Способ определения посадки в рабочее положение съемного корноприемника и устройство для его осуществления

 

окоа Советских

Социад исти цеских

Республик

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) ЗанвлЕно10 уу 75 (21) 2 924Х8У0Э е присоединением заявки №(23) Приорйтет (43) Опубликовано 25.05.78Ввллетень Ph 19 (4$) Дата опубликования описания g5. a5; Q (53) М. Кл.

E 2l В 47/12

Гооуда ротвеиный хдмотет

Соввта Министров СССР оо делам мзооретеной и открытой (53) @gal 622.241 (088.8) (Щ Авторы нэобретения

А, Ф. Фокин, В. B. Плоткин, А, Я. Копштейн н Г. С. Емельянов

Всесоюзный научно«исследовательский институт методики н техники разведки (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСАДКИ В РАБОЧЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ

СЪЕМНОГО КЕРНОПРИЕ НИКА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ИЗобретение относится к способам и устройствам, используемым в технике бурения, и служит для автоматического контроля положения бурового инструмента, например съемного керноприемника, перемещаемого внутри бурильной колонны под действием силы тяжести или, нагнетаемого бурового раствора, в частности для определения промежутков времени движения, а также моментов стопорения керноприемника и его посадки в рабочее положение.

Известен способ определения посадки леремещаемого внутри бурильной колонны бурового инструмента, заключающийся в том, что при посадке в рабочее положение инструмента, перемещаемого на кабель-тросе, срабатывает электромеханический контакт и ток протекает через сигнализирующее или регистрирующее устройство по замкнутой электрической цепи (11.

Для реализации способа необходимы специальные приспособления для разматывания и сматывания, расцепления и зацепления кабельтроса с буровым инструментом при спускоподъемных операциях, при этом кабель-трос быстро изнашивается. Кроме того, использование кабель-троса увеличивает движение бурового инструмента к забою, а также приво2 дит к непроизводительным затратам времени прп его подъеме перед началом бурения.

Известен способ определения момента посадки инструмента в рабочее положение, основанный на искусственном возбуждении одно кратного перепада давлений промывочной жидкости при посадке инструмента в рабочее положение и регистрации этого перепада (2j.

Однако такой способ отличается сравнительно низкой надежностью определения момента посадки при глубине бурения более 0,5 тыс. м, поскольку с ростом глубины относителbная величина перепада давления, регистрируемого манометром в момент посадки инструмента в рабочее положение, уменьшается, а на глубине близкой l,0 тыс. м практически уже g не регистрируется. Кроме того, при переходе движущегося инструмента с искривленного участка колонны на прямолинейный возникает естественный нерепад давления, который может быть воспринят, как сигнал о посадке ин струмента в рабочее положение. Это снижает ттц надежность и избирательную способность известного способа.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ посадки в рабочее положение съемного керноприем ника

2 путем регистрации и измерения величины гидродополнительно генерируется определенная последовательность импульсов, возможны нескольбО

3 механических колебаний от движущегося инструмента в колонне с буровым раствором, возбуждения, регистрации и изменения последовательности импульсов при посадке инструмента в рабочее положение !3).

Такой способ реализуется с помощью устройства для приема информации с забоя скважин по гидравлической линии связи, которое содержит датчики гидромеханического давления и скоростного напора, подключенные через фыльтр и усилитель к сумматору, и частотомер с показывающим и регистрирующим приборами.

Однако известный способ и реализующее его устройство не позволяют избирательнс оценивать положение в колонне бурового инструмента, поскольку при движении бурового инструмента в колонне возникают естественные гидромеханические импульсы, обусловленные изменением скорости движения, торможением, ударами инструмента о стыки бурильнои колонны, 3 также происходит уменьшение среднего уровня гидромеханических колебаний по мере перемешения бурового инструмента к забо10. В это время регистрируется частота следования импульсов, в общем случае отличная от задан-. ной для гидрогенератора. При равномерном дви)кении бурового инструмента и после его Остановки в результате его стопорения гидромеханические импульсы не возбуждаются и, следовательно, эти состояния при данном способе получения информации равнозначны. Кроме того, в момент посадки в рабочее положение Возникает естественный гидромеханический импульс всегда большей интенсивности, чем предшествующий, и средний уровень гидромеханических колебаний становится минимальным.

С увеличением длины бурилы10Й колонны информационный сигнал затухает и уровень колебаний, принимаемых на поверхности, может стать соизмеримйм с величиной помехи, возникающей при движении промывочной )кидкости по бурильной колонне, микровейл(. В результате воздействия помехи регистрируемая частота может отличаться от частоты импульсов, генерируемых гидропередатчиком, что резко снижает надежность определения момента посадки спускаемого бурового инструмента в рабочее положение.

