Содержание к диссертации
Введение
1 Характеристика вибронагруженности глубинного бурового оборудования в процессе бурения 8
1.1 Особенности работы глубинного бурового оборудования 9
1.2 Виброзащита глубинного оборудования при случайных колебаниях 12
1.3 Оценка вибронагруженности глубинного оборудования при бурении скважин 23
1.4 Выводы 32
2 Определение параметров виброгасящих устройств при случайных колебаниях 33
2.1 Применение метода имитационного моделирования при выборе параметров виброгасящего устройства 33
2.2 Общие принципы расчета параметров 37
2.3 Динамический расчет модели виброзащитной системы 39
2.4 Демпфер продольных колебаний 46
2.5 Расчет длины демпфирующего элемента 48
2.6 Демпфер крутильных колебаний 52
2.7 Выводы 54
3 Применение вероятностно-статистических методов для оценки технического состояния глубинного бурового оборудования 55
3.1 Измерение технологических параметров для оценки состояния глубинного бурового оборудования 56
3.2 Обработка статистических характеристик параметров бурения, представленных в виде случайных колебаний 61
3.2.1 Обоснование выбора корреляционных функций для обработки записи колебаний 64
3.2.2 Построение графиков корреляционной функции и спектральной плотности с помощью данных записей колебаний технологических параметров 69
3.3 Оценка состояния глубинного бурового оборудования с помощью вероятностно-статистических методов 74
3.3.1 Обработка статистических характеристик осевой нагрузки на долото и давления промывочной жидкости при виброзащитной компоновке с помощью спектрально-корреляционного анализа 74
3.3.2 Оценка вибронагруженного состояния глубинного оборудования с применением коэффициента Джини 80
3.3.3 Конкретный пример использования коэффициента Джини 85
3.3.4 Использование теории выбросов случайных колебаний для оценки состояния глубинного бурового оборудования 89
3.4 Выводы 94
Основные выводы 95
Библиографический список 96
- Виброзащита глубинного оборудования при случайных колебаниях
- Динамический расчет модели виброзащитной системы
- Обработка статистических характеристик параметров бурения, представленных в виде случайных колебаний
- Оценка вибронагруженного состояния глубинного оборудования с применением коэффициента Джини
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
Процесс бурения всегда характеризуется интенсивными вибрациями глубинного оборудования из-за многочисленных факторов, в частности, неоднородности горных пород, случайных колебаний осевой нагрузки, пульсаций давления промывочной жидкости. С одной стороны, вибрации и создаваемые ими динамические силы увеличивают интенсивность разрушения породы, с другой - вызывают износ и отказ забойных двигателей, появление усталостных напряжений в муфтах, замках, на вооружении и опорах долот, отскоки и скольжения долота, виброперемещения колонны бурильных труб, недоиспользование ресурса забойных двигателей и мощностей, подводимых к забою скважины. Все это ведет к ухудшению технико-экономических показателей бурения и к снижению показателей надежности глубинного бурового оборудования.
Для защиты от нежелательных вибраций и повышения прочности и долговечности элементов глубинного оборудования наиболее эффективным способом является применение виброгасящих устройств - демпферов, устанавливаемых над долотом или над забойным двигателем. Актуальным становится вопрос создания наиболее простых и надежных виброгасящих устройств, а также своевременная диагностика технического состояния глубинного бурового оборудования, основанная на вероятностно-статистических методах исследования.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Оценка вибронагруженного состояния глубинного бурового оборудования при случайных колебаниях и разработка виброгасящих устройств для повышения надежности оборудования.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1 Анализ работы глубинного бурового оборудования при воздействии
случайных колебаний.
2 Изучение влияния случайных колебаний на параметры
вибронагруженности динамической системы «забойный двигатель -
демпфер»: величину и время отскока долота.
Выбор параметров и расчет демпфирующих устройств с учетом анализа случайных колебаний методами имитационного моделирования, корреляционной теории и теории марковских процессов.
Применение вероятностно-статистических методов к разработке диагностических критериев оценки состояния глубинного бурового оборудования.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Установлена корреляционная зависимость с использованием теории марковских процессов между параметром вибронагруженности глубинного бурового оборудования (временем отскока долота) и частотой вращения вала забойного двигателя, позволяющая определить наименьшее время отскока при различных частотах вращения.
