Тренажер буровика

 

Изобретение относится/к треиаже-г рам операторов буровых установок ,и позволяет расширить дидактические возможности тренажера для повьппения качества обучения буровиков. Обучаемый с помощью органов ручного управления имитирует реальные процессы, происходящие з буровой установке. Моделированием работы привода спускаподъема бурильной колонны в скважине с учетом всех факторов, сопутствующих нормальной работе буровой уста новки, и сравниванием действия оператора с эталонным при помощи тренажера достигается целенаправленное развитие профессиональных навыков буровиков. Ход учебного процесса , отображается на соответствующих табло . 3 з.п.ф.-лы,4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3779888/24-24 (22) 10.08.84 (46) 23,02,86. Бюл, У 7 (71) Производственное ; ордена Трудового Красного Знамени объединение

"Пермнефть" (72) А.П.. Наугольных, P.Х. Хабйбуллин и Е,А. Наугольных (53) 681.3.071(088,8) (56) .Иночкнн П.Т.. и др. Справочник бурового мастера. -М.: Недра, 1968, с.59-6.1.

Авторское свидетельство. СССР

1 1062760, кл. G 09 В 9/00, 1982. (54) ТРЕНАЖЕР БУРОВИКА (57) Изобретение относится. к тренаже-. рам операторов буровых установок .и

„„SU„„1213495 позволяет расширить дидактические возможности тренажера для повышения качества обучения буровиков. Обучаемый с помощьв органов ручного управления имитирует реальные процессы, происходящие в буровой установке, Иоделированием работы привода спускаподъема бурильной колонны в скважине с учетом всех факторов, сопутствую" щих нормальной работе буровой уста.— новки, и сравниванием действия оператора с эталонным при помощи тренажера достигается целенаправленное развитие профессиональных навыков буровиков. Ход учебного процесса д отображается на соответствуницих табло, 3 з.п.ф.-лы,4 ил, 1

Изобретение относится к тренажерам для обучения пользованием рабочим инструментом и может быть использовано для обучения навыкам управления буровой установки при t: проведении спуско-подъемных операций, Цель изобретения — расширение дидактических возможностей тренажера с повышением качества обучения буровиков.

На фиг,l представлена структура тренажера; на фиг. 2 — 4 структура блоков, Тренажер содержит блок 1 нелинейных элементов, пульт 2 оператора, блок 3 моделирования приводов, делитель 4 напряжения, имитатор 5 колебательных движений, блок 6 отображения учебной информаций, блок 7 сравнения, блок 8 задания эталонов, сумматор 9, блок 10 элементов ИЛИ, блок

ll дифференцирования, блок 12 определения нагрузки на крюке, блок 13 моделирования скважины, блок 14 ими-. тации бурильной колонны.

Пчльт 2 содержит датчик 15 крана барабана,. соединенный с краном 16 барабана, датчик 17 перекидной руч-. ки, соединенный с перекидной ручкой

18, маховик 19 контроллера, датчик

20 рукоятки ручного тормоза, соединенный с рукояткой 21 ручного тормо-. за и узел 22 моделирования нневмо" системы тормоза, соединенный посредством датчика 23 пневматической ручки с пневматической ручкой 24.

В качестве крана 16 барабана, перекидной ручки 18, маховика 19 контроллера, рукоятки 21 ручного тормоза, пневматической ручки 24 принимаются соответствующие органы ре- ального пульта управления буровой установкой.

Блок 8 формирует два сигнала, один иэ которых соответствует положению ротора — ограничению хода бурильной колонны снизу, а другой— положению противозатаскивателя— ограничению хода бурильной колонны сверху.

Блок 8 может быть реализован с помощью двух одноконтактиых потен циометрических датчиков.

Блок 3 содержит узел 25 моделирования электродвигателя, узел 26 моделирования редуктора, узел 27 мо213495

55 делирования муфты и узел 28 моделирования барабана.

