Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Ранее (табл. 3.5) объяснялась физическая сущность некоторых безразмерных величин ГТИ. Для безразмерных величин, в структуру которых не входит параметр скорости (V), можно найти другое физическое истолкование. На их базе можно по­строить параметр нормализованной скорости бурения (У#), равный произведению механической скорости бурения (Км) на безразмерную величину, не содержащую в своей структуре параметр скорости. Безразмерная величина получает при этом название коэффициента нормализации (Км), и выражает собой степень влияния входящих в ее структуру параметров на ско­рость бурения (Км).

Можно предложить усложняющийся ряд уравнений норма­лизованной скорости бурения, содержащий коэффициенты нор­мализации

= К,

м

м

‘ь2Р’

-к,

-Ум

( л2 Ар /2р

Л -К

ри /С

•V,

•У»

м

м

М

-К*

ГЬАРЛ у/20;

_к (тА_у "Ч (7 I. м

1/с Р<2

АОр /О ЬАри ~Ж

К

-у

м

2

У/АОр вР

р А°2 (ь2а2рV ГОР

-К,

-к.

= У

м

м

(3.10)

(1/3Р0′ т/   { а2о J * "м Г2ро)

-V,

м

• К

м

м

ГЬА20р2Л’ 1СР

У

м

ЬАв2

Как видно из приведенного ряда уравнений, коэффициенты нормализации содержат от 3 до 8 режимно-технологических па­раметров и параметров ПЖ, т. е. описывают математические мо­дели процесса бурения различной степени сложности. В зависи­мости от наличия применяемых измерительных комплексов, а также от конкретных особенностей процесса может быть выбра­на одна из предложенных моделей бурения, т. е. одно из уравне­ний нормализованной скорости бурения.

Нормализованная скорость бурения, определяемая по пред­ложенному принципу, является унифицированным средством оперативного выделения пластов-коллекторов и зон АВПД в раз­личных по сложности горно-геологических и технологических условиях.

Описанный выше принцип нормализации может быть с успе­хом применен и для составления аналогичных усложняющихся рядов других параметров. Рассмотрим это на примере плотно­
сти. Можно выбрать безразмерные величины, содержащие в своей структуре под знаменателем параметры скорости (VM) и плотно­сти (р). Параметр VM связан с плотностью горных пород обратно пропорционально, при умножении значения р промывочной жидкости на безразмерный параметр, содержащий под знамена­телем р, они сократятся, а получившийся параметр, имея раз­мерность плотности, в своей структуре значения плотности ПЖ иметь не будет, что позволит обосновать переход к значениям плотности горных пород. В этот же ряд могут быть включены и размерные параметры с условием, что в их структуре значение плотности ПЖ отсутствует.

На основании вышеизложенного можно предложить услож­няющийся ряд уравнений плотности горной породы:

Р G _ G fG _ G2

Рг — П VN? " VUQ " LVMv S V2v " fVMQ2 "

P2 Lf2P AP _ LQ PQ

" f2vuQ ‘ KU ‘ f2K, y " KSv " lv2v "

GP _ QP fP2Q _ L2fG PQ

~~ LV2AS ” LVmAQ " V2AG ~ VMQv ~ LVMAS ~

fPQ LAG fGQ AG2

E LVMAv E JVMQv " LVMASv ‘ LfV^PQv’ (3.11)

Предложенные математические модели, имеющие размерность плотности горной породы при наличии связей полученных дан­ных (калибровочных коэффициентов) с плотностью по керну, образцам грунтоносов, шламу или по скважинной гамма-гамма плотнометрии, позволяют оперативно определить плотность гор­ных пород, а в перспективе — и их пористость, т. к. между плот­ностью и пористостью для большинства горных пород имеются хорошие корреляционные связи [43, 170].

Большой выбор числа измеряемых параметров в математиче­ских моделях, имеющих размерность плотности горной породы (от 2 до 8), позволяет использовать эти модели при различных комплексах исследования, применяемых при ГТИ в самых раз­личных условиях. Калибровка выбранных для конкретных усло­вий моделей плотности горной породы по каменному материалу или скважинным замерам ГГП не представляет труда.

Изложенные выше принципы позволяют построить услож­няющиеся математические модели практически для всех физи­ческих величин, что открывает перед методами ГТИ совершенно новые информационные возможности, вполне реализуемые в новом поколении разрабатываемых компьютеризированных ИИС ГТИ типов «Сибирь» и «Разрез».

Принцип нормализации для всех измеряемых и вычисляемых параметров, зависящих от условий бурения, т. е. от сочетания других режимно-технологических параметров процесса бурения, определяется следующим образом:

нормализация — есть процесс умножения нормализуемого па­раметра на безразмерное выражение, не содержащее данного параметра, но влияющее на его величину, которое называется в данном случае коэффициентом нормализации.

Полученные наборы нормализованных величин являются свое­образными «наборами зондов переменной информативности», зависящей от выбранной модели (коэффициента) нормализации, т. е. от количества и взаимосвязи величин, влияющих на норма­лизуемый параметр.

Такой подход позволяет в зависимости от набора первичных преобразователей в измерительном комплексе и конкретных гор — но-геологических и технологических условий выбирать наибо­лее оптимальный «зонд», дающий наилучшее приближение к нуж­ной модели процесса бурения или изучаемого физического свой­ства горной породы.

Следует отметить и то обстоятельство, что появление ранжи­руемых по сложности математических моделей процесса разру­шения горной породы позволяет по-новому подойти к проблеме автоматизации углубления скважины, которая пока находится за пределами функций ГТИ, являясь одной из задач АСУ ТП— БУРЕНИЕ.

Появление таких критериев управления технологическим про­цессом, как коэффициент реализации гидравлической мощно-

„ УС/ О

СТИ Л, =~рд ‘, коэффициенты ЗагруЗКИ турбобура Л3| = 1/()р ‘

ЬАР

з2 — ; коэффициент интенсивности разрушения

¥ УА Р ЬУА

» Р = "ур" ; коэффициент буримости Л б = коэффициент

ВЛИЯНИЯ СВОЙСТВ промывочной ЖИДКОСТИ ^пж — ; коэф-

/V

фициент динамичности Ка = и других моделей разруше­ния горной породы различной степени сложности, а также раз­работка бортовых вычислительных комплексов на современной микропроцессорной технике дает как теоретическое, так и прак­тическое обоснование включения задач автоматизации углуб­ления скважины в функции ГТИ, являющихся в этом случае основой АСУ ТП — БУРЕНИЕ на уровне куста скважин.

Комментарии запрещены.