для передачи информации о режиме бурения звуковыми сигналами, генерируемыми породоразрушающим инструментом.

В третьей главе представлен способ получения информации о частоте вращения вала турбобура и долота п и осевой нагрузки на долото С с забоя скважины с использованием гидроакустической системы связи в условиях помех с целью определения изменения энергетических характеристик звука. Исследованы инструментальные средства для реализации способа передачи информации о режиме бурения с использованием энергетических характеристик звука.

В четвертой главе рассмотрена структурная схема информационной модели звука в бурильной колонне. Разработаны имитационные модели спектра звука турбобура и долота, спектра звука бурового насоса, спектра звука удара и

трения бурильной колонны о стенки скважины. Разработан и исследован режим регулирования бурения скважин с использованием энергетических характеристик звука.

Основные выводы и рекомендации по диссертационной работе изложены в последнем разделе.

1 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТУРБОБУРОВ

Доходы в Федеральный бюджет от нефтегазовой отрасли в 2012 году составили 50,2%. Очевидно, что нефтегазовая отрасль является донором российской экономики, так как обеспечивает финансирование социально значимых программ и инновационное развитие страны.

Согласно государственной энергетической политике, главными векторами перспективного развития отраслей топливно-энергетического комплекса, предусмотренными «Энергетической стратегией России на период до 2030 года» (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 года, 1715-р), являются:

переход на путь инновационного и энергоэффективного развития; изменение структуры и масштабов производства энергоресурсов; создание конкурентной рыночной среды; интеграция в мировую энергетическую систему.

В частности из доклада Министра энергетики РФ С.И. Шматко 28.10.2010 г, для реализации Генеральной схемы развития нефтяной отрасли до 2020 года потребуется:

пробурить эксплуатационных скважин - 51 333 шт.; построить линейной части трубопроводов: транспорта нефти - 4 574 км.; транспорта нефтепродуктов - 2 918 км. трубной продукции:

для обустройства месторождений - 6,9 млн.тонн; для транспортировки нефти и нефтепродуктов - 15,4 млн.т. буровых установок - 181 штук; нефтеперекачивающих станций - 67 шт.; резервуарных парков общим объемом - 2 455 тыс.куб.м; :

ввод установок гидрокрекинга - 10 шт.

Однако планируется, что к 2030 году должно произойти снижение зависимости российской экономики от энергетического сектора за счет опережающего развития инновационных малоэнергоемких секторов экономики и реализации технологического потенциала энергосбережения, что должно выразиться в сокращении (по сравнению с уровнем 2005 года):

доли топливно-энергетического комплекса в ВВП - в 1,7 раза, доли топливно-энергетических ресурсов в экспорте - в 3 раза, доли капиталовложений в топливно-энергетический комплекс в процентах к валовому внутреннему продукту - в 1,4 раза,

удельной энергоемкости валового внутреннего продукта - в 2 раза, удельной электроемкости валового внутреннего продукта - в 1,6 раза. Из сказанного выше следует, что доходы, полученные от нефтегазовой отрасли, должны быть перераспределены на внедрение отечественных инновационных технологий с одновременным снижением объема инвестиций со стороны бюджета. У современных нефтегазовых компаний появилась реальная возможность увеличения доходов за счет инноваций, предлагаемых российскими учеными на условиях софинансирования Федеральных целевых программ и критических технологий, например, ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2013 годы» и критическая технология РФ «Технологии поиска, разведки, разработки месторождений полезных ископаемых и их добычи», утвержденная указом Президента РФ от 7 июля 2011 года № 899.

Одним из направлений внедрения инноваций должно стать бурение нефтяных и газовых скважин, так как этого требует реализация «Генеральной схемы развития нефтяной отрасли до 2020 года». Инновационное развитие связано с улучшением технико-экономических показателей бурения, то есть

оптимизации строительства скважин. Одним из направлений оптимизации является оптимизация режима бурения.

Анализ применяемых в России способов бурения показал, что основным способом бурения нефтяных и газовых скважин является вращательное бурение с применением гидравлических забойных двигателей. В качестве забойных двигателей используются турбобуры и винтовые забойные двигатели (ВЗД).

В последние годы наблюдается резкое снижение объемов турбинного бурения и одновременное увеличение бурения ВЗД (рисунок 1.1).

90 80 70 60 50 40 30 20 10 О

70

1111

¿0 у:}.?-11881(1

12 ш'ЗУ

80

75

10

15

2

ЯШШШ

1970

2000

2011

в роторный способ в турбинный способ

бурение винтовыми забойными двигателями я электробурение

Рисунок 1.1 - Анализ применяемых в России видов бурения

Причиной снижения объемов турбинного бурения является несоответствие технических характеристик серийных турбобуров требованиям технологии наклонно-направленного бурения, а также отсутствием возможности использования российских или зарубежных телеметрических систем для повышения точности проводки направленных скважин из-за

геометрических и технологических особенностей широко используемых турбобуров [104].

При анализе технологии бурения установлено, что турбобуры могут работать в более тяжелых условиях, чем ВЗД, при этом имея больший срок службы и более качественную и прямолинейную проводку скважины.

Анализ перспективных на бурение регионов свидетельствует, что бурение будет происходить в условиях твердых пород на шельфе и соленосных пород Западной и Восточной Сибири. По скорости проходки в твердых породах турбобуры опережают ВЗД. При проводке скважин через соленосные породы турбобуры являются более ресурсо- и энергосберегающими забойными двигателями, так как износостойкость турбобуров выше при использовании соленасыщенных буровых растворов, чем ВЗД, что позволяет сократить количество спускоподъемных операций на скважине. Применение турбобуров позволяет использовать ориентированное бурение там, где другие способы являются малоэффективными.

