Устройство для определения стоимости метра проходки при бурении скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р>876970 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 070180 (21) 2866061/22-03 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.

Е 21 В 44/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (2З) Приоритет

Опубликовано. 3010.81. Бюллетень № 40 (53) УДК 622.233. . 626 (088. 8) Дата опубликования описания 3010.81

1 (72) Автор изобретения

Е.В. Калыгнн с

1 Свердловский ордена Трудового Красного Зна ни горный институт им. В.В. Вахрушева (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОИМОСТИ

МЕТРА ПРОХОПКИ ПРИ БУРЕНИИ СКВЮКИН

Изобретение относится к контролю и управлению процессом бурения скважин алмазными коронками и предназначено для определения минимума стои мости метра проходки скважины с целью подъема коронки на поверхность.

Известно устройство, предназначенное для получения сигналов, пропорциональных как текущей, так и ожидаемой стоимости метра проходки скважины при алмазном бурении. С целью получения сигнала, пропорционального текущей стоимости метра проходки скважины; устройство содержит датчик общего текущего времени, блок вычис- 15 ления стоимости метра проходки, сумматор общей проходки на коронку,датчик перемещения колонны с реле, задатчик стоимости. часа работы буровой установки, sадатчик стоимости корон- 20 ки и регистрирующий прибор (1).

Однако устройство не обеспечивает реально получение сигнала, пропорцио- нального текущей. стоимости метра проходки при алмазном бурении скважин.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, обеспечивающее. с попощью первичных датчиков и средств вычислительной техники получение сигнала, пропорционального текущей 30 стоимости метра проходки скважины н определение момента- времени подъема долота на поверхность. Устройство содержит комплект средств,, преобразующих входные величины в пропорциональные уровни напряжений, включающий преобразователь-накопитель текущего времени бурения в рейсе, задатчик времени спуско-подъемных и вспомогательных операций, задатчик стоимости ча-. са эксплуатации буровой установки, задатчик сТоимости породоразрушающего инструмента (долота, алмазной коронки) и накопитель-преобразователь текущей проходки на породоразрушающий инструмент, блок вычисления стоимости метра проходки, состоящий иэ сумматора общего времени рейса породораэрушающего инструмента, множительного звена, сумматора текущей стоимости эксплуатации буровой установки и породоразрушающего инструмента и делительного звена, регистрирую щий прибор.

Известное устройство функционирует в соответствии с алгоритмом

A(ten+,t) + d (1)

Ч

t. где р - текущая стоимость метра, проходки скважины, руб/м;

876970

А — стоимость часа эксплуатации буровой установки, руб/ч; время затрачиваемое на

СП

Ф спуско-подъемные и вспомогательные операции, отнесенное к одному рейсу, ч; 5 — текущее время бурения в рейсе, ч;

4 — стоимость породоразрушающего инструмента, руб; текущая проходка на породораэрушающий инструмент в рейсе, м.

Текущее значение q записывается на диаграммной бумаге регистрирующего прибора. При достижении q = min принимается решение о замене породораэ15 рушающего инструмента (2).

Однако известное устройство не может быть использовано при бурении скважин алмазными коронками, так как алмазная коронка используется в Щ течение нескольких рейсов бурового снаряда. Поэтому в каждом рейсе расходуется только некоторая часть ее стоимости от полной. Вследствии этого алгоритм (1) и, следовательно, уст- д5 ройство не в состоянии обеспечить получение сигнала, пропорционального фактической текущей стоимости метра проходки скважины при алмазном бурении, и дать оценку времени, при кото ром стоимость метра проходки скважины достигает минимума и принимается решение о подъеме породораэрушающего инструмента.

Цель изобретения ности определения стоимости метра ггроходки при бурении скважин алмазной коронкой.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжейо эадатчиком допустимого износа алмазной ко- 40 ронки по высоте матрицы, вторым блоком деления, эадатчиком скорости износа алмазной коронки по высоте матрицы и двумя блоками умножения, причем задатчик допустимого износа алмазной 45 коронки по высоте матрицы соединен с одним из входов второго блока деления, второй вход которого соединен с выходом задатчика стоимости породоразРушающего инструмента, а выход второго блока деления соединен с одним иэ входов первого блока умножения., второй вход которого соединен с эадатчиком скорости износа алмазной,коронки по высоте матрицы, а выход его соединен с одним из входов второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя-накопителя текущего времени бурения в рейсе, при этом выход второго блока умножения соеди- 60 нен с сумматором текущей стоимости эксплуатации буровой установки и породораэрушающего инструмента (алмазной коронки), а регистратор свя,зан с первым блоком деления. 65

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять автоматическое вычисление стоимости метра проходки скважины в соответствии. с алгоритмом

A (tp n + t ) " - С t

I где С вЂ” стоимость часа работы алмазной коронки на забое, руб/ч.

Стоимость часа рабсты алмазной коронки может быть определена иэ выражения

M сс3 S (Рсв ) d

AM n AM „, нд(+ 8 ) (2) дм доп

1 где M — скорость износа алмазной

C. коронки по высоте матрицы, мм/че дИ и- допустимый износ алмазной коронки по высоте матрицы, ммч

S и 8 — эмпирические коэффициенты;

Р и uu — осевая нагрузка и частота вращения бурового снаряда, кН и с соответственно;

M — скорость износа алмазной коронки по высоте матрицы, соответствующая базовому режиму бурения, мм/ч; у — относительное изменение произведения режимных параметров, равное (Рд -(>)d )/

/ (eau)o; (РЮ)Д вЂ” базовое значение режимных параметров, кНс- ".