Делитель 4 по сигналу, пропорциональному углу поворота барабана, формирует на выходе сигнал, пропорциональный перемещению талевого блока, В качестве делителя 4 может быть принят решающий усилитель.

Имитатор 5 по сигналу, поступающему на его вход с целителя 4, формирует сигнал, пропорциональный высоте подъема талевого блока.

Блок 14 по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5, и сигналу, поступающему с выхода пульса 2, формирует на выходе сигнал, пропорциональный длине бурильной колонны.

Блок 14 может быть реализован с помощью устройства, структурная схема которого приведена на фиг. 2. Блок

14 состоит из ключа 29, элемента 30 памяти, ключа 31 и инвертора 32, Инвертор 32 меняет на противоположный знак сигнал, поступающий с выхода имитатора 5, пропорционально высоте подъема талевого блока. Ключ 29 по сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и свответствующему подъему бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте подъема талевого блока, формирует на выходе сигнал, пропорциональный уменьшению длины бурильной колонны. Ключ. 31 по сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и соответствующему спуску бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода ин -. вертора 32, формирует на выходе сигнал, пропорциональный увеличению длины бурильной колоннны. Элемент 30 по сигналу, поступающему с выхода

29 и пропорциональному уменьшению длины бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода ключа 31 и пропорциональному увеличению длины бурильной колонны, формирует сигнал, пропорциональный длине бурильной колонны с учетом начальной длины. бурильной колонны, заданной инструктором установкой начальных условий элемента 30.

Блок ll по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному.высоте подъема талевого

I блока, формирует на выходе сигнал, пропорциональный действительному 213495 значению скорости перемещения бурильной колонны. Блок 11 дифференцирования может быть реализован с помощью дифференцирующего усилителя постоянного тока, Блок I по сигналу, поступающему с выхода блока 14 и пропорциональному длине бурильной колонны, формирует на одном выходе сигнал, пропорциональный заданному значению скорости на данном участке скважины,. а на другом выходе — сигнал, пропорциональный весу бурильной колонны, Блок 1 может быть представлен функциональными преобразователями 33 и 34.

Функциональные преобразователи 33 и 34 по сигналам, поступающим на их входы с выхода блока 14 и пропорциональным длине бурильной колонны, формирует на своих выходах сигнал, пропорциональный весу бурильной ко лонны, и сигнал, пропорциональный заданному значению скорости перемещения бурильной колонны на данном участке скважины соответственно.

Функциональные преобразователи 33 и 34 реализуются на базе нелинейного функционального преобразователя, Блок 7.содержит элементы 35 и 36 сравнения.

Элемент 36 сравнивает сигнал, поступающий на один вход с функционального преобразователя 34 и пропорциональный заданному значению скорости перемещения бурильной колонны иа данном участке скважины, с сигналом, поступающим с выхода блока 11 и пропорциональным действительному значению скорости перемещения бурильной колонны. При откло« ненни действительного значения скорости перемещения бурильной колонны от заданного значения скорости ее перемещения элемент 36 формирует на выходе сигнал, соответствующий отклонению действительного значения скоро-. сти перемещения бурильной колонны от заданного значения, Элементы 35 н 36 могут быть реализованы с помощью схем, отрабатывающих характеристику с тремя устойчивыми состояниями

Блок 6 служит для информации обучающегося и инструктора по сигналу,. поступающему с выхода блока 14 и пропорциональному длине бурильной колонны, — о длине бурильной колонны, по сигналам, поступающим с выхода блока 8 и;соответствующим по ложениям ротора противозатаскивателя, — о положении ограничителей хода

5 бурильной колонны снизу и сверху; по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте подъема талевого блока, — о текущем положении талевого блока и дей10 ствительном значении скорости перемещения бурильной колонны; по сигналу, поступающему с выхода блока 7 и соответствующему отклонению действительного значения скорости перемешения бурильной колонны ее заданного значения, — о произошедшей ошибке (нарушении скоростного режима про-. ведения спускоподъемной операции), по сигналу, поступающему с выхода блока 7 и соответствующему совпаде-. нию положения талевого блока с.поло-жениями ограничителей его хода, о произошедшей ошибке (неточном останове бурильной колонны).