Целью изобретения является повышение надежности определения момента посадки инструмента в рабочее положение..

Это достигается тем, что проводят синхронное накопление регистрируемых гидромеханических колебаний с последовательностью импульсов, аналогичной возбуждаемой в момент посадки инструмента в рабочее положение, при значении величины колебаний в экстремуме текущего импульса большем, чем в экстремуме предшествующего, и большем в начале текущего импульса, чем после его окончания.

Пример. При непрерывной регистрации гидромеханических импульсов, возникающих от начала продвижения керноприемника до момента его посадки в рабочее положение, когда ко вариантов соотношения измеряемых Величин. Возможные варианты и получаемая при этом информацHH приведены и таблице.

11а чертеже приведена структурн .ÿ схема

JJ cTpoHcTB3 для Осуществления способа oflp деления посадки в рабочее положение съемного керноприемника.

Устройство содержит датчик гидромеханических колебаний, жестко закрепленный на бурильной колонне, фильтр 2 ни)кних частот, усилитель 3 с регулируемым коэффициентом усиления, кодирующий блок 4, блок 5 задержки, схемы 6 и 7 сравнения, блоки 8 и 9 памяти, коммутирующий блок 10, дскодиру10щий блок 11, блок !2 управления и блок 13 регистрации.

Датчик 1 гидромеханических колебаний через фильтр 2, усилитель 3 и кодирующий блок 4 соединен с блоком 5 -à.äåðæêè, вход и выход которого подключены к схеме 6, предназначенной для сравнения 7-vf(yliieI информации и предшествуюп,ей. Выход схемы сравнения 6 !подсоединен к блоку 12 yllp3Bлеиия, выходы которого соединены с входами блоков памяти 8 и 9 н с входами коммутирующего

10 и ref(OДиpyfoigего f блОкОВ, при этОм ВыхОД блока у!Ip3BJIeHIIH соеДиlген с ОДним из входов схемы 7 сравнения. Выход декодирующего блока 11 соединен с бло,îì 13 регистрации, который информи1)у)eT 0 положении керноприемника, например, с помощью светового табло. Последовательность импульсов в MQMPHT посадки керноприемника в рабочее положение создается забойным генератором .14.

Устройство работает следуюшим образом.

Переме1цают буровой инструмент в бурильной колонне, при этом возникают естественные гидромеханические ко 7ебания, а после посадки инструмента в рабочее положенис генератором 14 возбужда1от искусственные гидромеханические импульсы определенной последовательности. Указанные колебания, распространяясь 110 бурильноп колоннс H Gj ровому р3ст. вору, преобразуются датчн).-::,) I 1 в электри feскин сигнал. После ВыделeH»H рабочей части спеНТр3 I3cTo7 B фи7ьтре 2 11 усН 7ителе 3 сигнал поступает н3 ВХОД КОди1)уlощего блока

4. С. Выхода 6 70K3 -". и н фор и сн(ия Б ДБОН чном коде поступает па один из входов схемы 6 сравнения, 3 через блок 5 задержки — H3 Вгорой вход схемы 6. В схеме 6 в результате сравнения текущей и задержанной информаций вырабатываlотся сиги а!1ы, с00TBBTcTBующие MoMeHT31 Вре vleни H3 !3ë3, экстремального значения и of(ol«I;IHHii импульса гндромеханических колебаний. При поступлении этих сигналов в блок 12 уf, j)3вления в неM вhlðабатываются команды, управляющие работой блоков 8 и 9 памяти, коммутирующего блока !

0, схемы 7 сравненая и деко»ирующего блока !1.

В момент времени, соответствую!Ний началу Импульса гидромеханнческих колебаний, б10к 12 vffp383eHIHI выда(1 В блок 8 памятl! YOманду разрешения записи информации об уровне фоня гндромеханическнх колебаний В момент начала теку!пегo импульса. б07965

Получаем ая информация

Соотношение экстремальных значений текущего и предшествующего импульсов ез ул ьтат с ин хронного накопления

Соотношение величины колебаний в начале и после окончания текущего импульса

Д.

Керноприемник находится в движении

Синхронное накопление не проводят

Величина колебаний в начале текущего импульса меньше или равна величине колебаний после его окончания

Зкстремальноезначеиие текущего импульса меныпе экстремального значения иредшествующи о

Синхронное накопление ие проводят

Керноприемник находится в движении

Величина колебаний вмомент начала текущего импульса меньше или равна величине колебаний послеокоичания импульса

Величина колебаний в момент начала текущего импульса больше величины колебаний после его окончания

Экстремальное значение текущего импульса больше экстремального значения предшествующего

Керноириемник застопорен

Синхронное накопление не проводят

Экстремальное значение текущего импульса меньше экстремального значения предыдущего

