Устройство предупреждения прихватов бурового инструмента

 

Союз Соеетскнх

Соцналнстнческнх

Респубпнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ iii721517

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ= (61) Дополнительное к авт. свид-ву- 1. -.:- ;Г, I (22) Заявлено 2 1.03. 77 (21) 2464250/22=ОЗ (51) М. Кл.

E 21 В 23/00 с присоединением заявки М— йсуднрспенны5 кевнтнт

СССР ао аннам нзейретеннй н етхрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.80. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 20.03.80 (53) УД К622.242. (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Кухтинов, B. Т. Таранец и А. А. Абдулаев (7I) Заявитель

Грозненское научно-производственное объединение

"Промавтоматика (54) УСТРОЙСТВО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРИХВАТОВ

БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для предупреждения прихватов, возникающих вследствие затяжек и посадок при подъе S ме и спуске бурильного инструмента.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является устройство для предотвращения прихватов бурового инструмента, содер-. жащее датчик веса бурового инструмента, соединенный с первым входом блока веса через корректор, а со вторым его входом — через первую схему совпадения, блок управления, первый вход которого связан с третьим входом блока веса, а второй — со вторым входом схемы совпадения, блок индикации, выход которого соединен с входом исполнительного механизма, а второй вход — с выходом корректора (1) .

Однако это устройство не предупреждаег прихваты при спуске бурового снаряда, а вероятность их возникновения не меньше, чем при его подъеме. Недостатком известного устройства является также низкая точность определения допустимых значений веса на крюке, а необходимость в повышении точности становится очевидной, если учесть, что прихват раз-" вивается практически мгновенно.

Цель изобретения — обеспечение анализа предаварийных ситуаций как прн .подъеме, так и при спуске бурового инструмента и повышение точности определения допустимых значений его веса.

Uem достигается тем, что устройство предупреждения прихватов бурового инс1 румента, содержащее датчик веса бурового инструмента, соединенный с первым входом блока веса через корректор, а со вторым его входом — через первую схему совпадения, блок управления, первый выход которого связан с третьим входом блока веса, а второй — со вторым входом схемы совпадения, блок индикации, выход которого соедин и с Вхо дом исполнительного механизма, а v,ãî1517

3 72 рой вход - с выходом корректора, снабжено вычитателем, переключателем, коммутатором, инвертором, триггером, схемой ИЛИ и второй схемой совпадения, при этом первый выход блока управления связан с первым входом переключателя через вычитатель и коммутатор, а также с нулевым входом триггера непосредственно и входами схемы ИЛИ и второй схемы совпадения через инвертор, причем выход схемы совпадения соединен с вторым входом вычитателя, вьиод схемы ИЛИ соединен с блоком индикации через переключатель, триггер и вторую схему совпадения, второй вход схемы ИЛИ связан с выходом переключателя, а выход блока веса соединен с третьим входом вычитателя.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1, соединенный через схему совпадения 2 с входом вычитателя 3, блок веса 4,кор ректор 5, выход которого связан с переключателем 6 через блок веса 4, вычитатель 3 и коммутатор 7, а вход — с вы.ходом датчика 1, блок управления 8, соединенный первым выходом с входом блока веса 4 и вычитателя 3, а вторым— с входом инвертора 9, триггера 10 и схемы совпадения 2, схему ИЛИ ll выход которой связан с исполнительным механизмом 12 через переключатель 6, триггер 10, вторую схему. совпадения

13 и блок индикации 14 при этом вы.ход инвертора 9 соединен с входами схемы ИЛИ 11 и второй схемой совпадения 13, а выход корректора 5 связан с вторым входом блока индикации 14.

Устройство работает следующим образом.

От датчика 1 íà вход схемы совпадения 2 поступает сигнал, частота которого пропорциональна весу бурового инст румента. На второй вход схемы совпадения 2 от блока управления 8 подаются импульсы калиброванной длительности ("временные ворота"). Выбор режима работы устройства Спуск или "Подъем осуществляется операторол1 с помощью переключателя 6. После выбора режима работы буровой снаряд приподнимается над забоем и по команде оператора в блок веса 4 с датчика 1 через схему совйадения 2 вносится информация î пол ном весе бурового снаряда.

По окончании временных ворот блок управления 8 переносит информацию об исходном весе с блока веса 4 в вычита5

1О

$0

4 .";::.ь 3., В течение следующего импульса временных ворот из величины исходного веса, занесенной в вычитатель 3, вычитается информация о текущем весе бурового снаряда, поступающая на вход вычитателя от датчика l через схему совпадения 2. По окончании "временных ворот из вычитателя 3 выводится информация со величине разности между исходным и текущим весом бурового снаряда и в него вновь вводится информация с блока веса 4 по команде с блока управления 8 об исходном весе. Далее цикл повторяется. Величина допустимого значения разности исходного и текущего веса задается коммутатором 7 путем подключения переключателя 6 к младшему разряду вычитателя 3, который соответствует контрольной точке (границе) допустимого значения величины отклонения исходного и текущего веса. Величина разности исходного веса забойного снаряда и текущего веса всегда будет находиться в младшкх .разрядах вычитателя 3.

При подъеме в случае появления затяжки, вычитатель проходит нулевое значение (текущий вес превышает исходный), а при спуске — нет.

