Устройство для управления каротажным подъемником

 

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для спуска и подъема скважинных приборов (СПОСОБ). Цель - улучшение эксплуатационных х-к за счет повышения точности поддержания и плавности регулирования скорости движения СП. Для этого устройство снабжено регистром (Р) 9 сдвига, инвертором 10, сумматорами 11 и 12, запоминающим Р 13 и делителем 14 частоты. Вход Р 9 подключен к входу датчика 6 глубины и скорости, а выход - к входу инвертора 10. Выход инвертора 10 связан с входом сумматора 11, к второму входу которого подключен выход датчика 6. Выход сумматора 11 подключен к первому входу сумматора 12, к второму входу которого подключены выход Р 13. Выход сумматора 12 подключен к входам Р 13 и делителя 14. К синхровходам Р 9 и 13 подключен микроконтроллер (МК) 8. Выход делителя 14 подключен к буферному устройству 7, соединенному с пультом 5 управления МК 8 и управляющим электродвигателем 2, связанным с гидронасосом 1 переменной производительности. Последний связан с гидромотором 3, соединенным кабелем и СП 4. Датчик 6, механически связанный с СП 4, формирует приращение глубины за каждый такт работы МК 8. Величина рассогласования поступает на вход Р 9, глубина которого выбирается исходя из требуемых х-к регулирования. С выхода Р 9 значение приращения глубины поступает через инвертор 10 на сумматор 11, где вычитается из предыдущего значения. Полученная величина рассогласования через второй сумматор 12 и Р 13 поступает в делитель 14, на выходе которого формируется сигнал текущей скорости. Величина последнего сравнивается с заданной скоростью, и МК 8 вырабатывает управляющий сигнал на электродвигатель 2, регулируя скорость движения СП 4. При этом на случайные рывки, вибрацию и т.п. устройство управления не реагирует. 3 ил.

СОЮЗ COSETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 441 2908/23-03 (22) 19. 04.88 (46) 07. 03. 90. Вюл. N - 9 (71) Гомельское специальное конструкторско-технологическое бюро сейсмической техники с опытным производством (72) А.Г.Асан-Джалалов, А.И.Плясунов, А.Г.Романовский, К.В.Островский и С.К.Ппилевский (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 868055, кл. Е 21 В 47/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1448034, кл. Е 21 В 47/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КАРОТАЖН К mom Å HHK0 1 (57) Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для спуска и подъема скважинных приборов (СП) . Цель — улучшение эксплуа„„SU... 1548420 А 1 (51)5 Е 21 В 47 00

2 тационных х-к за счет повышения точности поддержания и плавности регулирования скорости движения СП. Для этого устр-во снабжено регистром (Р)

9 сдвига, инвертором 10, сумматорами

11 и 12, запоминающим P 13 и делите-. лем 14 частоты. Вход Р 9 подключен к входу датчика 6 глубины и скорости,а выход — к входу инвертора 10. Выход инвертора 10 связан с входом сумматора 11, к второму входу которого подключен выход датчика 6. Выход сумматора 11 подключен к первому входу сумматора 12, к второму входу которого подключен выход P 13. Выход сумматора 12 подключен к входам P 13 и делителя 14. К синхровходам Р 9 и 13 подключен микроконтроллер (МК) 8. Выход делителя 14 подключен к буферному устр-ву 7, соединенному с пультом 5 управления ИК 8 и управляющим электродвигателем 2, связанным с гидрона1548420 сосом 1 переменной. производительности . Посл едний с вя за н с гидр омотор ом

3, соединенным кабелем и СП 4. Датчик

6, .механически связанный с СП 4, формирует приращение глубины за каждый такт работы МК 8. Величина рассогласования поступает на вход P 9, глубина которого выбирается исходя из требуемых х-к регулирования. С выхода Р 9 значение приращения глубины поступает через инвертор 10 на сумматор 11, где вычитается из предыдуИзобретение относится к промысловой геофизике, в частности к устрой- 20 ствам для спуска и подъема скважинных приборов.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик за счет повышения точности поддержа- 25 ния и плавности регулирования скорости движения скважинпого прибора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема каротажного подъемника с электрогидравлическим приводом", на фиг. 2 — блок-схема алгоритма вычисления скорости, на фиг. 3 — функциональная схема микропроцессора, позволяющего реализовать предложенный алгоритм.

Каротажный подъемник содержит гидронасос 1 переменной производительности с поворотным корпусом, соединенный с управляюп(им электродвигателем 2 и гидромотором 3, связанным с кабелем со скважинным прибором 4, систему управления, включающую в себя пульт 5 управления, датчик 6 глубины и скорости, соединенный с кабелем со скважинным прибором 4, буферное устройство 15

7, соединенное с пультом 5 управле-. . ния, микроконтроллером 8 и управляющим электродвигателем 2, регистр 9 сдвига, инвертор 10, сумматоры 11 и

12, запоминающий регистр 13, делитель 0

14 частоты, вход регистра сдвига 9 подключен к входу датчика 6 глубины и скорости, и выход соединен с входом инвертора 10, выход которого связан с первым входом первого сумматора 11, второй вход которого подключен к выходу датчика 6 глубины и скорости, а выход подключен к первому входу второго сумматора 12, второй вход котощего значения. Полученная величина рассогласования через второй сумматор 12 и P 13 поступает в делитель