В пользу развития турбинного бурения также говорит и то, что мировые лидеры, такие как Halliburton, имеющий собственное производство Sperry Drilling с турбобурами Turbopower™, и Schlumberger, поглотившая в 2011 году Smith International, уже ведут разработки по совершенствованию технического оснащения и систем телеметрии для турбобуров. В настоящее время в нашей стране ведутся разработки совершенствования технологии турбинного бурения [54] в области модернизации конструкций для целей строительства наклонно-направленных скважин.

Таким образом, для оценки эффективности вида привода бурения воспользуемся Методом анализа иерархий (МАИ), разработанного Т. Саати. Принимая во внимание 4 аспекта СТЭП (социальный, технический, экономический, политический) целесообразно обосновать эффективность каждого привода: турбобур, ВЗД. МАИ основан на попарном сравнении отдельных альтернатив, установлении интенсивности взаимодействия между

элементами иерархии, определении основного вектора. МАИ реализован в программной системе «МРШСЖУТУ».

Социальная эффективность технологии бурения определяется уровнем безопасности и экологичности производственного процесса. С этой точки зрения оба привода являются эквивалентными.

Техническая эффективность технологии бурения с помощью турбобуров выше, чем с ВЗД, так как выше управляемость, износостойкость, надежность, производительность остается неизменной на протяжении всего долбления, тогда как производительность ВЗД убывает.

Экономическая эффективность технологии бурения характеризуется эквивалентностью рассматриваемых видов привода.

Политическая эффективность выражается в борьбе за внешние и внутренние рынки энергоресурсов, успех которой часто определяется сложившейся конъюнктурой. Распространение технологии бурения с ВЗД связано с внедрением западных сервисных компаний, допущенных на российский рынок, предложивших лучший сервис и системы телеметрии, которому не могла противостоять российская технология турбинного бурения. Поэтому с политической точки зрения развитие турбинного бурения и систем телеметрии для него является предпочтительнее.

Результат оценки эффективности по МАИ представлен на рисунке 1.2.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Работа «сперта

Производим попарные сравнения

относительно объекта

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

1 2 3 4 Приоритет

1 СОЦИАЛЬН 1/3 1 1/3 0.125

2 ТЕХНОЛ 3 э 1 0 375

3. ЭКОНОМ 1 1/3 1/3 0.125

4. ПОЛИТ 3 1 3 0.375

СЗ: 1 Применить

ИС 0 Закрыть -1сслеаоеягь

ОС 0 Отмена

Итоговый результат

Альтернатива Приоритет

ТБ 0.6875

ВЗД 0.3125

Настройки диаграммы

Повернуть диаграмма: _| у

Увеличить диаграмму ч; ►

Выделить наибольшую _|

Смещение по горизонтали: < ' _| I

Смещение по вертикали < ; : И

Рисунок 1.2 - Результат оценки эффективности турбинного бурения по МАИ

Из проведенного расчета можно сделать вывод, что с точки зрения потенциальной эффективности технология бурения с применением турбобуров предпочтительнее, чем с использованием ВЗД.

Оптимизацией конструктивных элементов бурильной колонны и технических средств бурения является актуальной задачей. Вопросами модернизации конструкции турбобуров занимались такие ученые, как Каменских C.B. [24], Осипов П.Ф. [40], Пешалов Ю.А. [45], Симонянц Л.Е.[72,73], Симонянц C.J1.[54], Спасибов В.М.[57], Сулакшин С.С. [58], Эйгелес P.M. [65]. Это дает возможность выбрать оптимальные средства бурения на стадии проектирования по предварительной информации о режимах бурения, но не дает оперативно управлять процессом.

Регулирование режимов бурения в процессе разрушения горной породы на забое требует изучения взаимодействия бурильной колонны и породоразрушающего инструмента с забоем в процессе бурения скважины. Изучением данного вопроса занимались Балицкий П.В. [6], Григорян H.A., Багиров P.E. [19], Калинин А.Г., Левицкий А.З. [23], Кичигин A.B. [25], Козловский Е.А. [26], Копылов В. Е., Гуреев И. Л. [29], Кузнецов О.Л., Чиркин И.А., Курьянов Ю.А., Рогоцкий Г.В., Дыбленко В.П. [30,31], Кулябин Г.А.[32,33], Лукьянов Э.Е.[35], Рогоцкий Г.В., Кузнецова З.В. [49], Симонов В. И.[53], Шацов Н.И.[63]. Изучением особенностей строительства скважин занимались Батлер P.M. [8], Булатов А.И. [14], Долгов В.Г. [20], Закиров С.Н. [21], Колесник Е.В. [28], Погарский А.А.[46], Шиповский К. А.[63].

Таким образом, тема диссертационной работы посвящена области разработки регулирования режимов турбинного бурения с целью повышения эффективности бурения скважин.

1.1 Обзор существующих способов регулирования режима

турбинного бурения скважин

Известно, что длина бурильных труб во много раз превышает их диаметр. В процессе вертикального турбинного бурения по бурильным трубам долоту предаются осевые нагрузки. При разрушении долотом горной породы на забое

в них возникают напряжения: растяжение, сжатие, а также кручение, изгиб и другие виды [62].

Вес Р колонны бурильных труб растет с увеличением глубины бурения h. При подаче долота сжатая часть бурильных труб увеличивается, под действием веса бурильной колонны, долото погружается в горную породу и разрушает ее, вся мощность передается на забой для разрушения горной породы. Вся колонна находится в сжатом состоянии.