Установлена аналитическая зависимость между величиной износа глубинного бурового оборудования и параметрами демпфера, позволяющая за счет изменения массы и жесткости последнего повысить эффективность эксплуатации оборудования.
3 Разработан и обоснован диагностический критерий оценки
технического состояния глубинного бурового оборудования по
коэффициенту Джини случайных колебаний осевой нагрузки на долото и
давления промывочной жидкости.
МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Поставленные задачи решались с использованием методов имитационного моделирования, теории случайных функций, спектрально-корреляционного анализа, теории нелинейных колебаний, теории выбросов, вероятностно-статистических методов обработки промысловых материалов.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1 Анализ случайных колебаний, действующих на глубинное буровое
оборудование, и демпфирующих устройств, позволяющих гасить колебания,
с целью предохранения элементов глубинного бурового оборудования от
преждевременного износа и отказа.
2 Влияние виброгасящих устройств на один из параметров
вибронагруженности глубинного бурового оборудования - отскок долота.
3 Выбор и расчет параметров демпфера для глубинного оборудования
при случайных колебаниях с использованием методов имитационного
моделирования.
Использование спектрально-корреляционного метода для анализа характеристик колебаний осевой нагрузки и давления промывочной жидкости с целью оценки технического состояния системы «забойный двигатель - демпфер».
Применение коэффициента Джини случайных колебаний осевой нагрузки и давления промывочной жидкости, а также числа выбросов за фиксированный уровень в качестве диагностических критериев для оценки состояния глубинного бурового оборудования.
ПРАКТИЧЕСКАЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ
Представлен вариант имитационной модели выбора демпфера и его параметров для повышения надежности глубинного бурового оборудования при воздействии случайных колебаний.
Разработана конструкция демпфера с заданной частотой собственных колебаний [161]. Разработан способ определения технического состояния породоразрушающего инструмента по коэффициенту Джини случайных колебаний осевой нагрузки на долото и давления промывочной жидкости [160].
Расчет параметров демпфирующих устройств для глубинного бурового оборудования используется при подготовке курсовых и дипломных работ студентами специальности 17.02.00 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов».
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ
Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены
на научно-технической конференции «Проблемы нефтедобычи Волго-
Уральского региона» (Уфа, 2000); межотраслевой научно-практической
конференции «Проблемы совершенствования дополнительного
профессионального и социогуманитарного образования специалистов топливно-энергетического комплекса» (Уфа, 2001).
ПУБЛИКАЦИИ
Основные положения диссертации отражены в 8 научных публикациях, в том числе двух учебных пособиях; получено 2 патента на изобретение.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ
Диссертационная работа состоит из 3 глав, основных выводов, библиографического списка (232 наименования), содержит 128 страниц машинописного текста, в том числе 43 рисунка и 7 приложений.
Виброзащита глубинного оборудования при случайных колебаниях
В технике для виброзащиты любых объектов используются многочисленные устройства, различающиеся по принципу действия и возможностью применения; они описаны в работах [7, 13, 20, 22, 27, 28, 33-35, 41, 43, 49, 50, 56-58, 70, 72, 74-79, 81, 83, 85, 87, 100, 105, 111-114, 117-119, 125, 126, 129-131, 140, 141, 153, 157-159, 163, 168, 169, 177, 180, 190, 194, 197, 205, 208, 214, 215, 218, 219, 221, 223]. Нормальная работа глубинного бурового оборудования зависит также и от нормальной работы других устройств и конструкций, находящихся на промысле.
ВИБРОГАСИТЕЛИ (или динамические гасители) представляют собой дополнительные массу и жесткость. Если собственная частота виброзащищаемого объекта совпадает с частотой возмущающего воздействия, то возникает резонанс, а применение виброгасителя позволяет уменьшить амплитуду колебаний системы и не допускает работу объекта в резонансной зоне. Виброгасители используют для конструкций буровых вышек, мачт с оттяжками, опор линий электропередач, висячих переходов и сооружений горнорудной промышленности. В качестве основных элементов используются пружины, дополнительная масса, маятники, гироскопы.
Активные ВИБРОИЗОЛЯТОРЫ устанавливаются под объектами, которые являются источниками вибраций (например, под двигателями или насосами) и служат для защиты основания от возмущающих сил. Пассивные виброизоляторы служат для защиты приборов, буровых станков, электродвигателей, насосных установок и т.д. от возможных колебаний основания. Виброизоляторы могут быть пружинными (когда объект устанавливается на упругие опоры), цельнометаллическими или с добавлением резиновых элементов, могут использовать воздушное трение для рассеяния энергии колебаний или не рассеивать эту энергию (недемпфированные).