Допустим, ведут подъем бурового снаряда (переключатель 6 находится в положении Подъем" ). .Передним фронтом импульса временных ворот, поступающего с блока управления 8, триггер 10 устанавливается в нулевое состояние, Если в процессе подъема бурового снаряда его текущий вес превышает исходный и разность между ними превышает допустимое значение, установленное оператором с помощью коммутатора 7, то на счетный вход триггера 10 с коммутатора 7 через переключатель 6 поступает импульс и устанавливает триггер 10 в единичное состояние. По окончаниии временных ворот" открывается схема совпадения 13 сигналом, поступающим с инвертора 9, и аварийный сигнал с триггер ра 10 через схему совпадения 13 направляется на блок индикации 14 и исполнительный механизм 12.

При исчезновении предаварийной ситуации на счетный вход триггера 10 не поступает импульс с коммутатора 7, триггер 10 остается в нулевом состоянии: аварийный сигнал отсутствует. При спуске бурового. снаряда переключатель 6 устанавливается в положение "Спуск . Передним фронтом импульса временных ворот триггер 10 устанавливается в нулевое состояние. Если в процессе спуска теку72f Èf 7

6 лонны бурильных труб исходный вес увсличиваегся, а при подъеме - уменьшается. Как только колонна бурильных труб снимается с элеватора, соответственно снимается запрет с блока индикации 14 и через него с исполнительного механизма 12.

Описываемое устройство предупрежде ния прихватов бурового инструмента обесt0 печивает предупреждение прихватов как при подъеме,так и при спуске бурового снаряда, и повышает точность определения допустимых значений веса на крюке: что позволяет повысить скорость подъема и спуска бурильного инструмента.

5 ший вес бурового снаряда оказывается меньше исходного на величину, заданную оператором с помощью коммутатора 7, т.е. величина допустимого значения разности текущего и исходного веса будет превышена, то с коммутатора 7 на счет ный вход триггера 10 через схему ИЛИ

11 и переключатель 6 не поступает импульс, т.е. триггер 10 остается в нулевом состоянии. По окончании временных ворот задним фронтом импульса, поступающего с блока управления 8 через инвертор 9, схему ИЛИ 11 и переключатель 6 триггер 10 устанавливается в единичное состояние и вьшает аварийный сигнал через схему совпадения

13 на блок индикации 14 и исполнительный механизм 12.

В том случае, когда величина разносТи исходного и текущего веса не превы- 20 шает допустимого значения, с коммутатора 7 через схему ИЛИ 11 и переключатель 6 на счетный вход триггера 10 поступает импульс и устанавливает триг гер 10 в единичное состояние. По окончании "временных ворот блок управления 8 через инвертор 9, схему ИЛИ 11 и переключатель 6 вновь устанавливает триггер 10 в нулевое состояние и аварийный сигнал не поступает через схему совпадения 13 на блок индикации 14 и исполнительный механизм 12. Схема совпадения 13 предназначена дпя исключения ложного срабатывания блока индикации 14 и исполнительного механизма

l2 в течение временных ворот .

Корректор 5 служит для корректировки исходного веса в процессе спуско подъемных операций и блокировки блока индикации 14, а также исполнительного

40 механизма 12 при полной разгрузке талевой системы. При постановке буровой колонны на элеватор (это происходит каждый раз перед отвинчиванием или наворачиванием очередной свечи колонны

45 бурильных труб) сигнал с датчика 1 резко изменяется и становится ниже заданного в корректоре 5 значения. При этом корректор 5 выдает сигнал на блок индикации 14 и блок веса 4. Этим сигналом

50 блокируется блок индикации 14 и исполнительный механизм 12, а в блоке веса

4 осуществляется корректировка исходного веса, ранее записанного в него, на величину веса отвинченной или навинченной свечи колонны бурильных труб.

Знак корректировки определяется режим ;.и работы устройства: при спуске коФормуда изобретения

Устройство предупреждения прихватов бурового инструмента, содержащее датчик веса бурового инструмента, соединенный с первым входом блока веса через корректор, а со вторым его входом— через первую схему совпадения, блок управления, первый выход которого соединен с третьим входом блока веса, а второй — со вторим входом схемы совпадения, блок индикации, выход которого соединен с входом исполнительного механизма, а второй вход — с-выходом корректора, о т л и ч.а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения анализа предаварийных ситуаций как нри подъеме, так и при спуске бурового инструмента и повышения точности определе ля допустимых значений его веса, устройство снабжено вычитателем, переключателем, коммутатором, инвертором, триггером, схемой ИЛИ и второй схемой совпадения, при этом первый выход блока управления соединен с перзым входом переключателя через вычита« тель и коммутатор, а также с нулевым входом триггера непосредственно и входами схемы ИЛИ и второй схемы совпадения через инвертор, причем выход схемы совпадения соединен с вторым входом вычитателя, выход схемы ИЛИ соединен с блоком индикации через переключатель, триггер и вторую схему совпадения, второй вход схемы ИЛИ связан с выходом переключателя, а выход блока веса сос динен с третьим входом вычитателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 544746, кл. Е 21 В 23/00, 1976.

721517

Составитель В. Мартынова

Редактор Н. Корченко Текред М. Петко. Корректор N. Вигула

Заказ 93/25 Тираж 926 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4