Однако величина нагрузки передаваемой долоту должна соответствовать оптимальному значению для данного вида пород, то есть оптимальная нагрузка зависит от твердости горной породы, следовательно, требуется регулирование веса колонны в широком диапазоне. При значительном отклонении от оптимального значения могут возникнуть перегрузки или недогрузки, которые вызовут ранний износ породоразрушающего инструмента, аварийные ситуации и искривления ствола скважины. Решение этой задачи возможно при использовании системы «Регулирования подачи долота» (РПД).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хмара, Гузель Азатовна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. A.c. 717299 СССР, М. Кл.2 Е21 В 45/00. Способ регулирования оптимальной осевой нагрузки на долото при бурении скважин [Текст] / Г.В. Рогоцкий, C.B. Соломенников, В.Б. Разумов, A.B. Александров; заявитель Центральная научно-исследовательская лаборатория производственного объединения «Оренбургнефть» Министерства нефтяной промышленности - № 2448493/2203; заявл. 28.01.77; опубл. 25.02.80, Бюл. № 7. - 2с.

2. A.c. 819313 СССР, М. Кл.3 Е21 В 45/00. Способ оптимизации и регулирования режимов бурения скважин [Текст] / Г.В. Рогоцкий, A.B. Солдатов; заявитель Центральная научно-исследовательская лаборатория производственного ордена Трудового Красного Знамени объединения «Оренбургнефть» - № 2762803 /22-03; заявл. 07.05.79; опубл. 07.04.81, Бюл. №13.-Зс.

3. Абрамов Г. С., Барычев А. В., Камнев Ю. М., Молчанов А. А., Сараев А. А., Сараев А.Н. Опыт эксплуатации и перспективы развития забойных инклинометрических систем с электромагнитным каналом связи [Текст] // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, 2001. №1-2. С.23-26.

4. Алиев Т.М., Мелик-Шахназаров A.M., Тер-Хачатуров A.A., Измерительные информационные системы в нефтяной промышленности [Текст] - М., 1981. — 353 с.

5. Баженов Б.В., Баженова JI.A., Римский-Корсаков A.B. Волновые процессы в конечном воздуховоде с реактивным глушителем [Текст] // Акустический журнал. 1995. Том 41, №4. С. 559-562.

6. Балицкий П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины [Текст]. -М.: «Недра», 1975. - 293 с.

7. Бархатов А.Н. Акустика в задачах [Текст] / А.Н. Бархатов, Н.В. Горская, A.A. Горюнов и др. под.ред. С.Н. Гурбатова и О.В. Руденко.: Учеб. пособие для вузов. - М.: Наука. Физмалит, 1996. - 336 с.

8. Батлер P.M. Горизонтальные скважины для добычи нефти, газа и битумов [Текст] = Horizontal wells for the recovery of oil, gas and bitumen : монография / P.M. Батлер; пер. с англ. A.A. Козин; под ред. М. Н. Кравченко, - Ижевск: Институт компьютерных исследований; М.: Регулярная и хаотическая динамика, 2010. - 536 с.

9. Башкатов Д.Н. Оптимизация процесса бурения [Текст]. - Нижний Новгород, 2005.-331 с.

10. Башкатов Д.Н. О механическом критерии технической эффективности [Текст] / Д. Н. Башкатов // Известия вузов. Геология и разведка. 2009. № 2. С. 76-77.

11. Белоруссов, В. О. Способ точного определения процента износа зубьев долота расчетным путем [Текст] / В.О. Белоруссов // Нефтегазовые технологии. 2008. №2. С. 7-9.

12. Би P. [Bi R.] Уменьшение рисков и оптимизация благодаря использованию при бурении программных средств [Текст] / R. Bi, G. Liu // Нефтегазовые технологии. 2011. №7. С. 38-44.

13. Бражников В.А. Информационное обеспечение оптимального управления бурением скважин [Текст] / В. А. Бражников, А. А. Фурне. - М.: Недра, 1989. - 206 с.

14. Булатов А. И., Аветисов А. Г. Справочник инженера по бурению. В 2-х томах. Том 1. [Текст] - М.: Недра, 1985. — 414 с.

15. Бунимович С.Г., Яйленко Л.П. Техника любительской однополосной радиосвязи [Текст]. - М.: Издательство ДОСААФ, 1970. - 314 с.

16. Волновые процессы. Основные законы: Учеб.пособие для вузов [Текст] / И.Е. Иродов. - 2-е изд., дополн. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 263 с.

17. Вольгемут Э.А. Устройства подачи долота для бурения нефтяных и газовых скважин [Текст] / Э.А. Вольгемут [и др.]. - М .: Недра, 1969. - 232 с.

18. Грачев Ю.В., Варламов В.П. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации [Текст]. -М.: Недра, 1968.-328 с.

19. Григорян H.A., Багиров P.E. Анализ процесса турбинного бурения [Текст]: М. - Недра, 1982.-207 с.

20. Долгов В.Г. Повышение эффективности бурения горизонтальных скважин в ОАО "Сургутнефтегаз" [Текст] / В. Г. Долгов [и др.] //Бурение & нефть. 2003. № 9. С. 4-5.

21.3акиров С.Н. Новые принципы и технологии разработки месторождений нефти и газа [Текст]. 4.2 / С. Н. Закиров [и др.]. - М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований: Регулярная и хаотическая динамика, 2009. - 483 с.

22. Исакович М.А. Общая акустика: учебное пособие [Текст]. - М.: Издательство «Наука», 1973. - 496 с.

23. Калинин А.Г., Левицкий А.З. Технология бурения разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые [Текст]. - М.: Недра, 1988. - 374 с.

24. Каменских C.B. Развитие методики оптимизации режимов бурения скважин трехшаршечными долотами [Текст]: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Ухта - 1998.