Работа ДЕМПФЕРОВ основана на том, что энергия колебаний системы рассеивается в результате сухого трения прижатых одна к другой поверхностей; трения поверхностей, погруженных в вязкие среды (вязкого трения); при взаимодействии магнитного поля с полем вихревых токов, возбуждающихся движением системы (гистерезисное трение). Демпферы применяют в случаях, когда необходимо уменьшить амплитуды продольных колебаний виброизолированного объекта или перевести колебательный процесс в апериодическое движение системы. Демпферы чаще всего устанавливаются над долотом или над забойным двигателем.
Амортизаторы необходимы для смягчения ударов и толчков в конструкциях сооружений или машин в целях защиты от сотрясений и больших нагрузок. Амортизаторы содержат упругие, металлические, гидравлические или пневматические элементы и объединяют в себе признаки демпферов и виброизоляторов.
В компоновку бурильной колонны дополнительно вводятся различные устройства (калибраторы, центраторы, маховики, расширители, амортизаторы и т.п.), роль которых заключается в частичной стабилизации колонны труб и защите ее элементов от воздействия вибрации [175, 176, 195, 216]. Виброзащита обеспечивает уменьшение отклонения вектора нагрузки на долоте от оси скважины. В частности, установка центрирующих устройств в точках максимального прогиба, соответствующих критическим нагрузкам [1], позволяет предохранить бурильную колонну от продольного изгиба при создании динамических нагрузок на долото. Кроме этого существуют компоновки, основанные на принципе отвеса, т.е. создания на долоте силы (за счет сил собственного веса УБТ, расположенных в наклонной скважине), которая направлена противоположно силе, отклоняющей скважину от вертикали [187]. Применение УБТ, установленной на валу забойного двигателя, в качестве маховика создает равномерные условия работы турбобура. При этом с целью обеспечения качественного формирования ствола скважины и создания жесткого направляющего участка на верхнем и нижнем концах УБТ устанавливаются калибрующие элементы, а над турбобуром для более эффективной работы системы - центрирующий элемент [101, 104].
Перед спуском в скважину колонну бурильных труб покрывают масляной смесью (гудронная эмульсия, смесь автола или нигрола с канифолью) с целью предупреждения и уменьшения вибраций, возникающих на высоких частотах вращения бурильного инструмента. При сближении поверхностей трубы и стенки скважины в слое смазки возникают гидродинамические усилия, вызванные сопротивлением высоковязкой смазки боковому растеканию по направлению к краям площади касания, которые и способствуют гашению поперечной вибрации бурильных труб [121]. Увеличение массы наддолотной части утяжеленных бурильных труб в разных случаях тоже приводит к положительным результатам, даже без использования сложных виброгасящих конструкций. Легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ) обладают демпфирующей способностью (способностью поглощать колебания в результате внутреннего трения в металле), которая зависит от твердости, модуля упругости и прочности металла на разрыв. В частности, большой демпфирующей способностью обладают, например, диамагнитные бурильные трубы из латуни. В некоторых случаях применение ЛБТ позволяет гасить колебания бурильной колонны [120, 122]. Наддолотные маховики, простые в исполнении и не содержащие дополнительных упругих элементов, позволяют уменьшить нестабильность вращения вала забойного двигателя за счет возросшего момента инерции вращения.
Динамический расчет модели виброзащитной системы
В работе [136] приведен пример расчета динамического гасителя колебаний (рисунок 2.2) и доказано, что при надлежащем подборе величин nil и Cj вынужденные колебания второго груза, обусловленные действием на него возмущающей силы, могут быть уничтожены. В любой момент реакция первого груза за счет массы своей га, уравновешивает приложенную ко второму грузу возмущающую силу, амплитуда вынужденных колебаний второго груза оказывается равной нулю. Для погашения колебаний основной массы т2 необходимо, чтобы собственная частота виброгасителя со0 = Jc{ /m, была равна частоте возмущающей силы со. Но это условие может быть ограничено конструктивными условиями, поэтому возможное значение жесткости с, должно быть ограничено значением возмущающей силы [8, 136, 153]. Выясним влияние присоединенной массы демпфера на течение переходного колебательного процесса, возникающего при работе глубинного бурового оборудования. Рассмотрим виброзащитную систему (рисунок 2.3), состоящую из двух тел - демпфер плюс долото - и на которую действуют активные силы тяжести G, и G2 (G[ - обобщенный вес долота, G2 - обобщенный вес демпфера), упругие силы сопротивления пружин и возмущающая сила P(t).
