Устройство для определения начала выброса при бурении скважин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛА ВЫБРОСА ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖН по авт,св. № 887803, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения начала выброса, оно снабжено схемой дораспознавания, вклк)чакяцей задатчик давления, четвертую и пятую схемы сравнения, ждущий мультивибратор, третий ключ, запоминаюпщй элемент-накопитель и второй вычитающий элемент, при этом входы четвертой схемы сравнения соединены с выходами датчика давления и задатчика давления, выход четвертой схемы сравнения соединен с входом реле времени , два входа пятой схемы сравнения соединены с входом и выходом реле времени, а ее выход череж ждущий мультивибратор соединен с управляющим входом третьего ключа, другой вход которого соединен с выходом первого вычитакядего элемента, при этом выход третьего ключа через запоминающий элемент-накопитель соеди§ нен с первьт входом второго вычитающего элемента, второй вход которого (Л соединен с выходом блока уставки, а выход второго вычитающего элемента подключен к входу третьей схемы сравнения .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) заэ Е 21 В 45,/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕ АМ ИЗО РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ (61) 887803 (21) 3533453/22-03 (22) 06. 01. 83 (46) 30.03.84. Бюл. Ф 12 (72) Г.Н.Кипунов и В.Г.Коровкин (71) Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизации глубокого разведочного бурения (53) 622.24.08 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

887803, кл. Е 21 В 45/00, 1979.. (54).(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

НАЧАЛА ВЫБРОСА ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН по авт.св. У 887803, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения начала выброса, оно снабжено схемой дораспознавания, включающей задатчик давления, четвер тую и пятую схемы сравнения, ждущий мультивибратор, третий ключ, запоминающий элемент-накопитель и второй вычитающнй элемент, при этом входы четвертой схемы сравнения соединены с выходами датчика давления и задатчика давления, выход четвертой схемы сравнения соединен с входом реле времени, два входа пятой схемы сравнения соединены с входом и выходом реле времени, а ее выход череж ждущий мультивибратор соединен с управляющим входом третьего ключа, другой вход которого соединен с выходом первого вычитающего элемента, при этом выход третьего ключа через запоминающий элемент-накопитель соединен с первым входом второго вычитаюа щего элемента, второй вход которого соединен с выходом блока уставки, а выход второго вычитающего элемента подключен к входу третьей схемы сравнения. разом

1 10

Изобретение относится к бурению и предназначено для использования при бурении скважин на нефть и газ, в частности для распознавания аварийных ситуаций в процессе бурения.

По основному авт.св. N - 887803 известно устройство для определения начала выброса при бурении скважин 1 .

82936 2 торы 17 и 18-, задатчик 19 давления, четвертую и пятую схемы 20 и 21 сравнения, ждущий мультивибратор 22, запоминающий элемент-накопитель 23, второй вычитающий элемент 24. и третий ключ 25.

Устройство работает следующим обВ исходном состоянии ключи 5 и 6

10 открыты. После включения буровых!

55

Недостатком известного устройства является отсутствие схемы дораспознавания для определения допустимого значения прироста объема жидкости между очередными наращиваниями в процессе бурения при выходе пластового флюида на поверхность, что снижает точность определения начала вы1 броса.

Цель изобретения — повьппение точности определения начала выброса.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения начала выброса снабжено схемой дораспознавания, включающей задатчик давления, четвертую и пятую схемы сравнения, ждущий мультивибратор, третий ключ, запоминающий элементнакопитель и второй вычитающий элемент, при этом входы четвертой схемы сравнения соединены с выходами датчика давления и задатчика давления, выход четвертой схемы сравнения — с входом реле времени, два входа пятой схемы сравнения соединены с входом и выходом реле времени, а ее выход через ждущий мультивибратор соединен с управляющим входом третьего ключа, другой вход которого соединен с выходом первого вычитающего элемента, при этом выход третьего ключа через запоминающий элемент-накопитель соединен с первым входом второго вычитающего элемента, второй вход которого соединен с выходом блока уставки, а выход второго вычитающего элемента подключен к входу третьей схемы сравнения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 давления промывочной жидкости в приемных емкостях, датчик 2 объема реле

3 времени, блок 4 уставки, первый ключ 5, второй ключ 6, первый sanoминающий элемент 9, первую, вторую . и третью схемы сравнения 10, 11 и

12, первую, вторую и третью схемы

И 13, 14 и 15, схему ИЛИ 16, индиканасосов давление на стояке начинает возрастать и вызывает возрастание сигнала на выходе датчика f и на входе схемы 20 сравнения. Когда этот сигнал сравняется с сигнапом задатчика 19, на выходе схемы 20 появляется сигнал, запускающий реле 3 времени, которое осуществляет задержку переключения устройства в рабочий режим, необходимую для выхода циркуляции жидкости на нормальный режим.

Значение объема промывочной жидкости в приемных емкостях, измеренное датчиком 2 объема, через открытый ключ 5 поступает в запоминающий элемент 8.

После отработки реле 3 ключи 5 и

6 закрываются, что свидетельствует о переходе в рабочий режим. Запомненное в элементе 7 значение объема промывочной жидкости равно Чо, а запомненное в элементе 8 значение давление Pe> .

