Система управления гидрофицированной установкой


E21B44 - Системы автоматического управления или регулирования процессом бурения, т.е. самоуправляемые системы, осуществляющие или изменяющие процесс бурения без участия оператора, например буровые системы, управляемые ЭВМ (неавтоматическое регулирование процесса бурения см. по виду процесса; автоматическая подача труб со стеллажа и соединение бурильных труб E21B 19/20; регулирование давления или потока бурового раствора E21B 21/08); системы, специально предназначенные для регулирования различных параметров или условий бурового процесса (средства передачи сигналов измерения из буровой скважины на поверхность E21B 47/12)

 

СИСТЕМА .УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОФИЦИРОВАННОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащая датчики-преобразователи, электрогидроклапаны и блок их коммутации, уси-лители мощности,блок управления,блок оптической связи, генератор, счетчик времени, схемы совпадения, блок ,программы, формирователь тактовых импульсов, формирователь командных импульсов, дешифраторы команд и времени , схему ИЛИ, две схемы И-НЕ, блок индикации, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет обеспечения подачи команд по времени или от датчиковпреобразователей и обеспечения возможности расположения блоков управления и индикации во взрывоопасной зоне, она снабжена.шифратором команд, блоком коммутации датчиков, реверсивным счетчиком, цифровым преобразователем , блоком сигнализации, шифратором временных команд, шифратором ожидания и R-S-триггером, при этом выход источника питания соединен с входами блока индикации и блока управления , выходы датчиков-преобразователей и блока управления соединены с входами блока оптической связи, при чем выходы последнего подключены к входам шифратора команд, формирователя командных импульсов и блока коммутации датчиков, к которому подключен выход RS-триггера, соединенного с блоками коммутации, формирователем тактовых импульсов, а входы RS-триггера соединены с формирователем командных импульсов, выходы блока программы и шифратора соединены с входами реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами дешифра (Л тора команд и формирователя тактовых импульсов, к входам последнего подключены схемы совпадения, соединенные с блоком коммутации датчиков, при этом выходы дешифратора команд Тэединены с входами шифраторов временных команд, ожидания, дешиЛратора со времени, схем совпадения и цифрового преобразователя, выходы которого подключены к входам блока коммутации сх электрогидроклапанов, соединенного со с блоком сигнализации, а выходы по« следнего подключены к входам усилителей мощности, соединенных с злектрогидроклапанами , причем выходы генератора подключены к входам блока сигнализации, генератор соединен с счетчиком времени, к которому подключена схема совпадения, связанная с дешифратором времени, а шифратор временных команд, шифратор ожидания и схема совпадения подключены соответственно к схемам ИЛИ и И-НП.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1143837

4(51) Е 1 В 47/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2866281/22-03 (22) 10.01.80 (46) 07.03.85. Бюл. Р 9 (72) А.С.Шагинян, A.Ã.Àñàí-Джалалов, В.А.Пантелеев, H,È.Äàâèäåíêî, С.К.Шпилевский и А.Г.Романовский (71) Специальное конструкторское бюро сейсмической техники (53) 621.398(088.$) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 652128, кл. Е 21 С 3/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 245710, кл. С 08 С 9/16, 1969 ° (54)(57) СИСТЕМА УНРАВЛЕНИЯ ГИДРОФИЦИРОВАННОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащая датчики-преобразователи, электрогидроклапаны и блок их коммутации, усилители мощности, блок управления, блок оптической связи, генератор, счетчик времени, схемы совпадения, блок ,программы, формирователь тактовых импульсов, формирователь командных импульсов, дешифраторы команд и времени, схему ИЛИ, две схемы И-НЕ, блок индикации, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет обеспечения подачи команд по времени или от датчиковпреобразователей и обеспечения возможности расположения блоков управления и индикации во взрывоопасной зоне, она снабжена. шифратором команд, блоком коммутации датчиков, реверсивным счетчиком, цифровым преобразователем, блоком сигнализации, шифратором временных команд, шифратором ожидания и R-5-триггером, при этом выход источника питания соединен с входами блока индикации и блока управления, выходы датчиков-преобразователей и блока управления соединены с входами блока оптической связи, при. чем выходы последнего подключены к входам шифратора команд, формирователя командных импульсов и блока коммутации датчиков, к которому подключен выход RS -триггера, соединенного с блоками коммутации, формирователем тактовых импульсов, а входы RS -триггера соединены с формирователем командных импульсов, выходы блока программы и шифратора соединены с входами реверсивного счетчика выходы кор е торого соединены с входами дешифратора команд н формирователя тактовых (/) импульсов, к входам последнего подключены схемы совпадения, соединенные с блоком коммутации датчиков, при этом выходы дешифратора команд единены с входами шифраторов вре- 1 менных команд, ожидания, дешиЬратора времени, схем совпадения и цифрового ф, преобразователя, выходы которого подключены к входам блока коммутации электрогидроклапанов, соединенного с блоком сигнализации, а выходы последнего подключены к входам усилителей мощности, соединенных с электрогидроклапанами, причем выходы генератора подключены к входам блока сигнализации, генератор соединен с счетчиком времени, к которому подключена схема совпадения, связанная с дешифратором времени, а шифратор временных команд, шифратор ожидания и схема совпадения подключены соответственно к схемам ИЛИ и И-НГ.