25 Блок 13 по сигналу, поступающему с выхода блока I и пропорциональному весу бурильной колонны,: и сигналу, поступающему с выхода блока 14 и пропорциональному длине бурильной ко30 лонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине, Блок 13 (фиг.3) состоит из пороговых элементов 37 — 39, ключей 4042, нелинейных элементов 43. — 45 и сумматора 46, Количество элементов 37 — 39 и

43 - 45 и ключей 40 — 42.определяет. ся разновидностью профиля скважины.

40 В рассматриваемом примере принят профиль скважины, состоящий иэ вертикального участка, участка набора максимально необходимого угла наклона скважины и участка естествен4 ного снижения угла наклона скважины.

Так как принятый профиль состоит нз трех участков, то количество элементов 37 — 39 и 43 - 45 и ключей 4042 равно соответственно трем.

50 Элементы 37 - 39 по сигналу, поступающему на их входы с выхода элемента 30, входящего в состав блока, 14, формируют на выходах сигналы при нахождении бурильной колонны в sepy тикальном участке скважины, участке набора максимально необходимого угла наклона скважины и участке естественного снижения угла наклона сква1213495 жины соответственно с учетом протяженности каждого участка скважины, задаваемых «инструктором установкой порогов срабатываний — начальных условий элементов 37 — 39.

Пороговые элементы 37 — 39 реализуются с помощью схемы, отрабатывающей характеристику с тремя устойчивыми состояниями. I

Элементы 43 — 45 по сигналу, поступающему на их входы с выхода эле- . мента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формируют на своих выходах сигналы, пропорциональные силам, воздействующим на бурильную колонну на вертикальном участке скважины, участке набора .максимально необходимого угла наклона скважины и участке естественного снижения угла наклона скважины соответственно с учетом для каждого участка коэффициента трения металла о породу, радиуса искривления скважины, углов наклона скважины в начале и конце участка, задаваемых инструктором установкой начальных условий элементов 43 - 45, Элементы 43 — 45 реализуются с помощью нелинейного функционального преобразователя, Ключи 40 — 42 по сигналам, поступающим,на их одни входы с выходов элементов 47 - 49 соответственно при нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины, участке набора максимально необходимого угла наклона скважины и участке естественного снижения угла наклона скважины, и сигналам, поступающим на их другие входы с выходов элементов

43 — 45 соответственно и пропорциональным силам, воздействующим на бурильную колонну на указанных участках скважины,.формируют на своих выходах сигналы, пропорциональные силам, воздействующим на бурильную колонну при .нахождении бурильной колонны на данных участках скважины, Сумматор 46 по сигналам, поступающим на соответствующие входы с выходов ключей 40.- 42, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине.

Сумматор 46 может быть реализован на базе суммирующего операционного усилителя постоянного тока, Блок 12 по сигналу, поступающему на один вход с выхода блока 1 и пропорциональному весу бурильной. колон- ны, сигналу, поступающему на другой

5 вход с выхода пульта 2 и соответствующему направлению перемещения бурильной колонны, и сигналу,поступакицему на третий вход с выхода блока 13, формирует на выходе сигнал, пропорци10 ональный величине нагрузки на крюке талевого блока.

Блок 12 может быть реализован с помощью схемы, которая приведена на фиг,4, I5 Один вход ключа 47 соединен с выходом маховика 1.9, другой вход - с выходом инвертора 48, а выход — с одним входом сумматора 49, другой вход которого соединен с выходом

20 сумматора 46, а третий вход — с выходом ключа 50, один вход которого соединен с выходом маховика 19, а другой вход — с входом инвертора 48 и с выходом элемента ЗЗ.

Инвертор 48 изменяет на противоположный знак сигнала, поступающего с выхода элемента 33 и пропорционМ!льного весу бурильной колонны.

