Устройство для определения зон аномально-высоких пластовых давлений

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

<5114 Е 21 В 47/06

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕПЬСТВУ гистр памяти подключен к входу первого блока индикации и к одному из входов первого элемента И, другой вход и выход которого соответственно подключены к второму выходу и соответствующему входу вычислителя, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к счетному входу и к входу сброса счетчика импульсов, выход которого подключен к входу блока сигнализации, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и оперативности определения зон аномально-высоких давлений, оно снабжено вторым и третьим элементами И, вторым регистром памяти и вторым блоком индикации, причем первый выход вычислителя подключен к первому входу второго элемента И, выход которого че-. рез второй регистр памяти соединен с входом третьего элемента И, другой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, а второй вход второго элемента И соединен с четвертым выходом вычислителя, пятый выход которого подключен к входу второго блока индикации, а выход третьего элемента И соединен с соответствующим входом вычислителя.

Р«

° °

° «

«ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3737534/22-03 (22) 10.04.84 (46) 15.01.86 ° Бюл. ¹ 2 (71) Институт кибернетики АН АЗССР и Отдел автоматизированных систем управления АН АЗССР (72 ) Ю.А,Махмудов, А.А. Джафаров, Г.Х.Алиев, Н.Д.Абдуллаев, Б.С.Агаев

В.Ф.Эфендиев и Н,Ç.Самедов (53) 622.276.031(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1051244, кл. E 21 В 47/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1120755, кл. Е 21 В 47/06, 1983. (54 )(5 7 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

, ЗОН АНОМАЛЬНО-ВЫСОКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ в процессе бурения нефтяных скважин, содержащее блок преобразователя скорости вращения долота, блок преобразователя скорости проходки, блок преобразователя нагрузки на долото, блок преобразователя диаметра долота и блок преобразователя плотности промывочной жидкости, каждый из которых подключен к соответствующим входам вычислителя, первый блок индикации, блок сигнализации, первый регистр памяти, первый элемент И и счетчик импульсов, первый выход вычислителя через первый .реSU» 204709

1204709

Изобретение относится к бурению нефтяных скважин, а именно к технике обнаружения зон аномальновысоких пластовых давлений по внешним буровым характерис.тикам скважин.

Целью изобретения является повышение точности и оперативности определения зон аномально-высоких давлений.

На фиг,1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; «a фиг,2 — алгоритм работы устройства; на фиг.3 †график изменения значения с -экспоненты:в процессе бурения.

На фиг.i приняты следующие обозначения: блок 1 преобразователя скорости вращения долота; блок 2 преобразователя скорости проходки; блэк 3 преобразователя нагрузки на долото; блок 4 преобразователя диаметра долота; блок 5 преобразователя плотности промывочной жидкости; вычислитель 6, первый блок 7 индикации, блок 8 сигнализации;. первый регистр 9 памяти; первый элемент И

;О; счетчик 11 импульсов, второй элемент И 12; третий элемент И !3; второй регистр 14 памяти, s;"oðoé блок 1S индикации," a,аг ° ° ...а соответственно первый, второй и пятый выход вычислителя.

На фиг. 3 приняты обозначения: о — показатель экспоненты, ! время, Д 1 — период вычисления

-экспоненты; линия БГ соответствует нормальному режиму бурения, линия С9 соответствует участку, предшествующему зоне аномальновысокого пластового давления; ли1 ния Э соответствует зоне аномально-высокого пластового давления, т,е. предаварийному режиму буения.

Принцип работы предлагаемого уст" ройства следующий.

С выхода блоков 1-5 на соответствующие входы вычислителя 6 поступают соответственно двоичные коды: скорости вращения долота Б, скорости проходки V нагрузки на долото Р, диаметра долота D и плотности промывочной жидкости. На основе этих данных вычислитель 6 определяет значения показателя 4.-экспоненты в данный момент времени t< по формуле

f5

g5

Р1 г

После вычисления значения 4.1 на. втором выходе аг вычислителя 6 получается сигнал, который поступает на первые входы первого элемента

И 10 и второго элемента И 12. Так как второй вход первого элемента

И 10 подключен к выходу первого регистра 9 памяти, то содержимое первого регистра 9 .памяти, пройдя через первый элемент И 10,поступает на соответствующий вход вычислителя

6. При этом в вычислителе о определя ется знак разности между текущим значением показателя -экспоненты (в данком случае

11, Если же знак разности положительный (как в данном случае), то на четвертом выходе вычислителя 6 вырабатывается сигнал, который одновременно поступает на вход сброса в нулевое. состояние счетчика 11 импульсов и на второй вход второго элемента

И 12, При этом открывается, второй элемент И 12, "и значения с с первого выхода а„ вычислителя 6, пройдя через второй элемент И 12, записываются во второй регистр 14 памяти.

Кроме того, значения ф1 с первого выхода а вычислителя 6 записываются в первый регистр памяти 9. Так как выход первого регистра 9 памяти подключен к входу первого блока 7 индикации, то первый блок 7 индикации показывает текущее значение K-экспоненты (в данном случае 1.)