1 1143

Изобретение относится к телемеханике нефтяного горного машиностроения, а именно к системам управления гидрофицированными установками для бурения и ремонта нефтяных скважин.

Известно устройство программного управления буровой установки, содержащее блок автоматического управления циклом бурения, блок коммута ции, электромагнитные реле, выходы 1п которых соединены с исполнительными элементами,,а также снабжено распределителем, блоком развязки, управляющим элементом и функциональными группами по числу исполнительных органов, 15 каждая из которых содержит датчики положений, элементы И и два триггера, причем каждый выход распределителя соединен с соответствующим входом блока коммутации, выходы которо- 2р го соединены с входами блока развязки, а вход распределителя подключен к выходу блока автоматического управления циклом бурения, вход которого соединен с выходом управляющего элемента И, в каждой функциональной группе первые входы элементов И соединены с выходами соответствующихдатчиков положений, вторые входы — с информационными выходами блока развязки, а объединенные выходы элементов И подключены к сбрасывающим входам триггеров направлений, входящие входы которых подключены к соответствующим управляющим выходам блока развязки, единичные выходы триггеров направлений соединены с обмотками электромагнитных реле, а нулевые выходы триггеров — c входами управляющего элемента И f1 ), 837 3

Целью изобретения является повышение надежности в работе за счет обеспечения подачи команд по времени или от датчиков-преобразователей и обеспечения возможности расположения блоков управления и индикации во взрывоопасной зоне.

Указанная цель достигается тем, что система управления гидрофицированной установкой снабжена шифратором команд, блоком коммутации датчиков, реверсивным счетчиком, цифровым преобразователем, блоком сигнализации, шифратором временных команд, шчфраНедостатком устройства является недостаточная надежность при автоматизации из-за невозможности автоматической остановки исполнительного органа, так как при отказе од- 45 ного из датчиков положения сигнал с выхода элемента И не подается на

:сброс триггеров направлений, соответствующей функциональной группы,,"отсутствия дублирующих ручных режи 1 50 мов управления (при сбое распределителя невозможно продолжение последовательной работы исполнительных элементов по программе), отсутствия контроля срабатывания при подаче 55 каждой команды от датчиков положения, отсутствия возможности включения ис полнительных элементов подачи команд по времени или от датчиков по нелинейному закону согласно программе, невозможности расположения органов уп. равления, индикации обычного исполнения во взрывоопасной зоне.

Известна также система управления гидрофицированной установкой, содержащая датчики, электрогидроклапаны и блок их коммутации, усилители мощности, блок управления, блок оптической связи, генератор, счетчик времени, схемы совпадения, блок программы, формирователь тактовых импульсов, формирователь командных импульсов, дешифраторы команд и времени, схему ИЛИ и две схемы И-НЕ, блок индикации 2 .

Недостатком данной системы телемеханики .является недостаточная надежность при автоматизации из-за отсутствия возможности включения одних и тех же исполнительных элементов при различном положении счетчика (распределителя) по сложному нелинейному закону управления, невозможности подачи команд по времени от датчиков (с контролем по времени) или от датчиков в режиме ожидание по сложному алгоритму, наличия нескольких элементов: счетчика, счетчика, сохраняющего информацию при перерывах пита-. ния, задатчика времени контроля, реле времени, счетчика отставания передвигающейся секции крепи от комбайна что вызывает необходимость синхронизации работы с помощью устройства стартстопной синхронизации,а, также усложняет и снижает надежность работы системы управления," отсутствия воэможности расположения органов управления и индикации обычного исполнения в взрывоопасной зоне, отсутствия дублирующих ручных режимов управления.