Положение системы определяется двумя обобщенными координатами: х, и х2 (х( - вертикальное перемещение центра тяжести тела от положения равновесия). Точки О, и 02 - соответствующие положения равновесия тел. При построении схемы принимались некоторые допущения: система имеет одну степень свободы; массы долота и демпфера - точечные; деформируемостью тел и массой пружины пренебрегаем; изменением энергии колебательной системы пренебрегаем [153]. Тогда колебательная система идеализируется до консервативной, и ее движение можно описать далее получаем уравнение 4-го порядка: т,га2Я4 + а(т{ + га2)Я3 + [(ш, + ш2)q + тхс2]Я2 + 2с2Я + схс2 - 0. (2.3.10) Уравнение (2.3.10) довольно трудно решать аналитическим путем. С помощью программных средств, подставив конкретные значения параметров, можно получить численное решение. Примем следующие параметры виброзащитной системы [197]: q =0,316-10 кН/м; С2 =0,569-10 кН/м; а = 5Л0 с"1; mi =50кг; ni2=250кг. Индекс 1 относится к обобщенным параметрам демпфера, индекс 2 - к обобщенным параметрам забойного двигателя и долота.
Подставив эти значения в формулу (2.3.10), можно получить четыре комплексных корня уравнения с помощью программы MathCAD 2000 Pro (Приложение В): Корни характеристического уравнения дают наглядное представление о переходных процессах, происходящих в динамической системе. В частности, большая мнимая часть характеризует незатухающие колебания. Однако не всегда нужно гасить колебания, необходимые для интенсификации процесса разрушения. Использование демпфера имеет смысл, если при его отсутствии имеет место резонанс колебаний долота т2. При надлежащем подборе величин т[ и С[ вынужденные колебания долота, обусловленные действием на него возмущающей силы, должны быть уничтожены.
Обработка статистических характеристик параметров бурения, представленных в виде случайных колебаний
Обработка записей колебаний осевой нагрузки и давления промывочной жидкости была проведена по данным, полученным на скважине №202 Рятамакской площади Октябрьского УБР (станция ГЕОТЕСТ-5М), скважине №2470 Дмитриевской площади Туимазинского УБР (станция ГЕОТЕСТ-5) и скважине №1 Леузинской площади Уфимского УБР (станция ГЕОТЕСТ-5) АНК «Башнефть». Записи колебаний обрабатывались пакетом программ «GeoData». Для анализа данных по скважинам принимались во внимание интервал бурения, способ бурения, тип долота, износ опор и вооружения. В таблицах 3.1 и 3.2 приведены технико-экономические показатели бурения скважин Туимазинского УБР, данные которых использовались для статистической обработки. Анализируемые интервалы бурились новыми винтовыми двигателями, турбобурами, электробурами и роторным способом. Скважины пробурены в 2001 г. Стандартная компоновка низа бурильной колонны включала в себя: долото 215,9 мм, 3-х секционный турбобур ЗТСШ-195, УБТ 146 мм, СБТ 114 мм, ЛБТ 127 мм. При аппроксимации корреляционных функций реальных колебаний бурильной колонны широкое применение находят следующие виды корреляционных функций: кх(т) = Dxe a и кх(т) = Dxe а г cos/Зт [91,96, 98, 103, 153, 159, 164, 186]. Параметр а характеризует степень затухания кривой кх(т) с увеличением т; параметр /3 - средняя частота функции кх(т). Подбор аппроксимирующей функции связан с варьированием параметров «и (3. При увеличении а корреляционная функция кх{т) = Dxe a T убывает быстрее, колебания случайной функции становятся более резкими и беспорядочными, корреляционная связь между различными значениями аргумента затухает чрезвычайно быстро. Когда а — , случайная функция имеет постоянную спектральную плотность.