Инвертор 48 может быть реализован

30 с помощью операционного усилителя постоянного тока, Ключ 47 по сигналу, поступающему на один вход с выхода маховика 19 и соответствующему спуску бурильной

35 колонны и по сигналу с измененным

1 на противоположный знак,:., поступающему на другой вход с инвертора 48, и пропорциональному весу бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, 40 пропорциональный составляющей силы тяжести, воздействующей на крюк талевого блока при спуске бурильной колонны, Ключ 50 по сигналу, поступающему

45 на один вход с выхода маховика 19 и соответствующему подъему бурильной колонны, и по сигналу, поступаю-. щему на другой вход с выхода элемента

33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный составляющей силы тяжести, воздействующей на крюк талевого блока при подъеме бурильной колонны.

55 Сумматор;49 по сигналу, поступающему на один вход с выхода ключа- 47 и пропорциональному составляющей силы тяжести, воздействующей на крюк

E.!213495 талевого блока при спуске бурильной 17, 23,равны нулю, а на выходе датколонны, сигналу, поступающему на чика 20 напряжение максимально, другой вход с сумматора 46 и пропор- В соответствии с этим напряжение циональному силе, воздействующей на на выходе блока !О максимально на бурильную колонну в скважине, и сиг- выходе узла 25, входяшего в состав налу, поступающему на третий вход с блока 3 и, следовательно, на выховыхода ключа 50 и пропорциональному де блока 3 и выходе имитатора 5 напсоставляюшей силы тяжести,.воздейст- ряжения равны нулю, а на выходе бловующей на крюк талевого блока при !0 ê 14 e H HH H eHH ñÎÎòÂeòñò» подъеме бурильной колонны, формирует вует заданной длине бурильной ко-на выходе сигнал, пропорциональный лонны, величине нагрузки на крюке талевого При включенном тренажере блок 6: блока, Сумматор 49 реализуется ьа информирует обучающегося по сигналу, базе суммирующего операционного уси" !5 поступающему с выхода блока 14 и пролителя постоянного тока. порциональному длине бурильной колонБлок 10.по сигналу, поступающему ны, — о заданной длине бурильной ко на один вход с рукоятки 21 и пропор- лонны; по сигналам, поступаюшим с циональному тормозному усилию, зада- выхода блока 8 и соответствующим ваемому обучающимся с помощью руч- 20 положениям ротора и противоэатаскиного тормоза, и по сигналу, ноступа- вателя, — о.положении ограничителей ющему.на другой вход с пневматичес- хода бурильной. колонны снизу и сверкой ручки 24 и.пропорциональному тор- ху; по сигналу, поступавшему с выхомозному усилию, передаваемому обучаю- : да имитатора 5 и пропорциональному ! щимся с помощью пневмосистемы, фор- 25 высоте подъема талевого блока, - о мирует на выходе сигнал, пропорцио- нижнем исходном положении талевого нальный тормозному усилию. блока, Сумматор 9 по сигналу, поступаю- Элемент по сигналу, поступающему щему с выхода блока 12 и пропорцио- с выхода элемента 30 и пропорцио нальному величине нагрузки на крюке ЗО нальному заданной длине колонне бу,талевого блока и сигналу,постунающему рильной колонны, формирует на выс блока 10 и пропорциональному тормоз- ходе сигнал, пропорциональный .весу .ному усилию, формирует на выходе бурильной колонны. сигнал, пропорциональный усилию соп- Блок 13 по сигналу, поступающему ротивления перемещению бурильной 35 с выхода блока I и пРопоРциональном3, колонны.. весу бурильной колонны,и сигналу, Тренажер работает следующим обра- поступающему с выхода блока 14 и про- зом, порциональному заданной длине буриль-" .Перед включением тренажера кран ной колонны, формирует на выходе сиг»