25. Кичигин A.B. Ударно-вращательное бурение скважин [Текст] / А. В. Кичигин, В. И. Назаров, Э. И. Тагиев. - М. : Недра, 1965. - 165 с.

26. Козловский Е.А. Оптимизация процессов разведочного бурения [Текст]. М.: Недра, 1975. - 304 с.

27. Козловский Е.А. Механизация и оптимизация процессов бурения разведочных скважин [Текст] / Козловский, Е.А., Дьяков, А.Д., Петров, П.А. -М. : Недра, 1980. - 352 с.

28. Колесник Е.В. Разработка технологий, повышающих эффективность разработки нефтяных месторождений горизонтально-

направленными скважинами [Текст]: автореф. дис. канд. техн. наук : 25.00.17 / Е. В. Колесник ; ТюмГНГУ. - Тюмень, 2009. - 24 с.

1 f л \

29. Копылов В. Е., Гуреев И. Л. Акустическая система связи с забоем скважины при бурении [Текст] / В.Е. Копыов, И.Л. Гуреев. - М.: Недра, 1979. - 184 с.

30. Кузнецов О.Л., Чиркин H.A., Курьянов Ю.А., Рогоцкий Г.В., Дыбленко В.П.. Экспериментальные исследования [Текст]. - М.: Государственный научный центр Российской Федерации - ВНИИгеосистем, 2004. - 362 с.

31. Кузнецов О.Л., Чиркин H.A., Курьянов Ю.А., Шленкин С.И., Артюнов С.Л., Дыбленко В.П., Рогоцкий Г.В. Новые технологии и решение прикладных задач.

- М.: ООО «Центр информационных технологий в природопользовании», 2007.

- 434 с.

32. Кулябин Г.А. Оптимизация технологии бурения и совершенствование привода долота на основе исследований динамических процессов в скважине [Текст]: спец-ть 25.00.15-Технология бурения и освоения скважин: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Г.А. Кулябин - Тюмень: Вектор Бук, 2002. - 51 с.

33. Кулябин Г.А. Технология углубления скважин с моделированием процессов в динамике [Текст] / Г. А. Кулябин, В. В. Долгушин; ТюмГНГУ. -Тюмень: Вектор Бук, 2008. - 196 с.

34. Кутузов Б.Н. Теория, техника и технология буровых работ [Текст]. - М.: Недра, 1984.-310 с.

35. Лукьянов Э.Е. Геолого-технологические и геофизические исследования в процессе бурения [Текст]. - Новосибирск: Издательский Дом «Историческое наследие Сибири», 2009. - 752 с.

36. Молчанов A.A., Абрамов Г.С. Бескабельные системы для исследований нефтегазовых скважин (теория и практика) [Текст] / Под общей редакцией A.A. Молчанова - Москва: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2004.—516 с.

37. Молчанов A.A., Лукьянов Э.Е., Рапин В.А.. Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин: учебное пособие. - С.-Петербург:

Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ), 2001 - 298 с.

38. Научно-технический отчет ДО «Наука; по договору №90-384 (2 этап)». Расчетно-теоретические исследования путей и методов создания средств передачи информации снизу-вверх по скважине с помощью акустических колебаний. М, 1990, - 29с.

39. Оптимизация и совершенствование технологии бурения и испытания поисковых и разведочных скважин [Текст]: сборник научных трудов / Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт. - М. : ВНИГНИ, 1984. - 184 с.

40. Осипов П.Ф. Оптимизация режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами [Текст] / П.Ф. Осипов, Г.Ф. Скрябин - Ярославль : Медиум-пресс, 2001. - 240 с.

41. Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов. - М.: Изд-во «Машиностроение», 1971. - 224 с.

42. Патент 2244117 1Ш, С2 Е21 В 44/00. Способ управления работой в скважине и система бурения скважины [Текст] / Элдер Уолтер (вВ), Михан Ричадр (Ш); заявитель Шлюмбергер текнолоджи БВ (ТчПЬ) - № 2003106283/03; заявл. 05.03.2003; опубл. 10.01.2005 - 2с.

43. Патент 2310215 1Щ, С2 С01УЗ/18. Скважинная телеметрическая система (варианты) и способ геофизических исследований в процессе бурения (варианты) [Текст] / Родни Пол Ф. (Ш); заявитель Халлибертон Энерджи Сервисиз, Инк (Ш) - № 2005103224/28; заявл. 02.07.2003; опубл. 10.11.2007 -33с.

44. Патент 2369738 БШ, С2 Е21 В44/00. Способ и система для бурения скважины [Текст] / Гарсия Эрнесто (Ш), Пироволоу Дмитриос (Ш), Алдред Вальтер Д. (вВ), Цигленек Райнхарт (Ш), Табану Жак Р. (Ш); заявитель Шлюмбергер текнолоджи БВ (ЫЬ) - № 2005105512/03; заявл. 28.02.2005; опубл. 10.10.2009-32с.

45. Пешалов Ю.А. Оптимизация применения технических средств и ,,,, технологии бурения разведочных скважин [Текст] / Ю.А. Пешалов . - М. :

Недра, 1979. - 296 с.

46. Погарский А.А. Оптимизация процессов глубокого бурения [Текст] / А. А. Погарский, К. А. Чефранов, О. П. Шишкин. - М.: Недра, 1981. - 296 с.

47. Попов А.Н. Технология бурения нефтяных и газовых скважин: Учеб.для вузов / А.Н. Попов, А.И. Спивак, Т.О. Акбулатов и др.; Под общей ред. А.И. Спивака. - М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2003. - 509 с.