При дальнейшем анализе в качестве параметров вибронагруженности были приняты спектрально-корреляционные характеристики работы глубинного бурового оборудования. По записям колебаний осевой нагрузки сравнивались результаты вычисления корреляционной функции и спектральной плотности следующих видов: Функция (3.1) является наиболее распространенной, описывающей процессы изменения колебаний осевой нагрузки и давления промывочной жидкости. Функции вида (3.2) и (3.3) также описывают распределение случайных событий. Дополнительный гармонический член в корреляционной функции (3.2) обозначает вероятность появления более сложного события -реализации случайных колебаний [38]. Сравнение результатов обработки данных по нескольким функциям требовалось для учета случайных колебаний, действующих на глубинное оборудование (Приложения Г, Д, Е). На рисунке 3.6 представлены графики корреляционной функции и спектральной плотности колебаний осевой нагрузки для скважины №1 (площадь Леузинская Уфимского УБР), интервал бурения 1302 - 1322 м (двигатель ЗТСШ1-240, проходка 20 м, долото СЗГВ 295,3, износ долота В2ПЗ). На рисунке 3.7 - скважина №2470 (площадь Дмитриевская Туймазинского УБР), интервал бурения 460 - 750 м (см. таблицу 3.1), износ долота ВЗП4. На рисунке 3.8 - скважина №202 (площадь Рятамак Октябрьского УБР), интервал бурения 1197 - 1351 м (см. таблицу 3.2), износ долота ВЗПЗ. Сравнительный анализ корреляционных функций показал (рисунки 3.6, 3.7 и 3.8), что функция вида (3.3) не дает полного представления о характере процесса долбления, функция вида (3.2) отражает процесс колебаний осевой нагрузки также, как и функция (3.1), и при воздействии случайных колебаний на глубинное оборудование может быть использована для анализа записей изменений технологических параметров. С использованием корреляционной функции вида (3.2) были исследованы случайные колебания технологических параметров при различных способах бурения скважин. Произведены вычисления корреляционной функции и спектральной плотности для измеренных колебаний осевой нагрузки в начале и конце долбления каждого интервала нескольких скважин. Обрабатывались данные, полученные с помощью станций геолого-технологических исследований (Приложение Д). На рисунке 3.9 показаны графики корреляционной функции и спектральной плотности колебаний осевой нагрузки в начале и в конце одного долбления для интервала 1197-1351м скважины №2470 Туймазинского УБР. Бурение велось винтовым двигателем (см. таблицу 3.1). В конце долбления видно преобладание широкополосного спектра со снижением амплитуды. Износ долота по коду составлял В1П2. Рисунок 3.10 - то же самое для интервала 1302-1322 м скважины №1 Уфимского УБР. Бурение велось турбинным способом. Наблюдалось сохранение узкополосного процесса колебаний осевой нагрузки в конце долбления с увеличением преобладающей частоты. Износ долота по коду составлял В2ПЗ. Рисунок 3.11 - интервал 2612-2632 м скважины №1 Уфимского УБР. Бурение велось роторным способом. В конце долбления сохранялся узкополосный спектр. Износ долота по коду составлял В1ПЗ. Рисунок 3.12 - интервал 1252 - 1436 м скважины №2470 Туймазинского УБР. Бурение велось электробуром, что характеризуются широкополосным спектром с отсутствием преобладающей частоты. Износ долота по коду составлял ВЗПЗ.
Анализ формы спектра колебаний показывает, что узкополосный процесс характерен для более эффективного процесса бурения, для лучшего состояния глубинного оборудования. Как правило, при новом вооружении и неизношенных опорах спектр более узкий, а при износе опор и вооружения -стремится к широкополосному (в худшем случае - к «белому шуму») [91]. При спектрально-корреляционном анализе выявлено, что для роторного бурения характерен узкополосный процесс со смещением преобладающей частоты в область высоких частот в конце отработки долота; при турбинном бурении сохраняется узкополосный процесс с преобладающей частотой и уменьшением амплитуды последней в конце долбления; при бурении винтовыми двигателями наблюдается преобладание широкополосного спектра с более высокой преобладающей частотой; бурение электробурами характеризуется отсутствием преобладающей частоты и приближением спектра к «белому шуму» (т.к. при электробурении информация об изменениях технологических параметров получается не по гидравлическому каналу связи). Эффективная работа глубинного оборудования достигается, как правило, при узкополосном спектре в области низких частот, смещение преобладающей частоты и расширение спектра свидетельствует об износе породоразрушающего инструмента, что подтверждает результаты, полученные в работах [12, 25, 36, 47, 91, 93, 98, 123, 182, 195,224,226,229].
