Устройство для измерения механической скорости бурения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ по авт.св. № 876974, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено делителем , первьй вход которого подключен к выходу схемы совпадения, а второй вход - к выходу регистра индикации, а выход делителя соединен со счетчиком импульсов времени. ts9 rsD 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
РЕСПУБЛИК
„.SU„„1122814
3(дц Е 21 В 45/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTI44
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
/ (61) 876974 (21) 3554215/22-03 (22) 25.02.83 (46) 07.11.84. Бюл. Р 41 (72) В.А.Бражников (71) Куйбышевский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева, филиал
I в г. Сызрани (53) 622. 24. 082 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 876974, кл. Е 21 В 45/00, 1980 .(прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ по авт.св. Ф 876974, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено делителем, первый .вход которого подключен к выходу схемы совпадения, а второй вход — к выходу регистра индикации, а выход делителя соединен со счетчиком импульсов времени.
1 11228
Изобретени относится к бурению глубоких нефтяньм и газовых скважин, а именно к средствам контроля параметров бурения.
По основному авт.св. - 876974 известно устройство для измерения
5 механической скорости бурения, содержащее датчики подачи, осевой нагрузки и времени, две сх мы совпадения, компаратор, счетчики импульсов проходки и времени, регистр индикации, триггер и элемент задержки, причем вьмод датчика подачи через последовательно соединенные первую схему совпадения и счетчик импульсов проходки подключен к регистру индикации, а датчик импульсов времени соединен с первым входом второй схемы совпадения, вторые входы схем совпадения соединены с выходом компаратора, вход которого соединен с выходом датчика осевой нагрузки, а счетчик импульсов времени через триггер соединен с регистром индикации, при этом триггер соединен с элементом задержки, выходы которых подключены к счетчику импульсов проходки и счетчику времени Е1 3.
Недостатком известного устройства является постоянство интервала усреднения проходки при измерении механиЗО ческой скорости, что приводит к увеличению погрешности измерения при уменьшении механической скорости. Это следует иэ формулы для интервала усреднения по времени
35 .дР
E5d" v мин где L — длина колонны бурильных труб
ЬР - разность осевых нагрузок в 4О конце и начале интервала усреднения;
Š— модуль упругости материала труб;
$ — эквивалентное сечение тру- 45 бы; — погрешность измерения механической скорости, обусловленная погрешностью измерения проходки; 50
Ч вЂ” минимальное значение механимин ческой скорости, для которого погрешность измерения при данном dt не превышает значения d .
Преобразовав формулу (1), получим дь- 1 (2)
ДtV
14 2 где LdP
Е5
V — - механическая скорость.
Из выражения (2) следует, что при уменьшении механической скорости во время долбления при постоянном интервале усреднения погрешность измерения механической скорости возрастает.
Целью изобретения является повышение точности измерения механической скорости.
Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения механической скорости бурения снабжено делителем, первый вход которого подключен к выходу схемы совпадения, а второй вход — к выходу регистра индикации, а выход делителя соединен со счетчиком импульсов времени.
На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения механической скорости.
Устройство содержит датчик 1 осевой нагрузки, компаратор 2 для сравнения текущего и заданного Р значео ний осевой нагрузки, 3,4 — первую 3 и вторую 4 схемы совпадения, дат— чик 5 подачи, счетчик 6 импульсов проходки, регистр 7 индикации, датчик 8 времени, делитель 9,. служащий для деления импульсов времени с целью изменения интервала усреднения проходки в зависимости от величины механической скорости и представляет собой счетчик на триггерах, количество которых изменяется при гойощи сигнала с регистра индикации.
Устройство также содержит счетчик 10 импульсов времени, триггер 11 и "ëåìåíò 12 задержки.
Устройство работает следующий образом.
Задаваясь допустимыМ значением погрешности измерения механической скорости с „ „ преобразуем выражение (2) к виду лФ.= —, (> j
К
Ч где
E Sd
Выражения (3) и (4) позволяют рассчитывать необходимые значения интервалов усреднения проходки dt для раэличньм значений механической скорости при условии измерения ее: мето,цической погрешнос:ью, не превышающей Од рд .
2814 4
Е = 2, 1 ° 10 кН/мг
S = 0,0156 м
Значения интервалов усреднения представлены в табл. 1.
Таблица 1
10 5 2,5 1,25 0,625 0,3125
V, м/ч
ДС, с 10 20 40 80 160 320
Таблица 2
V, м/с 10 5
2 4
0,5 1
Следовательно, при Dt = const погрешность измерения увеличивается при уменьшении скорости. 25
Когда осевая нагрузка на долото, поступающая с датчика 1, достигает значения Рр включается компаратор 2, который открывает первую 3 и вторую 4 схемы совпадений. В результате 30 чего импульсы проходки с датчика 5 поступают на счетчик проходки 6 и далее на регистр 7 индикации, а импульсы времени с датчика 8 поступают на делитель 9 и далее на счетчик 10 времени.
В делителе 9 в зависимости от величины механической скорости за предыдующий цикл измерения согласно коду, снимаемому с регистра индикации 7, импульсы времени делятся таким образом, чтобы обеспечить полное заполнение счетчика 10 времени за время, равное интервалу усреднения проходки согласно табл. 1. ностью.
Составитель И. Карбачинская
Техред C.ÈHãóíoâà Корректор С.Шекмар
Редактор Ан.Шандор
Заказ 8112/29 Тираж 564 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r.yæãoðoä, ул.Проектная, 4 з 112
Так для следующих данных колонны бурильных труб и заданной точности поддержания осевой нагрузки
L = 2000 м;
dP = 20 кН;
Если сделать интервал усреднения постоянным, то при тех же данных в зависимости от значения механической скорости методическая погрешность ее измерения изменяется, как это указано в табл. 2.
При заполнении счетчика 10 он подает импульс на триггер 11, который подает сигналы на регистр 7 индикации для регистрации измеренного значения механической скорости и одновременно на элемент 12 задержки, который спустя некоторое время приводит в нулевое состояние счетчик 6 импульсов проходки, счетчик 10 времени и триггер 11.
Одновременна с регистра 7 индикации снимается код, изменяющий коэффициент деления делителя 9 для формирования нового значения интервала усреднения
Таким образом, в зависимости от величины механической скорости происходит автоматическое изменение интервала усреднения, что .позволяет осуществить изменение механической скорости с более высокой точ
