Расшифровка записей индикаторной диаграммы

Запись усилия на крюке ведется непрерывно на бумажном диске, приводимом во вращение часовым механизмом со скоростью 1 об/сут.

Бумажный диск диаметром 300 мм (возможны и другие размеры) имеет 100 концентрических окружностей с оцифровкой каждой 10-й окружности и 24 радиальные дуги, соответствующие часам в сутках (рис. 3.6). Часовые отрезки в свою очередь разделены на 4 части, каждая из которых составляет отрезок времени в 15 мин. Каждый 15-минутный отрезок визуально может быть разделен на 3−5 частей. Таким образом, запись показаний усилий на крюке во времени с диаграммы может быть считана с точностью 3−5 мин.

По требованию заказчика регистраторы выпускаются с записью от центра к периферии и наоборот. Распространение получили регистраторы первого варианта.

За начало отсчета принимается 10-я окружность (на основном указателе 10-е деление), что позволяет учесть вес талевого блока и крюка, а также обнаружить течь в гидравлической системе по падению давления ниже 10-й окружности (деления).

Если линия записи проходит параллельно одной из окружностей, это значит, что за данный отрезок времени усилие на крюке не изменилось. И если в это время велось бурение, то оно велось с постоянной осевой нагрузкой.

В процессе бурения осевая нагрузка изменяется бурильщиком в связи со сменой горных пород, или она может иметь небольшие колебания из-за неточности в регулировании подачи инструмента. Изменение осевой нагрузки происходит и в том случае, если меняются буримые породы, а подача инструмента остается прежней.

Рис. 3.6. Пример суточной индикаторной диаграммы.

Спуск инструмента на диаграмме отражается рядом пиков, увеличивающихся по высоте и располагающихся примерно параллельно радиальным дугам. Количество пиков соответствует количеству опущенных свечей, а высота каждого пика — весу опущенного инструмента. Расстояние между точками начала и конца пика соответствует времени спуска свечи.

Графическое изображение подъема бурового инструмента на диаграмме имеет вид, обратный спуску, т. е. соответствует ряду пиков, уменьшающихся по высоте.

Если запись будет вестись по 10-й окружности диаграммы, это свидетельствует о том, что нагрузки на крюке нет: снаряд поднят (идет, например, смена долота), снаряд поставлен на клинья, идет бурение с осевой нагрузкой, равной весу снаряда и т. п. Без дополнительных записей бурильщика расшифровка диаграмм не всегда однозначна.

На рис. 3.6 приведен пример суточной диаграммы записи работы (усилия на крюке) буровой установки.

Определение веса инструмента, нагрузки на вышку и нагрузки на долото с использованием ГИВ-6−2.

В примерах использован ГИ В-6−2 с трансформатором давления ТД-2А, талевый канат 015,5 мм, оснастка талевой системы 1 * 2 (т = 2). В примерах не учитывается вес и КПД талевой системы, что, конечно, вносит погрешность в измерения, но эта погрешность в данном случае незначительная.

Пример 1. Определить вес бурового снаряда в условиях скважины G_Cn, или что-то же самое — усилие на крюке Gkp, если отсчет основного указателя при взвешивании снаряда 45 делений.

По паспорту 40-му делению соответствует (см. табл. 3.5) усилие в неподвижном конце талевого каната 1400 кге, а 50-му — 1900 кгс. Средняя цена деления а в интервале между 40-м и 50-м делениями (т. е. между делениями, кратными десяти) составит: а = (1900 — 1400) / 10 = 50 кгс, тогда 45 делениям соответствует усилие в неподвижном конце талевого каната 1400 + 5 • 50 = 1650 кгс. Нагрузка на крюк G_Kp в т раз больше усилия в неподвижном конце талевого каната: G_Kp= Qch⁼ 2 * 1650 = 3300 кгс.

Пример 2. Определить нагрузку на буровую вышку Рц при условиях примера 1: /^>в= (w + 2) • 1650 = 6600 кгс.

Пример 3. Определение осевой нагрузки (нагрузки на долото). Для определения осевой нагрузки необходимо от числа делений /?_в, соответствующих весу инструмента в условиях скважины, вычесть число делений при разгрузке /?_г, (т. е. при бурении), полученную разность Ап умножить на число струн талевой оснастки т и среднюю цену деления а в данном интервале.

Отсчет по основному указателю составил: при взвешивании снаряда «в = 60 делений, при бурении п_г, = 5 деление. Следовательно, величина осевой нагрузки в делениях составит Ап = — «г»⁼ 60 — 51 =9 делений. По паспорту 60-му делению соответствует усилие в неподвижном конце талевого каната 2400 кгс, а 50-му — 1900 кгс. Средняя цена деления в этом интервале а = (2400 — 1900) / 10 = 50 кгс. Величина осевой нагрузки составит G₀c⁼ (я * /я) • п = (50 -2)• 9 = 900 кгс.

Если же осевая нагрузка задана в кге, а необходимо определить соответствующие деления по прибору, то производят следующий пересчет. Пусть G₀c~ 1200 кге, показания прибора при взвешивании бурового снаряда /?_R = 65 делений.

Средняя цена деления в интервале 70−60 делений а = (2850 -2400) /10 = = 45 кге. При снижении отсчета с 65-го деления до 60-го будет набрана осевая нагрузка 45 • 2 • 5 = 450 кге.

Средняя цена деления в интервале 60−50 делений а = (2400 -1900) /10 = = 50 кге. Для набора еще (1200 — 450) = 750 кге осевой нагрузки необходимо снизить показания основного указателя на 750 / (50−2) = 7,5 деления, тогда бурение должно вестись при п_в = 60 — 7,5 = 52,5 деления.

Таблица 3.4.