48. Разрушение горных пород при бурении скважин РГП-82 [Текст] : третья Всесоюзная научно-техническая конференция / ВНИИБТ, БАШНИПИНЕФТЬ, УНИ. - Уфа : [б. и.], 1982 - 4.2. - 252 с.

49. Рогоцкий Г.В., Кузнецова З.В. Выбор оптимальных режимов роторного бурения и компоновки бурильной колонны для проводки скважин на площадях объединения "Оренбургнефть". РИТС "Бурение", вып.10, 1982, С. 3 - 4.

50. Савиных Ю.А. Акустический канал связи для измерения и регулирования режимных параметров турбинного бурения. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ»; Тюмень: ИД «Слово», 2004. - 96 с.

51. Савиных Ю.А., Никитин П.О. Колонна бурильных труб, как цилиндрически полое тело, вдоль которых винтообразно распространяются поперечные волны. / Сб. «Новые пути получения технологической информации с забоя скважины при бурении». Труды ТИИ, вып. 39, Тюмень, 1974. С. 191-195.

52. Сайтов В.И., Чупров И.В. Моделирование процесса ударного разрушения негабарита // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) = Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2004. №11. C.267-269.

53. Симонов В. И. Определение зависимости механической скорости от режимных параметров // В кн.: Технология проводки скважин в условиях Западно-Сибирской равнины. Тюмень: ЗапСибНИГНИ. 1974. С. 15-18.

54. Симонянц C.JI. Научное обоснование целевой модернизации техники и технологии турбинного бурения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. Тюмень - 2004.

55. Скрыпник С.Г. Механизация и автоматизация трудоемких процессов в бурении [Текст] / С. Г. Скрыпник, С. М. Данелянц. - М.: Недра, 1968. - 256 с.

56. Сорокин Л.А., Мигуля А.П., Лихушин A.M. Новые возможности в регулировании режимов бурения скважин // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. 2007. №2. С.38-40.

57. Спасибов В.М. Совершенствование систем управления и оптимизации процессов углубления скважин забойными гидравлическими двигателями [Текст] : автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.15.10 / В. М. Спасибов ; ТюмГНГУ. - Тюмень, 2000.

58. Сулакшин С.С. Техника и технология направленного бурения скважин [Текст] / С.С. Сулакшин, А.Ш. Калинин, Б.И. Спиридонов. - М.: Недра, 1967. -219 с.

59. Финк Л.М. Сигналы, помехи, ошибки... Заметки о некоторых неожиданностях, парадоксах и заблуждениях в теории связи. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1984. - 256 с.

60. Харкевич А. А. Борьба с помехами.—М.: Наука, 1965.—212 с.

61. Чупров В. П., Епишев О. Е., Якимов В. А., Камоцкий В. А., Григорьев В. М. Телесистема ЗИС-4 с беспроводным электромагнитным каналом связи. Десять лет эксплуатации.— В кн.: Состояние и перспективы использования геофизических методов для решения актуальных задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых».—Октябрьский, 1999.—С. 362-366.

62. Шацов Н.И. Глубокое вращательное бурение. - М.: Главная редакция Горно-топливной и геологоразведочной литературы; Ленинград: 2-я тип. ОНТИ им. Евгении Соколовой, 1938. - 685 с.

63. Шиповский К. А. Методика оптимизации процесса строительства скважины на основе моделирования строительства скважины [Текст] / К. А. Шиповский, В. В. Живаева // Бурение & нефть. 2011. N 7/8. С. 30-32.

64. Шлык Ю.К., Мавлютов М.Р., Санников Р.Х. Механико-гидравлический канал связи с забоем при турбинном бурении. - Тюмень: «Вектор Бук», 1999 -200с.

65. Эйгелес P.M. Расчет и оптимизация процессов бурения скважин [Текст] / Р. М. Эйгелес, Р. В. Стрекалова. - М. : Недра, 1977. - 200 с. : ил.

66. Эффективные решения для оптимизации бурения скважин. ООО НЛП "Бурентех" [Текст] // Нефтегазовая вертикаль . 2007. № 6. С. 20-21

67. Юдин Е.Я. Борьба с шумом на производстве: Справочник/ Е.Я. Юдин, JI.A. Борисов. - М.: Машиностроение, 1985. - 399 с.

68. АВОТ System // Reservoil Data Systems Inc. [Электронный pecypc].URL: www.gaswell.net/ABOT_System.pdf (дата обращения: 31.03.2013)

69. Acoustic telemetry system // Halliburton. [Электронный ресурс]. URL: http://www.halliburton.com/public/ts/contents/Data Sheets/web/H/HO 1910.pdf (дата обращения: 31.03.2013)

70. Ahmed Y. Abukhamsin. Optimization of well design and location in a real field: a thesis master of science in petroleum engineering/ Ahmed Y. Abukhamsin. - June 2009.- 81 p.

71. ARCHIVED - Success Stories - Calgary company pioneers acoustic drilling telemetry for the oilpatch. Extreme Engineering Ltd//National Research Council Canada. August 21, 2006. [Электронный ресурс]. URL:http://archive.nrccnrc.gc.ca/eng/news/irap/2006/08/21/extreme.html (дата обращения: 31.03.2013)

72. Azar J.J. / J.J. Azar, G. Robello Samuel// Drilling Engineering.- 6 February 2007.- 486 p.

73. Bar-Cohen Y. Drilling in Extreme Enviroments / Y. Bar-Cohen, K. Zacny // Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.- 2008. - 218 p.

74. Camwell P.L. Acoustic telemetry, with multiple nodes in drillstring, used to achieve distributed, MWD/ P.L. Camwell, J.G. McRory, J.M. Neff//Drilling Contractor.- March/April 2009.- P. 30-35.