Схема 11 сравнивает значение объема Ч с запомненным V0 и при Ч V< вырабатывает сигнал "0" на выходе, подключенном к входам схем И 13 и 15.

В случае Ч > Чо схема 11 сравнения вырабатывает сигнал "1". Схема 10 сравнивает текущее значение давления

Рс с sanoM«» Рсн а при Рс 4 Рсн вырабатывает сигнал "0" на выходе, подключенном к схеме И 13, и сигнал

"1" на выходе, подключенном к схемам.

И 14 и 15. При Рс > P сн си жалы из схемы 10 поступают наоборот: "1" — к схеме И 13, а "0" — к схеме И 14 и

15. Элемент 9 вычитает из текущего значения объема Ч запомненное значе; ние Ч и вырабатывает сигнал, пропорциональный разности Ч-Чо. Далее схема 12 сравнивает значение допустимого прироста объема жидкости Ч получаемого из схемы 4 уставки, с разностью V-Vо и при Ч-V Ъ Ч вырабатывает сигнал "1" на выходе, подключенном к схеме И 14, и "0" на выходе, подключенном к схеме И 15. При

U-Чо (Ч+ сигналы поступают наоборот:

3 108:29

"1" — к схеме И 15, а "0" — к схеме

И 14.

Сигналы с выходов схем 10, 11 и

12 сравнения поступают на входы схем

13, 14 и 15, которые вырабатывают сигналы "1" при V > Vo u Pc. > P« (схема И 13), Ч-Чр w, V и Р (Рс„ (схема И 14), V > V0, V-V (V» и

Р Р н (схема И 15) . В остальных с случаях схемы 13,. 14 и 15 вырабатыва-10 ют сигнал логического нуля "0".

Сигналы с выходов схем 13 и 14 поступают на схему ИЛИ 16, которая вырабатывает " 1" при V > V o и Рс > Р „ или V-V V u P 4 P „. Этот. сиг- 15 с нал включает индикатор 17, что соответствует ситуации "Выброс", после чего работа устройства заканчивается.

В остальных случаях схема 16 выдает сигнал "0". Сигнал "1" от схемъг 15 2О включает индикатор ситуации "Прояв-. ление". Процесс бурения при этом продолжается. При появлении пластового флюида на поверхности оператор выключателем 26 включает схему дораспозна- 2> .вания (элементы 19-25) . Бурение продолжают до очередного наращивания бурильного инструмента.

При наращивании промывка скважины прекращается, поэтому давление в стояке резко падает, и сигнал от датчика 1 оказывается меньше сигнала от задатчика 19. При этом на выходе схемы 20 сравнения появляется сигнал "1" который через реле 3 открыФ

35 вает ключи 5 и 6, что возвращает устройство в исходный режим. Реле 3 времени осуществляет задержку, необходимую для включения схемы дораспозна, вания. В течение. этой задержки на 40 входе реле 3 и схеме 21 сравнения . держится сигнал "1", а на выходе реле 3 и схеме 21 сравнения сохраняется сигнал "0". Причем такое сочетание сигналов на входах схемы 21 возможно лишь при снижении давления в стояке и приводит к появлению на ее выходе сигнала, запускающего.ждущий мультивибратор 22, на выходе которого (на время его работы) появляется сигнал, открывающий ключ 25, ко36 4 торый соединяет выход вычитающего элемента 9 с входом запоминающего элемента-накопителя 23. При этом величина прироста объема жидкости на конец бурения между наращиваниями AVк, полученная в элементе 9, поступает на вход элемента 23 и суммируется с предыдущими значениями

; и-1 прироста Z hV . По окончании рабо"

k ты мультивибратора 22 ключ 25 закрывается и величина прироста объема и

> аЧ фиксируется элементом-нако1=1 пителем 23. Затем на входе элемента

24, соединенном с выходом элемента

23, появляется значение прироста

4М, а на другой вход элемента

11 К"

24 поступает значение расчетного допустимого прироста V из схемы 4

% уставки. Таким образом, на выходе вычитающего элемента 24 появляется значение допустимого. прироста V „ =

Ф и "=Ч»- „> ду объема на данном этапе.

1 к= k

При бурении после наращивания схемы 12 сравнения сравнивает разности объемов V-V с новым значением допустимого прироста V и по результатам

1 сравнения судит о начале выброса.

Если выход флюида на поверхность прекратился (что устанавливает оператор), элемент-накопитель выключателем 26 сбрасывают в исходное нулевое состояние. Это отключает схему дораспознавания. В дальнейшем схема

12 производит сравнение разности

+ объемов Ч-Чс не с величиной Ч„, а со значением V+, получаемым из схемы

4 уставки, и по результатам этого сравнения судит о начале выброса.

Предлагаемое устройство позволяет

icBoeBpeMeHHo распознавать выброс при бурении в условиях выхода флюида на поверхность, что предотвращает его развитие в открытый фонтан..1082936

Составитель В. Булыгин

Техред Л.Иартяшова

КорректорИ.Эрдейи

Редактор Т.Портная

Тираж 564

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подпис ное

Заказ 4421

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