16, ручку 18, маховик 19, рукоятку 4О,нал,прбпорциональный силе,воздейст21, ручку 24, входящие в состав пуль- вуюшей на бурильную колонну в сква-; та 2,.устанавливают в исходное поло- жине. жение, характеризующее исходное сос- тояние тренажера. Кроме того, инст- Так как в рассмот . ак как в рассмотренном примере руктор производственного обучения . 45 бурильная колонна находится в двух установкой начальных условий элемен"; верхних участках скважикы - верти. та 30 задает начальную длину буриль- . кальном участке и участке набора

:ной.колонны, элемента 34 - тахограмму максимально необходимого угла накперемещения бурильной колонны в лона..скважины, то формирование сиг43 44 45 скважине, а элементов 37, 38, 39 и 5О нала пропорциональчого, входяших в состав блока . действующей на бурильную колонну в. !

3 параметры каждого участка сква-, скважине, происходит следующим обжины протяженность, коэффициенты ., Разоме трения металла о породу, радиусы . Пороговые элементы 37 и 38.по сигискривления скважины, угли наклона 5 налу, поступающему с выхода элеменП скважины в начале и конце участка), . та 30 формируют на выходах сигналы

i ри исходном состоянии тренажера .;" при нахождении бурильной колонны в напряжения на выходах датчиков 13, вертикальном участке скважины и фча-.

1213495

10 стке набора максимально необходимого для наклона скважины соответственно с учетом протяженности каждого участка скважины, заданных инструк- 5 тором установкой порогов срабаты-: ваний — начальных условий пороговых элементов 37 и 38.

Элементы 43 и 44 по сигналу, поступающему с выхода элемента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формируют иа своих выходах сигналы, пропорциональные силам, воздействующим на бурильную колонну на вертикальном участке скважины и участке набора максимально необходимого угла наклона скважины соответственно с учетом для каждого уча-. стка коэффициента трения металла о породу, радиуса искривления скважины, углов наклона скважины в начале и конце .участка, заданных инструкто-. ром установкой начальных условий элементов 43 и 44, 25

Ключи 40 и 41.по сигналам, поступающим с выходов пороговых элементов 37 и 38 соответственно, при нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины и участке набора максимаЛьно необходнмоге угла наклона скважины соответственно, и

rro сигналам, поступающим с выходов элементов 43 и 44 соответственно, пропорциональным силам, воздействующим на бурильную колонну на вер- З5 тикальном участке скважины и участке набора максимально необходимого угла наклона скважины соответственно, формируют на своих выходах сигналы, пропорциональные силам, воздействую- ® щим на бурильную колонну при нахождении бурильной колонны в вертикальном участве скважины,и участке набора максимально необходимого угла наклона скважины соответственно, 45

Сумматор 46 по сигналам, поступающим с выходов ключей 40 и 41 и пропорциональным силам, воздействующим на бурильную колонну при нахождения бурильной колонны в вертикальном участке скважины и участке набора максимально необходимого угла наклона скважины соответственно, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силе, воздействующей на 55 бурильную колонну в скважине.

Для отработки навыков подъема бурильной колонны обучающийся устанавливает в соответствующее положение ручку 18 и включает кран 16, передвигая рукоятку с положения

"Выключено" на "Тихий" до упора. При воздействии обучающего на кран 16 сигнал на выходе датчика 15 изменяется пропорционально перемещению крана 16. Поэтому, при установке крана 16 в крайнее до упора положение сигнал на выходе датчика 15 принимает свое наибольшее значение и, поступая на вход узла 27„ входящего в состав блока 3, имитирует полное включение муфты.

Далее обучающийся плавно вращает маховик !9, имитируя включение электродвигателя буровой установки, Блок 12 по сигналу, поступающему с выхода блока l и пропорциональному весу бурильной колонны, сигналу, поступающему с выхода пульта 2 и соответствующему подъему бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода блока 13 и пропорциональному силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине, формирует на выФ ходе сигнал, пропорциональный величине нагрузки на крюке тахГевого блока, При этом ключ 50 по сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и соответствующему подъему бурильной колонны, и по сигналу, поступающему с выхода элемента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный составляющей силы тяжести, воздействуюшей на крюк талевого блока при подъеме бурильной колонны.