75. Devereux S. "Practical Well Planning and Drilling Manual"/ S. Devereux // Perm Well Publishing Company. - Tulsa, ОК.- 1998.- 412 p.

76. Dow B. Special focus: drilling technology. Improving drilling results with a realtime performance advisory system/ B. Dow, R. Harmer and J. Belaskie // World Oil online. June 2012, Vol. 233 №6. [Электронный pecypc].URL:http.7/www.worldoil.com/June-2012-Improving-drilling-results-with-a-real-time-performance-advisory-system.html (дата обращения: 31.03.2013)

77. Drilling Fluid Technology: Performances and Environmental Considerations//Products and Services; from R&D to Final Solutions.- November 2010.- P. 227-256.

78. Dupriest F.E. Maximizing Drill Rates with Real-Time Surveillance of Mechanical Specific Energy/ F.E. Dupriest, W. Koederitz // IADC/SPE 92194, Drilling Conference.- Amsterdam.- February 2005

79. eDrilling: A System for Real-Time Drilling Simulation, 3D Visualization and Control/Society of Petroleum Engineers//SPE International.- 2007.- 11-12 April.- P. 1-6.

80. Gilles Vie. Delivering data to drive drilling decisions/Gilles Vie//Drilling & Exploration World (DEW).-2009.-№10.-P. 20-23.

81. Gulf Publishing is an imprint of Elsevier30 Corporate Drive, Suite 400, Burlington, MAO 1803, USA The oulevard, Langford Lane, Oxford OX5 1GBF irt edition 2010 Copyright © 2010, William Lyons. Published by Elsevier Inc. Allrights reserved. 602 p.

82. Iqbal F. Drilling Optimization Technique - Using Real Time Parameters/ F. Iqbal // SPE 114543, SPE Russian Oil & Gas Technical Conference and Exhibition.-Moscow, Russia.- 28-30 October 2008.

83. Iversen, F.P. Monitoring and Control of Drilling Utilizing Continuously Updated Process Models/ F.P. Iversen, E. Cayeux, E.W. Dvergsnes, J.E. Gravdal, E.H. Veiling // SPE 99207, IADC/SPE Drilling Conference.- Miami, Florida.- Februaiy 2006.

84. John Z. Optimized Decision Making Through Real Time Access to Drilling and Geological Data from Remote Wellsites / Z. John, A. Ahsan, I. Reid // SPE 77855, SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition.- Melbourne, Australia.-October 2002.

85. Lyons W.C. Working guide to drilling equipment and operating / W.C. Lyons.-USA The oulevard, Langford Lane. - 2010. - 602 p.

86. Mochizuki S. Real Time Optimization: Classification and Assessment/ S. Mochizuki, L.A. Saputelli, C.S. Kabir et al., // SPE 90213, SPE Annual Technical Conference and Exhibition.- Houston, ТХ,- September 2004

87. Monden T. Operation Support Centers - Real Time Drilling Optimization and Risk Mitigation/ T. Monden, C.R. Chia // SPE 110950, SPE Saudi Arabia Technical Symposium.- Dhahran.- May 2007.

88. Moss B. Real-time community meets the well bore/ B. Moss //Exploration and Production (E&P). October 15, 2012. [Электронный ресурс]. URL: http://www.epmag.com/item/Real-time-community-meets-well-bore_108291 (дата обращения: 31.03.2013)

89. O'Connell S. Acoustic facies and sediment composition of the Mississippi fan drill sites, deep sea drilling project leg 96/ S. O'Connell, W. R. Normark // Deep Sea Drilling Project reports and publications. [Электронный ресурс].URL: http://www.deepseadrilling.org/96/volume/dsdp96_20.pdf (дата обращения: 31.03.2013)

90. Osgouei R.E. Rate of Penetration Estimation Model for Directional and Horizontal Wells/ R.E. Osgouei // Ms.S. Thesis, The Graduate School, Middle East Technical University.- 2007.

91. Our Technology: What is the XACT Acoustic Telemetry Network// XACT ' Acoustic Telemetry Network. , [Электронный ресурс].

' г

URL:http://www.xactinc.com/?page_id=297 (дата обращения: 31.03.2013)

92. Ozbayoglu M.E. Minimization of Drilling Cost by Optimization of the Drilling Parameters/ M.E. Ozbayoglu, C. Omurlu // 15th International Petroleum and Natural Gas Congress and Exhibition of Turkey.- 11-13 May 2005.

93. Pereira J.J. Comprehensive Optimization of Drilling Parameters for Horizontal Wells/ J.J. Pereira // Ph.D. Thesis, The Graduate School, University of Tulsa, OK.-1999.

94. Sidorova M. New technology and engineering for well drilling with the using hydro-acoustic device / M. Sidorova, J. Pinka // Wiertnictwo Nefta Gaz.- 2008.- P. 641-646.

95. Sinanovic S. Directional propagation cancellation for acoustic communication along the drill string/ S. Sinanovic, D.H. Johnson // Computer and Information Tech. Inst. Dept. of Elec. And Сотр. Eng. Rice University.- Houston, Texas.

96. Sinanovic S. Limits of acoustic Waveguide Communication: a thesis Dr. of philosophy: 3216782/ S. Sinanovic.- Houston, Texas.- 2006.- 59 p.

97. Tuna Eren. Real-time-optimization of drilling parameters during drilling operations: a thesis Dr. of philosophy in petroleum and natural gas engineering/ Tuna Eren.- February 2010.- 145 p.