Процесс вычисления g -экспоненты по формуле (1) повторяется периодически через интервал времени 6t.

В момент времени t аналогично описанному в вычислителе 6 определяется значение с(, После вычисления

К на втором выходе а. вычислителя

6 получается сигнал, который поступает на первые входы первого элемента И 10 и второго элемента И 12.

Так как второй вход первого элемента И 10 подключен к выходу первого

1204709 регистра памяти 9, то содержимое первого регистра памяти 9 (В данном случае +y), пройдя через первый элемент И 10, поступает на соответствующий вход вычислителя 6. При этом в вычислителе 6 определяется знак разности между значениями с и

Если (g g„) (О, то на третьем выходе аз ВычислителЯ 6 выРабатывается сигнал, который поступает на счетный вход счетчика 11 импульсов. Если ze (д4 — а „ ) О, то на четвертом выходе а Вьяислителя 6 вырабатывается сигнал, который одновременно поступает на вход сброса в нулевое состояние счетчика 11 импульсов и на второй вход второго элемента И 12, При этом открывается второй элемент И 12 и значение с первого выхода а„ Вычислителя 6, пройдя через второй элемент И 12, записывается во второй регистр 14 памяти, а предыдущее значение о „ стирается из второго регистра !4 памя— ти. Таким Образом, во втором регистре 14 памяти запоминается максимальное значение Ы.-экспоненты, т. е. Авда

Кроме того, значение oL< с первого выхода а1 вычислителя 6 записывается в первый регистр 9 памяти, а предыдущее значение с „ стирается из первого регистра 9 памяти. Так как вьиод первого регистра 9 памяти подключен к входу первого блока 7 индикации, то первый блок индикации 7 показывает текущее значение показателя с -экспоненты (в данном случае .с(,,), 1 г

Аналогичные вычисления и сравнения проводятся В момент времени t и

Теде

Как видно из фиг.3, на участке

БС всего один раз наблюдается слу.чай, когда последующее значение показателя 4 -экспоненты меньше, чем предыдущее значение, так как (I j - j W

О. Поэтому в момент времени

С„ на счетный вход счетчика 11 импульсов поступает один импульс. Поскольку в следующем периоде(1+ с q )>

> О, то на вход сброса счетчика 11 импульсов поступает импульс, и счетчик 11 импульсов сбрасывается в нулевое состояние, поэтому на участке БС счетчик 11 импульсов не подсчитывает заданное количество импульсов m аq и, следовательно, на сго выходе сигнал не по55

lg — ——

60 ° N где ив

А х

Найденное требуемое значение плотности промывочной жидкости „р с пялучается, т.е. блок 8 сигнализации не вырабатывает аварийный сигнал.

Это означает, что на участке BC отсутствует зона аномально-высокого пластового давления.

На участке CD E (фиг.3), начиная с момента времени t, каждое последующее значение показателя А -экспо. ненты меньше, чем предыдущее значе10 ние. Поэтому при определении знака разности между значениями с(;,„ иЫ;, и <(;,„ и т,д. на третьем выходе аз вычислителя 6 вырабатываются импульсы, которые поступают на счет15 ный вход счетчика ll импульсов. При достижении содержимого счетчика импульсов ll заданного числа m » (например, при m=4, точка g на фиг.3) на выходе счетчика 11 импульсов вы20 рабатывается импульс, который одновременно поступает на вход блока 8 сигнализации, и на первый вход третьего элемент И 13. При этом блок 8 сигнализации информирует о приближении

25 эоны аномально-высокого пластового давления, и устройство переходит к вычислению требуемого значения плотности промывочной жидкости для предот. вращения аварийной ситуации.

30 Как ВиДнО из фиг ° 1 ВыхОД ВтОрОгО регистра 14 памяти подключен ко второму входу третьего элемента И 13, поэтому при достижении содержимого счетчика 11 импульсов заданного числа ш импульсом с выхода счетчика 11 импульсов Открывается третий элемент И 13 и максимальное значение оС -экспоненты с(,„ (значение oC.— экспоненты, соответствующее точке

40 C на фиг.3), запомненное во втором регистре 14 памяти, пройдя через элемент И 13, иостуиает на соответствую щий вход вычислителя 6. При этом на основе максимального значенияa(-экспоненты /max и, текущих значений сКОрости вращения долота N, скорости проходки V нагрузки на долота P u диаметра долота D вычислитель 6 определяет требуемое значение плотнос50 ти 7 прОмыВОчнОи жидкОсти пО фОрму ле р

) (2)

rnp 10

1204709 того выхода. а - вычислителя 6 поступает на вход второго блока 1.5 индикации, и второй блок 15 индикации показывает требуемое значение плотности промывочной жидкости. При этом оператор оперативно изменяет плотность промывочной жидкости и устанавливает требуемую величину плотности промывочной жидкости. В результате этого предотвращаются аварийные ситуации, связанные с неожиданным вскрытием нефтегазовых слоев с аномально-высокими пластовыми давлениями.

1204709 с fief

Фмд

Составитель В. Булыгин

Техред И.Асталош Корректор С,Шекмар

Редактор Т.Парфенова филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 8498/29 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5