Сумматор 49 по сигналу, поступающему с сумматора 46, входящего в состав блока 13 и пропорциональному силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине, и сигналу, поступающему с выхода ключа 50 и пропорциональному составляющей силы тяжести, .воздействующей на крюк талевого блока при подъеме бурильной колонны формирует на выходе сигнал, пропорциональный величине нагрузки на крюке талевого блока, При воздействии обучающегося на маховик 19 узел 25 по сигналу, поступающему с маховика 19 и пропорциональному задаваемой обучающимся скорости врашения электродвигателя, и сигналу, поступающему с выхода сумматора 49 и пропорциональному величи1213495

12 не нагрузке на крюке, формирует на выходе сигнал, пропорциональный ско— рости вращения вала электродвигателя, При воздействии обучаюшегося на ручку 18 узел 26 по сигналу, поступаюшему с датчика 17 и пропорциональному положению перекидной ручки

18, и сигналу, поступающему с выхода .узла 25 и пропорциональному скорости 10 врашения вала электродвигателя, формирует сигнал, пропорциональный скорости вращения выходного вала редуктора, Для оттормаживания барабана обу15 ° чающийся поднимает рукоятку 21 или ручку 24.

Блок 10 по сигналу, поступаюшему с рукоятки 21 и пропорциональному тормозному усилию задаваемому обучающимся с помощью ручного тормоза, и по сигналу, поступающему с пневматической ручки 24 и пропорциональному тормозному усилию, задаваемому

25 обучающимся с помощью пневмосистемы, формирует на выходе сигнал, пропорциональный тормозному усилию.

Сумматор 9 по сигналу, поступающему с выхода блока )2 и пропорциональному величине нагрузке на крю-. ке талевого блока, и сигналу, поступающему с блока 10 и пропорциональному тормозному усилию, формирует сигнал, пропорциональный усилию сопротивления перемещению бурильной M колонны, Следовательно, при оттормаживания барабана или с помощью рукоятки 21, или с помощью ручки 24 сигнал сумматора 9, пропорциональный усилию сопротивления перемешению бурильной колонны, уменьшается,и, воздействуя на узел 28, увеличивает выходной сигнал блока 3, что соответствует разгону барабана.по мере оттормаживания. 45

Делитель 4 по сигналу, поступающему с выхода блока 3 и пропорцко" нальному углу поворота барабана, формкруег на выходе сигнал, пропор- 5О циональкый перемещению талевого блока °

Имитатор 5 по сигналу, поступающему с делителя 4 и пропорциональному перемешению талевого блока, и сигна-,55 лу, поступающему с выхода блока 12 к пропорциональному величине нагрузке ка крюке талевого блока, формирует сигнал, пропорциональный высоте подъема талевого блока, Блок 6 по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 колебательных движений, пропорциональному высоте подъема талевого блока, информирует обучающегося о действительном значении скорости подъема бурильной колонны.

По мере подъема бурильной колонны блок 14 по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте подъема талевого блока, и сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и соответствующему подъему бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный. длине бурильной колонне, При этом ключ 29 по сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и соответствующему подъему бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте подъема талевого блока, формирует на выходе сигнал, пропорциональный уменьшению длины бурильной колонны, Элемент 30 по сигналу, поступающему с выхода ключа 29 и пропорциональному уменьшению длины бурильной колонны, формирует сигнал, пропорциональный длине бурильной колонны, с учетом начальной длины, заданной инструктором установкой начальных условий элемента 30.

Блок 6 по сигналу, поступающему с выхода 14 и пропорциональному длине бурильной колонны, информирует обучающегося о изменении длины. бурилькой колонны по мере выполнения операции подъема.

Одновременно с этим элемент 34 по сигналу, поступающему с выхода элемента 30 и пропорциональному длине бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный заданному значению скорости перемещения бурильной колонны ка данном участке скважины.