98. United States Patent 5,144,589 GOIV 1/00. Method for predicting formation pore-pressure while drilling [Text] / Bob A. Hardage, Sugarland, Tex; Assignee Wester Atlas International, Inc. (US) - № 643,352; Filed Jan.22.1991; Date of Patent Sep.1,1992 - 10 p.

99. United States Patent 6,088,294 GO IV 1/00. Drilling system with an acoustic measurement-while-drilling system for determining parameters of interest and controlling the drilling direction [Text] / James V. Leggelt, III; Vladimir Dubinsky, both of Houston; John W. Harrell, Spring; Paul J. G. Seaton, The Woodlands; Andrey G. Brooks, Tomball; Roger P. Herbert, Spring, all of Tex.; Assignee Baker Hughes

Incorporated, Houston, Tex. (US) - № 08/789,230; Filed Jan.24.1997; Date of Patent Jul.l 1,2000-24 p. ,

100. United States Patent 6,968,909 B2 E21B 44/00. Realtime control of a drilling system using the output from combination of an earth modeland a drilling process model [Text] / Walter D. Aldred, Thriplow (GB); Richard Meehan, Sugar Land, TX (US); Assignee Schlumberger Technology Corporation, Sugar Land, TX (US) - № 10/248,704; Filed Feb. 11.2003; Date of Patent Nov.29,2005 - 12 p.

101. United States Patent 7,404,456 B2 E21B 47/00. Apparatus and method of identifying rock properties while drilling [Text] / Gary Weaver, Conroe, TX (US); Roger L. Schultz, Aubrey, TX (US); Assignee Halliburton Energy Services, Inc., Carrollton, TX (US) - № 10/960,395; Filed 0ct.7.2004; Date of Patent Jul.29,2008 -13 p.

102. United States Patent 7,946,356 B2 E21B 19/00. Systems and methods for monitored drilling [Text] / William L. Koederitz, Cedar Park, TX (US); Michael N. Porche, Round Rock, TX (US); Graham R. Watson, Glocester (GB); Aaron C. Cooke, Austin, TX (US); Leon Ellison, Huffman, TX (US); Rheinhold Kammann, Wienhausen (DE); Manfred Worms, Nieuhagen (DE); Clive Lam, Tomball, TX (US); Guy L. McClung, III, Spring, TX (US); Assignee National Oilwell Vareo L.P., Houston, TX (US) - № 12/322,349; Filed Jan.31.2009; Date of Patent May 24,2011 -53 p.

103. United States Patent 8,214,188 B2 G01V 1/40, G01V 3/18. Methods and systems for modeling, designing, and conducting drilling operations that consider vibrations [Text] / Jeffry R. Bailey, Houston, TX (US); Erika A. O. Biediger, Houston, TX (US); Lei Wang, Sugar Land, TX (US); Shankar Sundararaman, Houston, TX (US); Mehmet Deniz Ertas, Bethlehem, PA (US); Vishwas Gupta, Sugar Land, TX (US); Assignee ExxonMobil Upstream Research Company, Houston, TX (US) - № 13/121,633; Filed Sep.30.2009; Date of Patent Jul.3,2012 -71 p.

104. Балденко Д.Ф., Коротаев Ю.А. Современное состояние и перспективы развития отечественных винтовых забойных двигателей [Текст] / Д.Ф. Балденко, Ю.А. Коротаев // Бурение и Нефть. 2012. №03. С. 3-7.

Личный вклад автора

Статьи в издания рекомендованных ВАК РФ

105. Негомедзянова Г. А. (Хмара Г.А.) Способ контроля осевой нагрузки на долото по КПД бурения / Г.А. Негомедзянова (Г.А. Хмара), Ю.А. Савиных, Х.Н. Музипов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, 2006. №12. С. 6-10.

106. Хмара Г. А. Звуковой канал связи для передачи технологических параметров при турбинном бурении / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ, 2010. №3. С. 27-33.

107. Хмара Г. А. Способ передачи забойной информации акустическими метками при турбинном бурении / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ, 2010. №4. С. 33-40.

108. Хмара Г.А. Способ контроля динамического уровня жидкости в скважине для управления погружным электронасосом / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных, Х.Н. Музипов, И.В. Дианов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, 2011. № 10. С. 3-5.

109. Хмара Г.А. Способ контроля нагрузки на долото амплитудно-импульсной модуляцией звука в процессе турбинного бурения / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных, Х.Н. Музипов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, 2011. № 6. С. 2-3.

Патенты

110. Патент 2333351 RU, C1 Е21 В 44/00. Способ контроля осевой нагрузки на долото по кпд бурения [Текст] / Г.А. Негомедзянова (Г.А. Хмара), Ю.А. Савиных, Х.Н. Музипов, А.Ю. Васильева; заявитель Государственное

образовательное учреждение высшего профессионального образования .«Тюменский государственный нефтегазовый университет» - № 2006142153/03; заявл. 28.11.2006; опубл. 10.09.2008 - 12с.

111. Патент 2443862 RU, CI Е21 В 47/14. Способ получения забойной информации о частоте вращения вала турбобура [Текст] / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных; заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» - № 2010143939/03; заявл. 26.10.2010; опубл. 27.02.2012 - 8с.

112. Патент 2456446 RU, CI, Е21 В 44/00, Е21 В 47/14. Способ контроля осевой нагрузки на долото при турбинном бурении [Текст] / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных; заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» - № 2010152874/03; заявл. 23.12.2010; опубл. 20.07.2012 - Юс.

Конференции

113. Хмара Г. А. Управление нагрузкой на долото при турбинном бурении / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных, Х.Н. Музипов // Строительство и ремонт скважин: Материалы международной научно-практической конференции и выставки. -Геленджик 2010 г.