3 1143 тором ожидания и RS-триггером, при этом выход источника питания соеди= нен с входами блока индикации и блока управления, выходы датчиков-преобразователей и блока управления сое5 динены с входами блока оптической связи, причем выходы последнего подключены к входам шифратора команд, формирователя командных импульсов ,и .блока коммутации датчиков,к которо- 1р му подключен выход RS -триггера, соединенного с блоками коммутации, формирователем тактовых импульсов а входы.R9-триггера соединены с формирователем командных импульсов, 15 выходы блока программы и шифратора соединены с входами реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора команд и формирователя тактовых импульсов к вхо- 2б дам последнего подключены схемы совпадения, соединенные с блоком коммутации датчиков, при этом выходы дешифратора команд соединены с входами шифраторов временных команд ожидания, дешифратора времени, схем совпадения и цифрового преобразователя, выходы которого подключены к входам блока коммутации электрогидроклапанов, соединенного с блоком сигЙализации, а выходы последнего подключены к входам усилителей мощности, соединенных с электрогидроклапанами, причем выходы генератора подключены к входам блока сигнализации, генера тор соединен со счетчиком времени, к которому подключена схема совпадения, связанная с дешифратором времени, а шифратор временных команд, шифратор ожидания и схема совпаде40 ния подключены соответственно к схемам ИЛИ и И-НЕ.

На чертеже схематически изображена предлагаемая система.

Система содержит источник 1 пита- 45 ния, связанный с блоком 2 индикации, блоком 3 управления, датчикамипреобразователями 4, соединенными с. блоком 5 оптической связи, выходы которого подключены к шифратору 6 ко"50 манд, блоку 7 коммутации датчиков, формирователю 8 командных импульсов, который связан с блоком 9 программы, блоком 10 коммутации электрогидроклапанов,.шифратору 11 временных ко- 55 манд дешифратору 12 времени, ревер сивнйй счетчик 13, соединенный с

: формирователем 14 тактового импуль-.

837 4 . са, дешнфратором 15 команд, выходы которого поданы на входы цифрового преобразователя 16, блок 17 сигналя- зации, соединен с генератором 18 и через усилитель 19 мощности с электрогидроклапанами 20, схемы 21 совпадения подключены к выходам счетчика 22 времени, схемы 23 совпадения, R5-триггер 24, схема ИЛИ 25, первая

1схема И-НЕ 26, вторая схема И-НЕ 27 шифратор 28 ожидания, входы которо го соединены с выходами дешифратора

15 команд, а выход с входами первой схемы И-НЕ 26, и второй схемы И-НЕ

27.

Предлагаемая система управления гидрофицированной установкой предусматривает несколько режимов работы: ручной — исполнение каждой команды оператором с визуальным контролем выполненных операций; автоматический — цикличное исполнение команд. согласно программы.

В исходном состоянии при включении. питания реверсивный счетчик 13 устанавливается в свое состояние, в котором он был до выключения питания.

AS-триггер 24 устанавливается так, что на прямом его выходе присутствует нуль, который тем самым через блок 7 коммутации датчиков, блок 10 коммутации электрогидроклапанов закрывает прохождение сигналов от датчиков-преобразователей 4 и через усилители 19 мощности — к электрогидроклапанам 20, а также держит счетчик

22 времени в-нулевом состоянии и не дает прохождению на формирователь 14 тактового импульса командного сигнала от схемы 23 совпадения. Блок 2 индикации команд индицирует команду, в которой находится реверсивный счетчик 13.

При необходимости установки реверсивного счетчика 13 в каждую, либо другую команду в блоке 3 управления с помощью переключателя "Установка команд" устанавливается команда в соответствующем коде. При подаче команды от блока 3 управления ".включение установки команд", реверсивный счетчик 13 через блок 5 оптической связи и шифратор 6 команд устанавливается в необходимую команду. Установка необходимой команды возможна при ручном режиме работы.

1143837

Работа системы управления в ручном режиме происходит следующим об» разом.

На блоке 3 управления устанавливается "Ручной"режим работы, далее, 5 например, "Подъем" и "НКТ" (работа с насоснокомпрессорными трубами) .

При установке команд "Подъем" и "НКТ с блока 3 управления через блок 5 оптической связи, формирователь 8 командных импульсов подключает соответствующие блоки для выполнения работы в программе подъем с

HKT. Блок 9 программы коммутирует на .соответствующее число команд и через шифратор 5 команд подключается первая команда. Через блок 10 коммутации электрогидроклапанов и .цифровой преобразователь 16 подключаются соответствующие входы ячеек, которые коммутируют по любому нелинейному .закону согласно программе .злектрогидроклапаны, работающие cor ласно гидросхеме (в настоящем изобретении не приведенной).при подъеме

НКТ.