Одновременно с этим блок 11 по сигналу, поступающему с .выхода имитатора 5, пропорциональному высоте . подъема талевого блока, формирует ка выходе сигнал, пропорциональный дей". ствительному значению скорости перемещения бурильной колонны, 1213495

Элемент 36 сравнивает сигнал, поступаюший с элемента 34 и пропорциональный заданному значению скорости перемешения бурильной колонны при данной длине бурильной колонны, с сигналом, поступающим с выхода блока ll и пропорциональным действительному значению скорости перемещения бурильной колонны, При отклоне- !О нни действительного значения скорости перемещения бурильной колонны от заданного значения скорости ее перемещения элемент 36 формирует на выходе сигнал, соответствуюший отклонению 15 действительного значения скорости перемещения бурильной колонны от заданного значения.

Блок 6 по сигналу, поступающему с элемента 36 и соответствующему откло- 10 нению действительного значения скорости перемещения бурильной колонны от заданного значения, выдает обучающемуся и инструктору информацию о произошедшей ошибке — нарушении ско25 ростного .режима проведения спускоподъемной операции, Таким образом, имея информацию о текущей длине бурильной колонны и действительной скорости подъема бу30 рильной колонны, обучающийся имеет возможность точно соизмерить свои управляющие воздействия на органы управления подъемом бурильной колонны с условиями перемещения бурильной колонны в скважине, По мере подъема бурильная колонна выходит из участка набора максимально необходимого угла наклона скважины, 40

Тогда пороговый элемент 37 по сигналу, поступающему с выхода элемента 30 и пропорциональному длине бурильной колонны, формирует на выходе сигнал при нахождении бу" рильной колонны в вертикальном участке скважины.

Элемент 43 по сигналу, поступающему с выхода элемента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силам, воздействующим на бурильную колонну иа вертикальном . участке скважины. . Ключ 40 по сигналу, поступающему. с выхода порогового элемента 37 при нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины, и сигналу, поступающему с выхода элемента 43 и пропорциональному силам, воздействуюшйм на бурильную колонну на вертикальном участке скважины, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силам, воздействующим на бурильную колонну при нахождении бу-. рильной колонны в вертикальном участке скважины, Сумматор 46 по сигналу, поступаю-. щему с выхода ключа 40 и пропорциональному силам, воздействующим на бурильную колонну при нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине, В связи с изменившимися условиями перемещения бурильной колонны в скважине обучающийся должен скорректировать свои управляющие воздействия на органы управления буровой установкой, Если действие обучаюшегося при отработке навыков подъема буровой колонны ошибочны и характеризуются пе-. реподъемом бурильной колонны, то в момент переподъема в элементе 35 наступит равенство сигнала, снима- емого с выхода имитатора 5 и пропорционального высоте подъема талевого блока, с сигналом, снимаемым с выхода блока 8 н пропорциональным положению противозатаскивателя, В этот момент элемент 35 вырабатывает íà r своем выходе сигнал, поступающий в блок б, который выдает обучаюшемуся информацию о произошедшей ошибке— переподъеме буровой колонны. Таким образом, имея информацию о текущем положении талевого блока, обучающийся имеет воэможность точно соизмерить свои управляющие воздействия на органы управления подъемом буровой колонны, Для прекращения подъема бурильной колонны обучающийся воздействует на маховик 19, имитируя выключение электродвигателя буровой установки, и на рукоятку 21 или ручку 24.

При отработке навыков спуска бу-. рильной колонны инвертор 32 меняет на протйвоположный знак сигнала, поступающего с выхода имитатора 5 и пропорционального высоте подъема талевого блока, 15.

1213495

1б

Ключ 31 по сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и соответствующему спуску бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода инвертора 32, формирует на выходе сиг нал, пропорциональный увеличению длины бурильной колонны, Элемент 30 по, сигналу, поступающему с выхода ключа 31 и пропорциональ- 10 ному увеличению длины бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный длине бурильной колонны.