114. Хмара Г.А. Амплитудно-импульсная модуляция технологического звука для передачи информации при турбинном бурении / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Научно-техническое творчество и новаторство: тенденции и перспективы: Материалы всероссийской научно-практической конференции, посвященной 50-летнему юбилею Союза научных и инженерных организаций Тюменской области. - Тюмень: Союз научных и инженерных организаций Тюменской области, 2011.С. 98-99.

115. Хмара Г.А. Использование амплитудно-импульсной модуляции технологического звука для передачи информации при турбинном бурении / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Высокие технологии, фундаментальные технологии, экономика: сборник статей двенадцатой международной научно-

практической конференции. - С-Пб: Издательство Политехнического университета, 2011. С. 304-305.

116. Хмара Г.А. Использование энергосберегающей технологии турбинного бурения / Г.А. Хмара // Современные техника и технологии: сборник трудов XVIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 3 т. Т. 1 / Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. 2012. С. 255-256.

117. Хмара Г.А. Совершенствование технологии турбинного бурения скважин / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Материалы Международного научно-практического форума, посвященного 50-летию открытия нефти и газа на территории Томской области и 60-летия нефтегазового образования в Сибири 25-26 сентября 2012г. - Томск: Из-во Томского политехнического университета, 2012. С. 180-183.

118. Хмара Г.А. Способ контроля забойной информации при горизонтальном турбинном бурении по энергетическим характеристикам звука / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Современные технологии для ТЭК Западной Сибири: сборник научных трудов VI Ежегодной научно-технической конференции Тюменского студенческого отделения Общества Инженеров-Нефтяников (SPE). 2012. С. 7680.

119. Хмара Г.А. Энергосберегающие технологии в нефтедобыче / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных, Х.Н. Музипов // Энергетика. Инновационные направления в энергетике. CALS - технологии в энергетике: Материалы IV Всероссийской научно-технической интернет-конференции. - Пермь: Издательство Пермского государственного технического университета. 2011. С.7-17.

120. Хмара Г.А., Савиных Ю.А. Контроль нагрузки на долото по информации АИМ звука при турбинном бурении / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании:

Материалы IV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. - Тюмень: ТюмГНГУ. 2010. С. 119-123.

121. Хмара Г.А., Савиных Ю.А. Разработка и исследование регулирования режима бурения с использованием энергетических характеристик звука / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Нефть и газ Западной Сибири : материалы международной научно-технической конференции. Т. 2. - Тюмень : ТюмГНГУ, 2013. - С.42-49.

Прочие издания

122. Хмара Г.А. Способ контроля нагрузки на долото амплитудно-импульсной модуляцией звука в процессе горизонтального турбинного бурения / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Наука и ТЭК. Тюмень: ОАО «Тандем». 2011. №2. С.45-46.

123. Хмара Г.А. Способ регулирования нагрузки на долото при бурении горизонтальных скважин / Г.А. Хмара, Ю.А. Савиных // Наука и ТЭК. -Тюмень: ОАО «Тандем». 2012. №2. С. 49-52.

124. Хмара Г.А. Способ увеличения КПД при турбинном бурении / Г.А. Хмара, Н.П. Кузнецов, Ю.А. Савиных, Х.Н. Музипов // Нефть. Газ. Новации, 2010. №12. С. 20-24.

125. Савиных Ю.А., Хмара Г.А. Повышение эффективности турбинного бурения на основе акустической информации: монография / Ю.А. Савиных, Г.А. Хмара. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2013. - 114 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ЗВУКА БУРОВОГО НАСОСА

/ - «

V««*

*х5-10 , с

/хЮО, Гц

Рисунок П.1 - Фрагмент АЧС звука бурового насоса: 1 - АЧС звука бурового насоса, 2 - АЧС звука бурового насоса, преобразованного НАРФ

Рисунок П.2 - Фрагмент осциллограммы звука бурового насоса на частоте 200 Гц: 1 - осциллограмма звука бурового насоса на частоте 200 Гц, 2 - осциллограмма звука бурового насоса на частоте 200 Гц, преобразованного НАРФ

ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ЗВУКА ТУРБОБУРА И ДОЛОТА

А, дБ

120—

8040-

*А/ ♦

I .

I

' /

? X

•г г-»

'■ч

•;Ж1

у

70-3

ял-/

ъь—У

г х5-10 , с

1 2 3

10

/хЮО, Гц

Рисунок П.З - Фрагмент АЧС звука турбобура и долота: 1 - АЧС звука турбобура и долота, 2 - АЧС звука турбобура и долота, преобразованного УАРФ

А, дБ

100

100

200

\

ПИ

г, с

0 05

0 1

0 15

02

Рисунок П.4 - Фрагмент осциллограммы звука турбобура и долота на частоте 200 Гц: 1 - осциллограмма звука турбобура и долота на частоте 200 Гц, 2 - осциллограмма звука турбобура и долота на частоте 200 Гц, преобразованного УАРФ

ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ЗВУКА УДАРА И ТРЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ

КОЛОННЫ О СТЕНКИ СКВАЖИНЫ

Рисунок П.5 - Фрагмент АЧС звука удара и трения бурильной колонны о стенки скважины: 1 - АЧС звука удара, 2 - АЧС звука трения

Рисунок П.6 - Фрагмент осциллограммы звука удара и трения бурильной колонны о стенки скважины на частоте 200 Гц: 1 -осциллограмма звука удара на частоте 200 Гц, 2 -осциллограмма звука трения на частоте 200 Гц

ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ЗВУКА В БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЕ

А, дБ 160—

120—

Рисунок П.8 - Фрагмент осциллограммы звука в бурильной колонне на частоте 200 Гц