Устройство для изменения механической скорости проходки скважин

 

уфийфщ "®)(н1в

$4fiJlO&5МФ РЬ1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 746991

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.01.?8 (21) 2575076/23-03 (51) М. Кл.

Е 21 В 45/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гасударственный камитет.(53) УДК 622.24. .082 (088.8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

llo делан нзабретений и аткрытнй

Дата опубликования описания 17.07.80

Г. Н. Семенцов, А. А. Шаповал, и М. И. Горбийчук (72) Авторы изобретения

Ивано-Франковский институт нефти и газа

Министерства высшего и среднего специального образования Украинско" CCP (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ

СКОРОСТИ ПРОХОДКИ СКВАЖИН

Изобретение относится . к устройствам автоматики и информационно-измерительной техники и может быть использовано для оперативного управления процессом бурения нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для измерения механической скорости, измеряющее усредненную механическую скорость проходки, содержащее преобразователи приращения проход ки и приращения времени бурения, блок управления и индикатор скорости, в котором измерение механической скорости проходки осуществляется по перемещению верхнего конца бурового инструмента при дискретизации проходки с равными интервалами времени. Блок управления каждый раз переводит преобразователь приращения проходки в исходное (нулевое) состояние через равные интервалы времени Ь(. Так как hT =

= const, то механическая скорость проходки пропорциональна сигналу на выходе преобразователя приращения проходки, соединенного с индикатором скорости (11.

Известно устройство для измерения механической скорости проходки скважин, содержащее исполнительный механизм подачи, блок деления, ко входам которого подключепы последовательно соединенные преобразователь приращения проходки и вентиль, преобразователь приращения времени бурения и вентиль; блок управления, выходы которого подключены к вентилям и преобразователям приращения проходки и времени бурения; индикатор скорости, подсоединенный к выходу блока деления, реализующее принцип измерения, при котором ЬН =

= const (21.

В начале осередного цикла измерения в блок управления устанавливает в нулевое состояние преобразователь приращения проходки и запускает генератор импульсов. При достижении проходкой заданного значения

AH преобразователь приращения проходки отключает выход генератора импульсов от блока деления. Блок деления производит вычисление механической скорости . проходки согласно формуле м = К Н (1

iäå К вЂ” коэффициент, обусловленный конструкцией преобразователя приращения проходки и частотой генератора;

N — число импульсов.

746091 ный детектор вырабатывает импульсы одной полярности, которые усиливаются и ограничиваются f10 максимальному значению усилителем-ограничителем 10. Делитель частоты 11 дает возможность регулировать частоту получения отсчетов через некоторое число импульсов, определяемое коэффициентом деления делителя частоты. Из блока управления 6 поступает сигнал на отпирание вентилей 2 и 3. Открытые вентили 2 и 3

10 пропускают сигналы от преобразователей 4 и 5 на блок деления 1, где осуществ ляется операция деления сигнала, пропор ционального приращению проходки, на сиг на фиг. 2 и 3 — графики изменения во времени осевой нагрузки на долото и подачи

2 бурового инструмента; на фиг. 4 — графики зависимости относительной погрешности от величины шага дискретизации проходки.

Устройство содержит делительный блок l, служащий для вычисления средней механической скорости проходки по алгоритму

Формула изобретения

Ч = ЬН/ЬТ, 3$ ка управления.

43 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 35043?О, кл. 73 — 151.3, опублик. 1971.

2. Кукурудз И. П. и др. Цифровой прибор для измерения механической скорости бурения, условного износа и интенсивности изнашивания долота. Сб. Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождеСущественным недостатком этих устройств является наличие систематической погрешности измерения механической скорос» ти проходки скважины, которая возникает вследствие дискретного характера перемещения верхнего конца колонны бурильных труб в процессе углубления ствола скважи ны.

Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения механической скорости про ходки скважины от дискретизации проходки..

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком определения момента подачи бурового инструмента, вход которого соединен с исполнительным механизмом подачи, а выход — со входом блока ,управления.

Блок определения момента подачи долота представляет собой последовательну|о цепь из датчика положения ручки тормоза буровой лебедки, дифференциального детектора, усилителя-ограничителя и делителя частоты. Вход датчика положения соединен с ручкой бурового тормоза, а выход делителя частоты — с входом блока управления.

На фиг. 1 представлена схема устройства;

: на вход которого через вентили 2 и 3 подаются сигналы от преобразователей 4 и 5 приращения проходки и приращения времени бурения соответственно. Нулевое состояние преобразователей 4 и 5 в начале каждого цикла измерений обеспечивается блоком управления 6, выходы которого подключены к преобразователям 4 и 5, Работой вентилей 2 и 3 управляет блок управления 6, на вход которого подаются сигналы от блока 7 определения момента подачи бурового инст румента, состоящего из датчика положения ручки тормоза буровой лебедки 8 через после» дователь ) ю цепь: дифференциальный детектор 9, усилитель-ограничитель 10 и делитель частоты 11. Значение механической скорости проходки индицируется на индикаторе 12:

В момент очередной подачи бурового инструмента датчик положения ручки тормоза буровой лебедки 8. вырабатывает сигнал( постоянной амплитуды, который поступает на вход дифференциального детектора 9, 13

В моменты очередных подач дифференциальнал, пропорциональный приращению време ни бурения. В результате деления на инди каторе скорости 12 индуцируется значение скорости проходки, После окончания операции деления вентили 2 и 3 запираются, блок управления 6 переводит в нулевое состояние преобразователи 4 и 5, и начинается очередной цикл измерений.

Использование устройства позволяет уменьшить погрешность измерения механической скорости проходки и уменьшить информационные потери, что позволяет использовать его для оперативного управления процессом бурения нефтяных и газовых скважин, Устройство для измерения механической скорости проходки скважин, содержащее исполнительный механизм подачи, преобразователи приращения проходки и времени бурения, входы которых подключены к выходам блока управления, а выходы через соединенные с другими выходами блока управления вентили подключены к блоку деления, соединенного с индикатором скорости, отличающееся тем, что с целью уменьшения погрешности проходки скважин от дискретизации, оно снабжено блоком определения момента подачи бурового инструмента, вход которого соединен с исполнительным механизмом подачи, а выход — с входом блоний»Вып. 9, Изд. Львовского университета

Дьвов, 1972, с. 93 — 95 (прототип).

746091

4ГП t,,С

Л;, 3m< 4 Г Г Г,. т, В, г р ГГ

Фиг. 4

Редактор С. Титова

Заказ 3913/23 1

Составитель P. Гладун

Техред К. Шуфрнч Корректор Н. Грнгорук

Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., n. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Г!роектная, 1