Блоками шифраторов 11 временных команд, ожидания 28, дешифратора 1.2 времени выбираются соответствующие команды при подъеме, которые рабо- ЗО тают лишь только по времени, от датчиков-преобразователей с контролем по времени или только от датчиков в режиме ожидания. Блок 7 коммутации датчиков коммутирует соответ- д ствующие входы датчиков-преобразователей 4 через блок 5 оптической связи.

Исходное положение исполнительных элементов: элеватор в верхнем положении, ключ отведен, манипулятор отведен от устья скважины.

По команде "Пуск" происходит первая команда, Захват колонны НКТ элеватором . По этой команде RS -триг.11 45 гер 24 устанавливается в единичное положение, давая возможность работать счетчику 22 времени, который начинает отсчет времени, подключает соответствующие входы от датчиков-преобразо50 вателей 4 через блок 5 оптической связи и блок 7 коммутации датчиков.

Одновременно выходы реверсивного счетчика 13 через дешифратор 15 команд, цифровой преобразователь 16 и блок 10 коммутации электрогидроклапанов подключаются к соответствующим гидравлическим распределителям.

Блок 17 сигнализации сигнализирует, что идет первая команда. По этой команде элеватор из верхнего положения начинает двигаться с минимальной скоростью и подходит к датчику максимальной скорости, который переключает движение элеватора на максимальную скорость опускания. При срабатывании датчика максимальной скорости, который подключен на первую команду, сигнал от датчика через схему 23 совпадения подается на формирователь 14 тактового импульса которым вырабатывается импульс, переключающий реверсивный счетчик 13 в другое положение, т.е. идет вторая команда и элеватор опускаеТся с максимальной скоростью. В случае, если движение элеватора застопорится и время, отведенное для данной команды истечет, тогда от дешифратора 12 времени, через схему 21 совпадения от счетчика 22 времени подается сигнал от первой схемы И-НЕ 26 на вход

5 й5- триггера 24. Триггер обнуляется, тем самым прекращая операцию и на блоке 17 сигнализации срабатывает прерывистая сигнализация, что данная команда вышла по времени. Возоб вление данной команды происходит путем повтора от блока 3 управления подачей команды Пуск .

Таким образом, происходит последовательное исполнение определенных команд. В любой момент работы можно дать команду "Стоп" с блока 3 управления, т.е. R5 -триггер 24 устанавливается в нулевое положение и прег кращает исполнение команды.

Аналогично, последовательное срабатывание реверсивного счетчика возможно и не от датчика-преобразователя 4, т.е. блок 7 коммутации датчиков не подключается. Через шифратор

11 временных команд, схемы И-НК 25 и 27 сигнал подается через схемы

23 совпадения на вход формирователя тактового импульса 14, который вырабатывает импульс для переключения реверсивного счетчика 13 в следующее положение.

Кроме данных режимов работы, системой предусматривается срабатывание последующей команды только от датчика преобразователя — режим ожидание, например, при захвате НКТ манипулятором, датчик манипулятора дает сигнал на раскрепленне элева7 1 тора, т.е. следующая команда начи.нается только после того, как манипулятор захватит НКТ. При выполнении данной команды шифратор 28 ожидания на выходе выдает нуль, тем самым не давая воэможности пройти сигналу от шифратора 11 временных команд и схемы 21 совпадения кодов, через схемы ИЛИ 25 и И-НЕ 26 и 27. Таким образом, на формирователь 14 тактового импульса подается сигнал от датчиков-преобразователей 4, через блок 5 оптической связи, блок 7 коммутации датчиков и схему 23 сов- падения. Продолжение работы команд в ручном режиме осуществляется каждый раз путем команды "Пуск" с блока 3 управления. После каждой команды в ручном режиме происходит оста143837 8 новка. Выход формирователя 14 тактового импульса подключается через формирователь командных импульсов 8 к 5 входу Рз -триггера 24, который обнуляясь, прекращает исполнение команды.

Автоматический режим работы— цикличное исполнение команды без остановок согласно программы, где необходимые команды подаются от датчиков-преобразователей 4 или по времени. Режим отличается от ручного тем, что сигнал от формирователя 14 тактового импульса не подается к

5 входу Рз-триггера 24 от формирователя 8 командных импульсов. Таким образом, последующая команда испол-! няется автоматически — от реверсивного счетчика 13.

ВНЮШИ Заказ 867/2б Тип 540 Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Система управления гидрофицированной установкой Система управления гидрофицированной установкой Система управления гидрофицированной установкой Система управления гидрофицированной установкой Система управления гидрофицированной установкой 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для добычи сероводородсодержащих нефти и газа
Наверх