Иэ выражения (2) следует, что для вычисления С необходимо знать скорость износа коронки И с. Оценка

M с(РСО) может быть получена на основании ранее пробуренных скважин для различных пластов горных пород. Если зависимость M с(Ро3) неизвестна, то для заданных режимов бурения значение

M с может быть оценено на основании измерений, выполненных в начале и конце предшествующих рейсов, по формуле

М с = hM/t где дМ.. — абсолютный износ алмазной коронки по высоте матрицы эа время t, мм.

На чертеже изображена блок-схема устройства для определения стоимости метра проходки при алмазном бурении скв ажи н.

Устройство, представляющее собой электронный аналоговый прибор, содержит сумматор 1 общего времени рейса породоразрушающего инструмента (алмазной коронки), блок 2 умножения, сумматор 3 текущей стоимости эксплуатации буровой установки,и породораэрушающего инструмента, блоки 4 и 5 деления, два блока 6 и 7 умножения, задатчик 8 скорости износа алмазной коронки по высоте матрицы и задатчик

876970

9 допустимого износа алмазной коронки по высоте матрицы, преобразовательнакопитель 10 текущего времени бурения в рейсе, задатчик 11 времени спуско-подъемных и вспомогательных операций, эадатчик 12 стоимости одного часа эксплуатации буровой установки, задатчик 13 стоимости породоразрушающего инструмента, накопитель преобраэователь 14 текущей проходки на породоразрушающий инструмент и регистратор 15.

Дпя получения сигнала, характеризующего стоимость работы алмазной

:коронки на забое, задатчиком 8 скорости износа алмазной коронки по высоте матрицы устанавливается напряжение, пропорциональное скорости износа коронки, которое подается на один иэ входов блока 6 умножения, Задатчиками 13 и 9 устанавливаются постоянные напряжения, пропорциональ- 20 ные стоимости алмазной коронки и величине допустимого износа алмазной коронки по высоте матрицы, которые подаются на входы "делимое" и "делитель" блока 5 деления. С выхода по- 25 следнего снимается напряжение, пропорциональное отношению стоимости алмазной коронки к ее допустимому износу по высоте матрицы, которое подается на второй вход множитель- 3Q ного звена 6. С выхода множительного звена снимается напряжение, пропорциональное стоимости часа работы алмазной коронки на забое, которое подается на один из входов блока 7 умножения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя-накопителя 10 текущего времени бурения в рейсе, а на выходе его устанавливается напряжение, пропорциональное текущей стоимости ра-. 40 боты алмазной коронки на забое, которое поступает на сумматор 3 текущей стоимости эксплуатации буровой установки и породоразрушающего инструмента (алмазной коронки). 45

Устройство работает следукщим образом.

После извлечения коронки на rioверхность замеряется ее физический $Q износ по высоте матрицы эа время рейса и рассчитывается скорость износа.

Величина скорости износа и допустимяй износ коронки устанавливаются задатчиками 8 и 9, в результате чего на выходе блока 6 умножения появляется сигнал, пропорциональный стоимости одного часа работы алмазной коронки. До начала бурения сигнал на выходе блока 7 умножения равен нулю.

При бурении временной сигнал с выхо- о да преобразователя 10 подается на вход блока 7 умножения, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный текущей стоимости работы алмазной коронки на забое, поступающий в блок вычисления стоимости.Так как коронка изнашивается, то на выходе регистратора 15 отображается кривая стоимости метра проходки, соответствующая ее физическому использованию, и при достижении минимума стоимости буровик определяет время подъема коронки на поверхность. формула изобретения

Устройство для определения стои,мости метра проходки при бурении скважин, содержащее преобразовательнакопитель текущего времени бурения в в рейсе, задатчик времени спускоподъемных и вспомогательных операций, задатчик. стоимости часа эксплуатации буровой установки, задатчик стоимости породоразрушающего инструмента и накопитель-преобразователь текущей проходки на породоразрушающий инструмент, сумматор общего времени рейса породоразрушающего инструмента, блок умножения, сумматор текущей стоимости эксплуатации буровой установки и нородоразрушающего инструмента, блок деления и регистратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повиаения точности измерения стоимости метра проходки при бурении скважин алмазной коронкой, оно снабжено задатчиком допустимого износа алмазной коронки по высоте матрицы, вторым блоком деления,, эадатчиком скорости износа алмазной коронки по высоте матрицы и двумя блоками умножения,причем задатчик допустимого износа алмазной коронки по высоте матрицы соединен с одним из входов второго блока деления, второй вход которого соединен с выходом задатчика стоимости породораэрушающего инструмента, а выход второго блока деления соединен с одним из входов первого блока умножения,, второй вход которого соединен с эадатчиком скорости износа алмазной коронки по высоте матрицы, а выход его соединен с одним из входов второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя-накопителя текущего времени бурения в рейсе, при этом выход второго блока умножения соединен с сумматором текущей стоимости эксплуатации буровой установки и породоразрушающего инструмента, а регистратор связан с первым блоком деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 571586,,кл. Б 21 В 44/00, 1974.

2. Патент CttlA Р 3660649,кл.235-193, опублик. 1972 (прототип). ь1б970 !

Составитель Г. Данилова

Редактор Т.Мермелштайн Техред A.дц Корректор У. Пономаренко

Закаэ 9544/45 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

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

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