Устройство для измерения механической скорости бурения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ВУ («i983259

Союз Советских

Социалистических

Республик (5()M. Кл.

E 21 В 45/00 (53) УДК б22.24..082 (088.8) (61,) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.11.80 (21) 3005523/22 — 03 с присоединением заявки рй

1Ьвударстваниий каинтет CCCP во делаи изабратакка и открьпкк (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.82 Бюллетень. М 47

Дата опубликования описания 23.12.82-"., Б. Д. Денис, Б. С. Калужный и А. EL Мартынчук

/ (72) Авторы изобретения

Львовский ордена Ленина политехнический инст им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ

СКОРОСТИ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к контролю и изме рению параметров бурения на буровых уста- . новках нефтяной и газовой промышленности.

Известно устройство для измерения механической скорости бурения, состоящее из датчика подачи бурового инструмента, датчика временных интервалов, вычислительного блока (1).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения в начальных циклах съема информации после "расхаживания инструмента *, вызванная отсутствием автоматической работы устройства в цикле ведения измерений. Кроме того, субъективное включение устройства в рабочее состояние требует специальной сигнализации о:наличии контакта долота с забоем., I

Наиболее близким по технической сущнос. ти к изобретению является устройство для измерения механической скорости бурения, содержащее датчик подачи бурового инструменga и вычислительный блок, включающий датчик времени, счетчик импульсов, элемент задержки, счетчик времени, регистр индикации, компаратор и логические элементы.

Принцип измерения в известном устройстве ,связан на подсчете количества импульсов от датчика подачи бурового инструмента за дискреъ ные интервалы усреднения, устанавливаемь ь счетчиком времени в периоде работы долота на забое (2).

Недостатком известного устройства является значительная погрешность измерений при автоматическом управлении его работой в функции от датчика осевой нагрузки на долото,, .так как при работе устройства в зоне минимальных уставок компаратора от датчика

15 дсевой нагрузки не исключается время на разбуривание йтама Режим мйссимальных уставок не всегда оправдан, так как при изменении режимов бурения, а именно осевой нагрузки на долото в меньшую сторону, устно ройство не проводит измерений, т. е. возникают потери информации.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения влияния

983259 на погрешность времени отсутствия контакта полота с забоем.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком коррекции, состоящим из датчика асса инструмента, компаратора, двух схем совпадения, схемы НЕ, блоком направления движения инструмента, реверсивного счетчика, дешифратора О, при этом выход датчика подачи инструмента подключен к одному входу первой схемы совпадения, другой выход 10 последней через компаратор соединен: с датчиком веса инструмента, а выход первой схемы совпадения подключен к блоку направления движения инструмента, выход "Вверх" которого соединен с входом реверсивного счетчика 15

"Сложение", а выход его через дешифратор 0 соединен с входами схем совпадения вычислительного блока и через схему НŠ— с одним из входов второй схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом "Вниз" блока направления движения инструмента, а выход ее подключен к входу "Вычитание" реверсивного счетчика.

На чертеже представлена блок — схема предлагаемого устройства. 25

Устройство для измерения механической скорости бурения содержит блок 1 коррекции, состоящий из датчика 2 веса инструмен та, компаратора 3, схемы 4 совпадения, блока

5 направления движения, схемы 6 совпадения, реверсивного счетчика 7, схемы НЕ 8 и дешиф. ратора 0 9, датчик 10 подачи бурового инструмента и вычислительный блок 11, состоящий из датчика 12 времени, схем 13 и 14 совпадения, счетчика 15 импульсов, счетчика 16 времени,. регистра 17 индикации, триггера 18 и элемента 19 задержки.

Датчик 2 веса через компаратор 3 соединен с одним из входов схемы 4 совпадения, друтой. вход которой соединен с датчиком 10 подачи инструмента 4. Выход этой схемы соединен с блоком 5 направления движения, выход "Вниз которого соединен с входами схем 6 и 13 совпадения, а выход "Вверх" — с входом

"Сложение" реверсивного счетчика 7. Выход счетчика 7 через дешифратор 0 9 соединен с одними из входов схем 13 и 14 совпадения и через схему 8 — с другим входом схемы

6 совпадения, выход которой соединен с,входом "Вычитание" счетчика 7. Выход схемы

13 соединен с входом счетчика 15 импульсов, выходы которого подключены к регистру 17 индикации.