14, на выходе которого формируется сигнал текущей скорости. Величина последнего сравнивается с заданной скоростью, и MK 8 вырабатывает управляющий сигнал на электродвигатель 2, регулируя скорость движения СП 4. При этом на случайные рывки, вибрацию и т.п. устр — во управления не реагирует. 3 ил. рого соединен с выходом запоминающего регистра 13, а выход с вторым входом запоминающего регистра 13 и входом делителя 14 частоты, выход которого подключен к буферному устройству 7, при этом второй выход микроконтроллера

8 подключен к синхровходам регистра

9 сдвига и запоминающего регистра 13.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания с пульта 1 управления в микроконтроллер 8 задается зависимость скорости движения кабеля. с кабельным прибором от глубины. Затем после разрешения пуска с пульта 1 управления каждый такт работы микроконтроллера 8 завершается выработкой сигнала для подцержания заданной скорости. Исходной информацией для выработки этого сигнала служит рассогласование между заданной и вычисленной скоростями скважинного прибора.

Датчик 6 глубины и скорости, механически связанный с кабелем со скважинным прибором 4, формирует приращение глубины за каждый такт работы микроконтроллера — $L, В ранее описанном устройстве эта величина, соответствующим образом приведенная, принималась равной текущей скорости, В результате, при малом по длительности такте работы микроконтроллера система управления реагировала не только на действительное рассогласование текущей скорости скважинно" о прибора, с заданной, а также на случайные рывки, вибрацию и т.д. При большом по длительности такте работы постоянная времени устройства ,увеличивалась и регулирование получаТ=mht

50

5 154842 лось "вялым (переходные процессы удлинялись), возникали ограничения на длину участков перехода от одного участка заданной скорости к другому.

В предлагаемом устройстве величина рассогласования поступает на вход регистра 9 сдвига. Глубина регистра 9 сдвига выбирается исходя из требуемых характеристик регулирования. Для 10 упрощения выполнения операции после— дующего деления удобно принимать ее равной 2 — где n — натуральное число, Обозначим задержку, получаемую на регистре сдвига, через Т, тогда 15 где 5t — такт работы микроконтроллеPB 20

m — число сдвигов (тактов работы), необходимых для реали— зации зацержки на Т.

Каждьпь такт работы новое значение

5L запоминается, а старое поступает 25 на выход регистра 9 сдвига. Обозначим его через ALс. Оно поступает на инвертор 10, где его код преобразуется в обратньп . Таким образом, на выходе первого сумматора 11 формируется раз- 30 ность 5L — QL с, которая поступает на вход второго сумматора 12. Сумматор

12 и запоминающий регистр 13 соединены по схеме суммирующего регистра-аккумулятора.

Скорость в момент такта работы с номером 1; — Vk можно вычислить по формулее

i= k-nl-1

Рассмотрим выражение, заключенное в квадратные скобы.

Очевидно, что 6 L i < = 6 1, (3) аh 1.; k ò- =61 с (4)

Причем величина 6L хранится на регистре 9 сдвига, а 1. со знаком минус формируется на инверторе 10.

Величина 5 L; g -gL; L, „, формируется на первом сумматоре 11, а выражение, заключенное в квадратных скобах, на втором сумматоре 12. Эта величина поступает на делитель 14.

0 6

Результат деления принимается равным текущей скорости. Таким образом,. с одной стороны в формировании этой величины участвует каждое значение текущей мгновенной скорости, а с другой все случайные изменения фильтруются (усредняются). Значение текущей скорости поступает через буферное устройство 7 в микроконтроллер 8, гдесогласно разности между ней и заданной скоростью вырабатывается управляющий сигнал, поступающий »а электродвигатель 2, который через гидронасос 1 переменной производительности управляет гидромотором 3, вращающим барабан с кабелем, тем самым регулируется скорость движения скважинного прибора.

Формул а изобретения

Устройство для управления каротажным подъемником, содержащее датчик глубины и скорости, соединенньп1 кабелем со скважинным прибором, буферное устройство, соединенное с пультом управления, микроконтроллером и управляющим электродвигателем, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик за счет повьппения точности поддержания и плавности регулирования скорости движения скважинного прибора, в него введены регистр сдвига, инвертор, первьп1 и второй сумматоры, запоминающий регистр и делитель частоты, причем первьп1 вход регистра сдвига подключен к выходу датчика глубины и скорости, второй вход соединен с выходом микроконтроллера, выход регистра сдвига соединен с входом инвертора, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу датчика глубины и скорости, выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу запоминающего регистра, а вьжад соедиIIeH с первым входом запоминающего регистра и входом делителя частоты, выход которого подкл очен к буферному устройству, при этом выход микроконтрол;.ера соединен с вторым входом запоминающего регистра.

Ю аииль

Составитель В.Канатников

Редактор В.Бугренкова Техред И.Ходанич Корректор Н.Ревская

Заказ 123 Тираж. 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101