Автоматическое устройство для подачи порошкообразных материалов в скважину

 

Изобретение относится к буровой технике и позволяет с высокой точностью дозировать порошкообразньш материал при изготовлении бурового раствора (ВР). Для этого на входе и выходе из скважины установлены датчики 1 и 2 объема БР. Сигна- ,лы с них через аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 3, 4.поступа- .ют в суммат ор 5, а. с него на вход .ключа 6. На управляющий вход ключа 6 постзшает сигнал с задатчика 8 , .- времени цикла циркуляции БР в скважине . По истечении этого времени сигнал с сумматора 5 о количестве БР поступит в з ножитель 7. На второй его вход поступает сигнал с датчика 9 плотности БР через последовательно соединенные АЦП 10, тор 11 и масштабирующий блок 12. С умножителя 7 сигнал, пропорциональный количеству необходимого утяжелителя , через элемент 13 сравнения поступает на исполнительный элемент (ИЭ) 14. Он з равляет процессом пос S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (11) 9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3900584/22-03 (22) 27.05.85 (46) 30.01.87. Бюл. ¹ 4 (71) Андижанское специальное проектно-конструкторское бюро Всесоюзного объединения "Союзнефтеавтоматика" (72) К.А. Подсекаев, В.Л. Оруджев, Г.П. Гершаник и Г.С. Матевосов (53) 622.276 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 530943, кл. H 21 В 21/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 659722, кл. Е 21 В 21/00, 1974. (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ПОДАЧИ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ В

;СКВАЖИНУ (57) Изобретение относится к буровой технике и позволяет с высокой точностью дозировать порошкообразный материал при изготовлении буроШ 4 Е 21 В 44/00, 21/00 вого раствора (БР) . Для этого на входе и вь|ходе из скважины установлены датчики 1 и 2 объема БР. Сигналы с них через аналого-цифровые .преобразователи (АЦП) 3, 4 поступа,ют в сумматор 5, а. с него на вход .ключа 6. На управляющий вход ключа

6 поступает сигнал с задатчика 8 . времени цикла циркуляции БР в скважине. По истечении этого времени сигнал с сумматора 5 о количестве

БР поступит в умножитель 7. На второй его вход поступает сигнал с датчика 9 плотности БР через последовательно соединенные АЦП 10, сумматор 11 и масштабирующий блок 12, С умножителя 7 сигнал, пропорциональный количеству необходимого утяжелителя, через элемент 13 сравнения поступает на исполнительный элемент (ИЭ) 14. Он управляет процессом по1286747 дачи утяжелителя. На второй вход элемента 13 поступает через АЦП 19 сигнал с датчика 18 веса порошкообразного материала.1Лри резком изменении скорости изм йения уровня БР

Изобретение относится к буровой технике, а более конкретно к автоматизации циркуляционного оборудования, предназначенного для приготовления, подач бурового раствора в циркуляционную, систему скважины.

Целью изобретения является повышение точности дозировки порошкообразного материала при изготовлении бурового раствора.

На чертеже изображена схема, автоматического устройства подачи порошкообразных материалов в скважину.

Устройство содержит датчик объема бурового раствора 1, установленный на выходе блока приготовления бурового раствора (не показан) — на входе в скважину, датчик объема бурового раствора 2, установленный на выходе из скважины. Выходы указанных датчиков через соответствующие аналого-цифровые преобразователи 3 и 4 подключены к первому и второму входам сумматора 5, выход которого соединен с первым входом ключа 6, выход ключа 6 соединен с первым входом умножителя 7. Выход регулируемого задатчика времени 8 соединен с вторым входом ключа 6. Выход датчика плотности бурового раствора 9 через аналого-цифровой преобразователь 10, второй сумматор 11, масштабирующий блок 12 соединен с вторым входом умножителя 7, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения

13, выход элемента сравнения 13 соединен с первым входом исполнительного элемента 14. Выход датчика скорости изменения (понижения или повышения) уровня бурового раствора 15 через аналого-цифровой преобразователь 16 и компаратор 17 подключен к второму входу исполнительного элемента 14.. Датчик веса порошкообразна ИЭ 14 поступает сигнал с датчика

15 скорости через АЦП 16 и компаратор 17. В зависимости от знака изменения скорости ИЭ 14 обеспечивает нужную производительность. 1 ил. ных материалов 18 через аналого-цифровой преобразователь 19 соединен с вторым входом элемента сравнения 13.

Устройство работает следующим образом.

Информация с датчиков объема бурового раствора 1 при закачке бурового раствора в циркуляционную систему и с датчика 2, установленного на выходе из скважины, через АЦП 3 и 4 поступает в сумматор 5. В сумматоре эти две величины объема складываются и оттуда сигнал поступает на вход ключа 6.