Другой вход схемы 14 совпадения соединен с датчиком 12 времени, а ее выход через счетчик времени 16 соединен с входом тригге- 55 ра 18, один из выходов которого подключен к разрешающему входу регистра 17 индикации. .Другой выход триггера 18 через элемент 19 задержки соединен с нинами установки в нулевое состояние счетчика 16 времени, григтера 18 и счетчика 15 импульсов.

Принцип: действия предлагаемого устройства основан на подсчете количества импульсов от датчика подачи при углублении скважины за выбранный интервал усреднения, исключающий время отсутствия контакта долота с забоем.

Устройство работает следующим образом.

При ведении процесса бурения датчик 10 подачи бурового инструмента выдает импульсы, количество которых пропорционально величине углубления скважины. Эти импульсы через схему

4 совпадения поступают в блок 5 направления движения, который разделяет их на две выходные последовательности, отвечающие движению инструмента "Вверх" и "Вниз". Схема

4 управляется от датчика 2 веса инструмента посредством компаратора 3 с регулируемой уставкой распознавания полного веса инструмента от веса крюка или одной свечи, что исключает возможность ложной работы устройства при наращивании инструмента.

В начальной стадии процесса углубления скважины реверсивный счетчик 7 устанавливается в нулевое состояние и последовательность импульсов с выхода "Вниз" блока 9 направления движения не поступает на вход "Вычитание счетчика 7, так как схема 6 совпадения закрыта дешифратором состояния 0 реверсивного счетчика 7 через схему 8.

Таким образом, счетчик 7 все время в процессе углубления находится в нулевом состоянии. При этом схемы 13 и 14 совпадения открыты тем же дешифратором 9 и счетчиком 15 ведется накопление импульсов, количество которых пропорционально углублению инструмента, а счетчиком 16 — импульсов выбранного времени усреднения. По истечении выбранного интервала усреднения выходной сигнал счетчика 16 переключает триггер 18, который дает разрешение на перезапись информа ции из счетчика 15 в регистр 17 индикации и через элемент 19 задержки (время на перезапись информации) устанавливает в нулевое состояние счетчики 15 и 16 и триггер 18, т. е. в состояние готовности следующего цикла измерения. Информация в регистре 17 индицируется постоянно и обновляется в каждом цикле измерений.

В цикле отрыва долота от забоя, т. е. при

"расхаживании инструмента" или при его наращивании, последовательность импульсов с выхода "Вверх" устройства 5 поступает на вход "Сложение" счетчика 7, где накапливается, тем самым определяя величину отрыва долота от забоя. При этом дешифратор 9 закрывает схемы 13 и 14 и через схему 6 открывает вход "Вычитание" счетчика 7.

983 159

В последующей стадии рабогы усг1юйсгва, r. е. при движении инструменга вниз, импульсы через открытую схему 6 поступают на вход "Вычитание" счетчика 7, в результате чего показания его пропорционально уменьшаются 5 и становятся равными нулю при касании doлотом забоя. Счетчик 7 находится в этом состоянии все время в процессе углубления инструмента, так как вход "Вычитание", его закрыт дешифратором 9. Схемы 13 и 14 совпадения 10 . открываются и повторяется цикл измерений.

Применение устройства позволяет повысить точность измерений механической скорости бурения за счет автоматического исключения из времени усреднения интервала времени, ког- 15 да отсутствует контакт долота с забоем, а также исключить возможность получения ошибочной информации и ликвидировать потери информации при "расхаживании инструмента".

20 повышения гочности измерения, оно снабжено блоком коррекции. состоящим иэ датчика веса инструмента, компаратора, двух схем совпадения, схемы НЕ, блоком направления движения инструмента, реверсивного счетчика, дешифратора О, при этом выход датчика подачи инструмента подключен к одному входу первой схемы совпадения, другой выход последней через компаратор соединен с датчиком веса инструмента, а выход первой схемы совпадения подключен к блоку направления движения инструмента, выход "Вверх" которого соединен с входом реверсивного счетчика. Сложение", а выход его через дешифратор 0 соединен с г входами схем совпадения вычислительного блока и через схему HE — с одним из входов вто. рой схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом "Вниз" блока направления движения инсгрумента, а выход ее подключен к входу "Вычитание" реверсивного счетчика.

Формула изобретения

Устройство для измерения механической скорости бурения, содержащее датчик подачи 25 бурового инструмента и вычислительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что, с целью

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 362130, кл. Е 21 В 45/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР и 876974, кл. Е 21 В 45(00, 1980.

983259

Редактор О. Половка

Составитель И. Карбачинская

Техред E,Xàðèòoí÷èê, Заказ 9862/36 Тираж 623, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/S

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

Корректор А. Дзятко

Подлисное