Оценка вибронагруженного состояния глубинного оборудования с применением коэффициента Джини
Кроме спектрально-корреляционного анализа к группе критериев для косвенной оценки технического состояния глубинного оборудования относится коэффициент Джини, используемый в экономике [142]. По нему устанавливается взаимосвязь между случайными колебаниями параметров, измеряемых в процессе бурения скважины, и изменениями технического состояния породоразрушающего инструмента, что позволяет принимать оперативные решения по управлению бурением скважины [160, 226, 228].
Определение коэффициента Джини основано на построении кривой Лоренца, или линии распределения. Для этого строится зависимость количества значений случайных величин Q (параметров, измеренных в процессе бурения скважин - колебаний давления промывочной жидкости и колебаний осевой нагрузки на долото) по оси координат в % - от количества этих значений N в начале и конце каждого долбления по оси абсцисс в % для различных состояний анализируемых объектов управления (рисунок 3.17). Если бы между измерением параметров процесса бурения и изменением технического состояния долота существовало абсолютное равенство, то, например, 20%-й износ долота соответствовал бы только одним значениям параметров, 40%-й износ - другим значениям, и т.д., что отражено кривой ОЕ рисунка 3.17. В действительности, наблюдается иная картина, что представлено кривой OABCDE, или так называемой кривой Лоренца. Чем больше отклонение кривой Лоренца от линии ОЕ, тем меньше взаимосвязь между анализируемыми показателями. Площадь фигуры ABCDEO - это интегральный показатель отличия действительного распределения от полностью равномерного.
Чем больше отклонение кривой Лоренца от линии ОЕ, тем больше площадь Sp и, следовательно, тем больше коэффициент Джини будет приближаться к единице.
По вышеприведенной методике были определены значения коэффициента Джини по результатам бурения десяти скважин на кусте №849 Самотлорского месторождения, где использовано 55 долот, показавших различные степени износа. В произвольный момент времени бурения с дискретностью 30 секунд в течение 15-20 минут измерялись колебания давления жидкости P(t) и осевой нагрузки G(t) по схеме. Полученные значения P{t) и G(t) составили статистический ряд для последующего вычисления коэффициента Джини. В таблице 3.3 приведен пример расчета коэффициента Джини.
На рисунках 3.18 и 3.19 показаны конкретные примеры определения коэффициента Джини при бурении скважины № 30568 Самотлорского месторождения по давлению жидкости и осевой нагрузке. Как видно из рисунков, чем хуже становится состояние долота, тем больше отклонение действительной кривой от кривой равномерного распределения.
Для нахождения взаимосвязи между коэффициентом Джини и износом долота введены показатели, применяемые в качестве критериев работоспособности долота [160, 226, 232]: где Тр - критерий работоспособности по давлению жидкости, TG - критерий работоспособности по осевой нагрузке, GP, GQ - коэффициенты Джини колебаний соответственно давления промывочной жидкости и осевой нагрузки.
В таблице 3.4 приведены выборочные результаты вычисления коэффициента Джини (Gn) и критериев работоспособности (Т) при различном износе долот.
Минимальный износ вооружения (Bi) и опоры долота (Пі) соответствует изменению критериев Тр в пределах 0,996...0,989 и TG -0,956...0,950. По мере увеличения износа долота значения критериев работоспособности уменьшаются в следующих пределах:
В качестве эталонных значений критериев диагностирования принимаем ТР = TG = 1, что соответствует новому долоту. При кустовом бурении скважины величину эталонного значения критерия ТР и TG можно определить по результатам бурения первой скважины после 5-6 долблений сильно изношенными долотами. При дальнейшем бурении контролируется текущее значение критерия работоспособности долота, и не допускается его отклонение от принятых эталонных значений.
Динамика всех коэффициентов Джини при бурении одного куста показывает, что в средних интервалах отклонение от идеальной линии распределения больше, и анализ записей колебаний осевой нагрузки по коэффициенту Джини дает наглядное представление о техническом состоянии глубинного оборудования.
Способ диагностирования состояния породоразрушающего инструмента по коэффициенту Джини наряду со спектрально-корреляционным анализом может найти применение для оценки технического состояния глубинного бурового оборудования путем измерения колебаний параметров случайного процесса.