С регулируемого задатчика времени

8 сигнал об истечении времени цикла циркуляции бурового раствора посту пает на управляющий вход ключа 6. В состав регулируемого задатчика време20 ни 8, подсчитывающего время цикла циркуляции бурового раствора в скважине, входят датчики измерения глубины скважины Н и производительности

25 насосов ЯН, а также задатчик внутреннего диаметра труб (d) площади сечения в затрубном кольцевом пространстве (F„ ).

Время цикла циркуляции подсчитывается по формуле

О 3 кб ) (1) где 1Б„— время. движения раствора в бурильных трубах от устья до забоя скважины;

35 1 „ — время движения раствора от забоя до устья скважины

"на . Н, 10 .Н, Г, с . + — с (2)

Бт qq ь н н

По истечении времени цикла, которое определяется в задатчике времени 8, последний посылает сигнал на ключ 6. После этого ключ 6 переда45 ет информацию о количестве бурового

128б747 раствора с сумматора 5 в умножитель 7.

Регистрируемое значение плотности „„ ., бурового раствора датчиком

9 через АЦП 10 подается на вход сумматора,,где вычисляется величина рассогласования Ь между заданным в сумматоре 11, удельным весом бурового раствора, определяемого технологией бурения у и текущим значе- f0 о ад нием плотности те чего резко меняется скорость повьш ения уровня бурового раствора в приемных емкостях. В этот момент (эта ситуация называется предаварийной, так как грозит выбросом бурового раствора из скважины) сигнал с датчика скорости изменения уровня бурового раствора 15 через АЦП 16 подается на компаратор 17. В компараторе происходит сравнение заданной скорости изменения уровня бурового раст- вора в приемных емкостях и текущей. измеренной датчиком 15.

Величина расхождения сигналов, определяемая компаратором 17, поступает на второй вход исполнительного элемента 14, который и обеспечивает нужную производительность. Схема привода исполнительного элемента 14 выполнена такгг образом, что чем больше поступает сигнал на него, тем с большей производительностью он работает. По мере уменьшения сигнала скорость вращения приводного двигателя уменьшается до нуля и следовательно падает производительность.

hg = ад 1тек

11олученное значение разности 6g поступает в масштабирующий блок 12, в котором происходит определение количества утяжелителя g, которое

3 следует добавить в 1 м бурового раствора, чтобы повысить его плотность на величину разности Й, полученную во втором сумматоре Il

Уч. (gr зад

25 (3) Формула и з о б р е т е н и я

t где У вЂ” плотность утяжелителя (барита).

Величины „„и ц„задаются в масштабирующем блоке перед началом бурения посредством цифровых задатчиков ..

С масштабирующего блока 12 сигнал поступает на умножитель 7, где определяется количество утяжелителя, необходимого для утяжеления всего объема бурового раствора в циркуляционной системе

Автоматическое устройство для подачи порошкообразных материалов в скважину, содержащее датчик объема бурового раствора, сумматор, ключ, умножитель и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозировки порошкообразного материала при изготовлении бурового раствора, устройство снабжено вторыми датчиком объема бурового раствора и сумматором, датчиком плотности бурового раствора, датчиком скорости изменения уровня бурового раствора, датчиком веса порошкообразных материалов, регулируемым задатчиком времени, компаратором, масштабирующим блоком, элементом сравнения и пятью аналого-цифровыми преобразователями, причем выход первого датчика объема бурового раствора через первый аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом первого сумматора, выход второго датчика объема бурового раствора через второй аналого-цифровой преобразователь соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу ключа, выход регулируемого задатчика време40 (4) G=Vg д умножителя 7 сигнал поступает через элемент сравнения 13 на исполнительный элемент 14, который управ- 45 ляет процессом подачи утяжелителя из бункера. При этом с )датчика веса порошкообразных материалов 18 сигнал через АЦП 19 также поступает на элемент сравнения 13. При равенстве этих двух сигналов исполнительный элемент отключается, в результате чего подача барита прекращается.

При начавшемся интенсивном нефте- . газопроявлении с большим аномально- 55 пластовым давлением флюид иэ пласта поступает в скважину со значительным напором и тем самым увеличивает скоt рость восходящего потока, в результа1286747

Составитель В. Шилов

Техред М.Ходанич

Корректор А. Обручар

Редактор А. Гулько

Заказ 7692/32

Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ни соединен с вторым входом ключа, выход которого подключен к первому входу умножителя, выход датчика плот ности бурового раствора через последовательно соединенные третий аналого-цифровой преобразователь, второй сумматор и масштабирующий блок соединен с вторым входом умножителя, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, причем вы- f0 ход датчика веса порошкообразного

6 материала через четвертый аналогоцифровой преобразователь соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом исполнительного элемента, а выход датчика скорости изменения уровня бурового раствора последовательно через пятый аналого-цифровой преобразователь и компаратор подключен к второму входу исполнительного элемента.