СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСЧЕТА МГНОВЕННОЙ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ КОМПОНОВКИ НИЗА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

1. Способ расчета мгновенной скорости вращения компоновки низа бурильной колонны на нижнем конце бурильной колонны с приводом от бурильного механизма на верхнем конце бурильной колонны, испытывающей колебания прилипания-проскальзывания, имеющие расчетную или наблюдаемую основную частоту, содержащий этапы определения изменений крутящего момента на валу бурильного механизма, объединения известной крутильной податливости бурильной колонны с изменениями крутящего момента на валу и создания выходного сигнала, представляющего мгновенную скорость вращения.
2. Способ по п.1, в котором изменения крутящего момента на валу выражаются только на основной частоте, при этом этап расчета мгновенной скорости вращения компоновки низа бурильной колонны упрощен так, что может быть реализован программируемым логическим контроллером и выполнен в режиме реального времени.
3. Способ по п.1 или 2, в котором этап определения изменений крутящего момента содержит пропуск сигнала крутящего момента через полосовой фильтр с центром на основной частоте.
4. Способ по п.3, в котором расчет мгновенной скорости вращения компоновки низа бурильной колонны содержит определение скорости в скважине с использованием суммарной статической податливости бурильной колонны и фазового параметра и определение суммы сигнала, пропущенного через фильтр низких частот, представляющего скорость вращения бурильного механизма, и скорости вращения в скважине.
5. Способ согласно п.1, содержащий периодическое выполнение расчета мгновенной скорости этапа расчета и вывод расчетных данных на пульт управления бурильщика, при этом бурильщик снабжен, по существу, расчетными данными мгновенной скорости вращения компоновки низа бурильной колонны в режиме реального времени.
6. Способ согласно п. 1 или 2, дополнительно содержащий этап определения показателя интенсивности прилипания-проскальзывания, как отношения динамической амплитуды скорости в скважине к средней скорости вращения бурильного механизма, при этом указанный показатель является полезным для создания выходного сигнала, показывающего интенсивность прилипания-проскальзывания в данной точке во времени.
7. Способ согласно п.1 или 2, дополнительно содержащий следующие этапы:
(a) демпфирование колебаний прилипания-проскальзывания с использованием бурильного механизма;
(б) регулирование скорости вращения бурильного механизма с использованием пропорционально-интегрального регулятора;
(в) настройка пропорционально-интегрального регулятора так, что бурильный механизм поглощает большую часть крутильной энергии от бурильной колонны на частоте колебаний прилипания-проскальзывания или вблизи нее.
8. Способ по п.7, в котором колебания прилипания-проскальзывания содержат крутильные волны, распространяющиеся по бурильной колонне, и этап (в) содержит корректировку параметра I пропорционально-интегрального регулятора в зависимости от приблизительного периода колебаний прилипания-проскальзывания и от действующего момента инерции бурильного механизма, при этом бурильный механизм имеет коэффициент отражения, зависящий от частоты крутильных волн и, по существу, минимальный на частоте колебаний прилипания-проскальзывания или вблизи нее.
I=ω
J
ω
J
s
s
2
9. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап корректировки параметра I согласно   где  приблизительная или расчетная угловая частота колебаний прилипания-проскальзывания и  действующий момент инерции бурильного механизма.
10. Способ по п.8, в котором действующий момент инерции содержит суммарную механическую инерцию бурильного механизма на его выходном валу.
11. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап уменьшения действующего момента инерции бурильного механизма, при этом демпфирующий эффект бурильного механизма увеличивается для частот выше основной частоты.
12. Способ по п.11, в котором этап уменьшения действующего момента инерции содержит этап настройки пропорционально-интегрального регулятора с дополнительным параметром крутящего момента, пропорциональным угловому ускорению бурильного механизма.
13. Бурильный механизм для использования в бурении ствола скважины, содержащий электронный регулятор с запоминающим устройством и выборочно пропорционально-интегральный регулятор, причем запоминающее устройство сохраняет исполняемые компьютером инструкции, при исполнении которых электронным регулятором выполняются этапы способа по любому из пп.1-6, и/или настройки пропорционально-интегрального регулятора согласно этапам способа по любому из пп.7-12.
14. Электронный регулятор для использования с бурильным механизмом для бурения ствола скважины, регулятор содержащий запоминающее устройство и выборочно пропорционально-интегральный регулятор, причем запоминающее устройство сохраняет исполняемые компьютером инструкции, при исполнении которых электронным регулятором выполняются этапы способа по любому из пп.1-6, и/или настройку пропорционально-интегрального регулятора согласно этапам способа по любому из пп.7-12.
15. Способ модернизации бурильного механизма на буровой установке, содержащий этапы загрузки исполняемых компьютером инструкций в электронный регулятор на буровой установке, причем электронный регулятор предназначен для регулирования или мониторинга регулирования работы бурильного механизма, при этом исполняемые компьютером инструкции содержат команды для выполнения способа согласно любому из пп.1-12.