Одновременно с этим, инвертор из- 15 меняет на противоположный знак сигнала, поступающего на вход с выхода элемента 33 и пропорционального весу бурильной колонны.

Дальнейшая работа тренажера ана- 20 логична работе тренажера при отработке навыков подъема бурильной колонны.

Использование предлагаемого тренажера по сравнению с известными позволяет обучающимся приобрести сложные 25 навыки проведения спуско-подъемных операций с учетом изменяющихся условий прохождения бурильной колонны скважины, Экономический эффект от использо- 30 вания предлагаемого изобретения может быть получен за счет ускорения процесса обучения и снижения затрат на обучение рабочих,.

Формула изобретения

l, Тренажер буровика, содержащий пульт оператора, первый, второй и третий выходы которого соединены 40 соответственно с первым, вторым и третьим входами блоха моделирования привода, выход которого через делитель напряжения подключен к первому входу имитатора колебательных движе- 45 ний, выход которого соединен с первыми входами блока отображения учеб.ной информации и блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блока отображения учебной информации, а второй входк выходу блока задания эталонов, соединенному с четвертым входом блока отображения учебной инФормации, 55 блок нелинейных элементов, блок эле" ментов ИЛИ, первый и второй выходы которого соединены соответственно

1 с четвертым и пятым выходами пульта оператора, а выход — с первым входом сумматора, выход которого подключен к четвертому входу блока моделирования привода, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введены последовательно включенные блок имитации бурильной колонны,, блок моделирования скважины и блок определения нагрузки на крюке, выход которого соединен с пятым и шестым входами блока моделирования привода и вторыми входами имитатора колебательных движений и сумматора, и блок дифференцирования, вход которого подключен к выходу имитатора колебательных движений, а выход — к третьему входу блока сравнения, четвертый вход которого соединен с первым выходом блока нелинейных элементов, вход которого подключен к выходу блока имитации бурильной колонны соединенному с пятым входом блока отображения у чебной информации, второй выход блока нелинейных элементов подключен к вторым входам блока моделирования скважины и блока определения нагрузки на крюке, третий вход которого соединен с первым выходом пульта оператора, подключенным к первому входу блока имитации бурильной колонны, второй вход которого соединен с выходом

). имитатора колебательных движений, 2. Тренажер по п,l, о т л ич а ю шийся тем, что в нем блок имитации бурильной колонны содержит последовательно соединенные первый ключ и элемент памяти выход которого является:,выходом блока, и последовательно включенные инвертор и второй ключ, выход которого соединен с вторым входом элемента памяти, первый-вход первого ключа и второй вход второго ключа являются первым входом блока, а вход инвертора и второй вход первого ключа - вторым входом блока.

3, Тренажер по п,l о т л и ч аю m и и с я тем, что в нем блок моделирования скважины содержит цепочки из последовательно включенных . пороговых элементов и ключей, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом блока, и нелиней,1213495

l7 иг. ные элементы ° выходы которых подключены к вторым входам ключей соответствующих цепочек, входы пороговых элементов являются первым входом блока, а входы нелинейных элементов— вторым выходом блока, 4. Тренажер по п,1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что в нем блок определения нагрузки на крюке содержит последовательно включенные инвертор, первый ключ и сумматор, выход которого является выходом блока, и второй ключ, выход которого соединен. с-вторым входом .сумматора, третий вход которого является первым входом блока, вход инвертора и первый вход второго ключа — вторым входом блока, 111 а вторые входы первого и второго ключей — третьим входом блока.

1213495

tf дхаоу

Опта 1Z

К дьцоду Ю дыходу длока 19 лака 1

ФигЗ

Ь

И

Фе

Ф т фЬ

6 с

К Рыкоф апоюа 1 волока Q

Составитель А.Карлов

Текред С.Мигунова

Корректор Л.Патай

Редактор H.Ãóíüêî филиал ПГЧ "Патент", r, Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 784/59 Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5