Устройство для измерения скоростибурения

 

О Il И С А Н И Е <„,8486т18

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

l

Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15. 10. 79 (21) 2864731/22-03 (5 f ) M. Кл. с присоединением заявки ¹

Е 21 В 45/00

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 23. 07. 81. Бюллетень ¹ 27 па делам изобретений и открытий (53) УДK 622.24. .082 (088.8) Дата опубликования описания 25.07.81 е н ь- ° .. 1

Ь

Э.А. Айзуппе, В.А. Кулишенко, М.И. Сергееф и Ш . :А 1(алиеттаев

3 °; з i

Методическая экспедиция геолого-экономичес х

1 исследований (МЭГЭИ) Министерства геологии Узбекскои CCP (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРО11СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ

dp

V = У вЂ” C от, скорость бурения скорость перемещения колонны; нагрузка на долото 20 время; константа; зависящая от глубины скважины и типоразмера бурильных труб. где Ч

Р

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к созданию устройств для измерения скорости этого процесса.

Сложность измерения механической скорости заключается в том, что, являясь показателем стохастического процесса — бурения, она носит случайный характер. Будучи связанной со скоростью перемещения верхнего конца колонны, скорость бурения определяется формулой А.И. Дряхлова

Задача сводится к определению математического ожидания по реапизации

V„(t. )

Известно устройство,. в котором

5t выбирается в зависимости от скорости бурения, содержащее дешифратор с блоком управления, связанным с регистром результата. Выход дешифратора соединен со схемой совпадения кодов, воздействующий на схему управления и через нее на счетчик времени ti3 .

Недостаток этого устройства, теак и остальных приборов, реализующих принцип V = -ф — большой интервал времени, когда отсутствует контроль за скоростью, что создает трудности при оптимизации бурения. В описанном устройстве это усугубляется тем, что в интервалы имеют различную длительность.

Наиболее близким-к предлагаемому является устройство, в котором реализован метод скользящего среднего.

Сущность его сводится к использова848,608

Yn(rn- 4) i "-1+в л-

r (me) 2 (m-4)V Фч

vt, (3) 25 (5) V - Чь

3 нию в осредненни информации, полученной за предыдущий период. Рабата устройства происходит по формуле где m — число интервалов за время усреднения; ; — усредненное значение скорости;

V — измеренное (мгновенное) зна. б чение скорости подачи.

Устройство имеет импчльсный датчик проходки, с которым поочередно связываются накопители. Через каждый такт накопители подключаются через собиратель-сумматор к регистру текущего среднего, а последний — к входу сумматора. Другой его вход связан с ре- . .гистром предыдущего значения, в который число „, попадает через регистр результата, и результат осреднения . умножается на " . Индикатор подкП3+ 3 лючен.к выходу регистра результата через делитель на число ",Все цепи связаны через ключи, открытие которых производится блоком управления (2).

Недостатком указанного устройства является относительно низкая надежность, которая. вызвана сложностью схемы.

Цель изобретения — повьппение надежности. устройства за счет упрощения схемы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик проходки, сумматор, регистр результата, счетчик, индикатор и блок управления снабжено инвертором, при этом датчик проходки подключен через последовательно соединенные счетчик и сумматор к регистру результата, выход которого подключен непосредст венно к цифровому входу счетчика и со сдвигом вправо на два разряда ко входам инвертора и индикатора, а выход инвертора соединен со входом сумматора, причем блок управления подключен к управляющему входу счетчика и входу "Запись" регистра ре-. зультата.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства .для измерения скорости бурения.

Устройство содержит импульсный датчик 1 проходки связанный со счетным входом счетчика 2, а выход пос;— леднего связан с входом х суммато1 ра 3.. Выход у сумматора соединен с входом регистра 4 результата, выполненного на двухступенчатых D триггерах. Выход У регистра 4 подключен непосредственно к цифровому

10 входу счетчика 2 и со сдвигом вправо на два разряда к входу индикатора

5 и инвертора 6. Выход инвертора соединен с входом х сумматора 3.

Блок 7 управления своими выходами

15 связан с входом "Запись" регистра результата и управляющим входом счетчика.

Устройство (работает следующим образом.

20 Усреднение интервала проходки за время д ь, соответствующее циклу работы блока управления, происходит по формуле где Ч вЂ” текущая усредненная скорость бурения; з0 Ч, - скорость бурения, полученная в результате предыдущего цикла усреднения; п1 — число, положенное в основание системы исчисления, реа35 лизованной в устройстве;

V= ь*/ат, где hT — время цикла усреднения;

Ь Ь вЂ” интервал проходки, пробуренной за время

ДC= bT Irn °

Например, в случае двоичной системы исчисления формула имеет вид наиболее простой реализации

v Ч,-, ° V (4 т 2

45 Реализация формулы (3) при системе исчисления с основанием производится следующим образом. Число с выхбда регистра результата подается на вход индикатора со сдвигом вправо на один разряд, что соответствует делению его на п1 . Величина Y деленная на т, есть усредненная скорость бурения Ч, которая выдается оператору. Одновременно Y подается на

55 цифровой вход счетчика. Сигналом с блока управления происходит обнуле— ние счетчика и запись в него числа У .

5 848608 4

В течение времени 4 в счетчике z 10000 ч, т.е. Р =0,99748, то в пред- происходит. накопление суммы :лагаемом устройстве, содержащем 7

Х,= 1/ . Ч (6 3 ° аналогичных элементов Р<=0,99928. которая поступает на вход Х1 сумма- Надежность увеличивается, так как тора. Одновременно на другом входе . она определяется числом соединений, сумматора Х находится инвертирован-. в том чисае паек, а с уменьшением ная величина . При этом на выходе числа элементов число соединений резY . .имеем ко уменьшается.

1

Y =mV 4 Y+Ч =(m- )V +V (7) . Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

11 471423, кл. E 21 В 45/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 542821 кл. Е 21 В 45/00, 1975 (прототип).

/33 ое

Филиал ППН Патент" ° г. Ужгород, ул. Проектная,4

Через новый интервал bt сигналом с блока управления производится запись в первую ступень регистра. При исчез-, новении сигнала "Запись", перепи- 1S сывается во вторую ступень и появляется на выходе регистра. Попадая со сдвигом на вход индикатора, он делится на m и согласно формуле (3) соответсвует / „. При прекращении 20

tt ll действия сигнала на входе Запись он сразу появляется на другом выходе блока управления, вызывая запись величины mV в счетчик 2, и далее с+ цикл повторяется.

Выходные импульсы проходки следуют через интервалы ЬЬ . Их нужно выбирать таким образом, чтобы накопленная за ht сумма hb соответствовала скорости в желательной системе исчис- ЗО ления в м/ч.

Эффективность предлагаемого устройства заключается в увеличении надежности. Если известное устройство, состоящее из 21 укрупненного элемен- 35 та, безотказно работает в течение

Устройство для измерения скорости бурения, содержащее датчик проходки, сумматор, регистр результата, счетчик, йндикатор и блок управления., о т л и ч а ю m, е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено инвертором, при этом датчик проходки подключен через последовательно соединенные счетчик и сумматор к регистру результата, выход которого подключен непосредственно к цифровому входу счетчика и со сдви" гом вправо на два разряда ко входам инвертора и индикатора, а выход инвертора соединен со входом сумматора, причем блок управления подключен к управляющему входу счетчика и входу

"Запись" регистра результата.