В момент наличия экстремального значения текущего импульса блок 12 управления выдает в коммутирующий блок 10 команду, разрешающую прохождение информации об экстремальном значении предшествующего импульса с блока 9 памяти на один из входов схемы 7 сравнения. На второй вход схемы 7 через блок 5 задержки поступает информация об экстремальном значении текущего импульса, и в схеме 7 происходит сравнение экстремальных значений текущего и предшествующего импульсов. Независимо от результата сравнения блок 12 управления по окончании сравнения выдает в блок 9 памяти команду разрешения перезаписи информации об экстремальном значении текущего импульса. Прн этом если экстремальное значение текущего импульса больше предшествующего, то схема 7. выдает импульс, поступающий на один из входов декодирующего блока и производящий его запуск.

В момент окончания текущего импульса гидромеханических колебаний блок 12 управления выдает в коммутирующий блок 10 команду, разрешающую прохождение информации об уровне фона в момент начала текущего импульса с блока 8 памяти через коммутирующий блок 10 на один из входов схемы

7 сравнении. На второй вход схемы 7 поступает информация, соответствующая уровню фона в момент окончания текущего им6 пульса. При этом если уровень фона в момент окончания импульса меньше, чем в мо.мент начала, то сигнал, поступающий с Bhlxoда схемы 7 на управляющий вход декодирующего блока 11, разрешает синхронное накои5 ление импульсов, формируемых блоком 12 управления в момент наличия экстремальных значений импульсов гидромеханнческих колебаний.

Б декодирующем блоке 11 формируются опорные импульсы, временная расстановка которых соответствует гндромеханическим импульсам искусственно возбуждаемым после посадки инструмента в рабочее положение. Если в декодирующем блоке 1 произошло совпадение во времени не менее трех первых импульсов, то в блок 13 регистрации поступает сигнал посадки инструмента в рабочее положение, в случае совпадения менее трех импульсов— сигнал о стоиорении инструмента в бурильной колонне.

Использование данного способа регистра— цни момента посадки съемного керноириемника и устройство для его осуществления позволяет повысить производительность.труда при бурении разведочных скважин до глубины

25 !200 м с использованием съемных керноприемников, а также исключить применение специальных кабель-тросов для спуска бурильных коронок.

607965

Продолжение таблицы

Экстремальное значение текущего импульса больше. экс тремального значения предшествующего

Величина кслебаний в момент начала текущего импульса больше величины колебаний после его окончания

Керноприемник застопорен

Экстремальное значение текущего импульса больше экстремального значения п редыдущего

Величина колебаний в начале текущего импульса больше величины колебаний после окончания

Керноприемник в рабочем н оложении

Фориула изобретения

L1HИИПИ Закаэ 2773/22 .Тираж 734 Полиисиое

Филиал ППП «Патента, . ужео юД, ул. Проеи иаи, l. Способ определения посадки в рабочее, положение съемного керноприемника путем регистрации и измерения величины гидромеханических колебаний от движущегося инструмента в колонне с буровым раствором, возбуждения, регистрации и измерения последовательности импульсов при посадке инструмента в рабочее положение, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности определения момента посадки инструмента, проводят синхронное накопление регистрируемых колебаний с последовательностью импульсов, аналогичной возбуждаемой в момент посадки инструмента в рабочее положение, при значении величины колебаний в экстремуме текущего импульса большем, чем в экстремуме предшествующего, и большем в начале текущего импульса, чем после его окончания.

2. Устройство для осуществления способа но и. 1, включающее датчик гидромеханических колебаний, фильтр, усилитель и блок регистрации, отличающееся тем, чтс1 оно снабжено кодирующим и декоднрующим блоками, двумя схемами сравнения, коммутирующим блоПроводят синхронное накопление. Произошло накопление менее трех импульсов или совсем не проиизошло накопления

Произошло синхронное накопление опреде ленного количества импульсов еменеет ех ком, двумя блоками памяти и блоком управления, вход которого соединен с выходом кодирующего блока через первую схему сравнения, а выходы блока управления соединены соответственно с входами первого и второго блоков памяти и с входами коммутирующего и декодирующего блоков, при этом выход блока управления соединен с. одним из входов второй схемы сравнения, выход которой подключен к входу блока регистрации через декодирующий блок, а выход блока задержки соеЗО динен со вторыми входами первого и второго блоков памяти, причем выходы первого и

-второго блоков памяти подключены к входам коммутирующего блока, выход которого соединен с третьим входом второй схемы сравнения, при этом выход усилителя соединен с входом блока задержки через кодирующий блок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 2825535, кл. 173 — 88, дб опублик. 1960.

2. Проспект фирмы BOYLES Р/872/5М.

3. Авторское свидетельство СССР № 356348, кл. Е 2! В 47/12, 1970.