Устройство для управления процессом пакеровки с гидромеханическим пакером

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПАКЕРОВКИ С ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПАКЕРОМ, содержащее автомат подачи бурового инструмента, датчик давления промывочной жидкости, датчик веса бурового инструмента и пусковую задвижку насоса с дистанционным управлением , отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса пакеровки , оно снабжено блоком ввода-вывода , арифметико-логическим , двумя схемами управления, датчиком расхода жидкости из скважины, запоминающими блоками давления и веса, аналоговым дифференциатором, блоком индикации и четырьмя аналого-цифровыми преобразователями, причем арифметико-логический блок подключен соответственно к блоку ввода-вывода, запоминающим блокам давления и веса, блоку индикации и через схемы управления - к автомату подачи и пусковой задвижке насоса, а датчик давления через первый аналого-1дифровой преобразователь подключен к запоминающему блоку давления и первому входу арифметико-логического блока, датчик веса через второй аналого-1Ц1фровой преобразователь подключен к запоминающему блоку веса и второму входу арифНйтико-логического блока, третий вход которого через третий аналого-цифровой преобразователь и аналоговый дифференциатор соединен .с датчиком веса, при этом датчик расхода через четвертьй аналого-цифровой преобразователь подключен к четвертому входу арифмеЕХ ) тико-логического блока. 00 0д б 9д

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«»SU«» (51)4 Е 21 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3607563/22-03 (22) 17.06.83 (46) 07. 10.85. Бюл. Ф 37 (72) С.P. Хайруллин, Э.Н. Иехтман и И.М. Троппер (71) Казахский научно †исследовательский институт минерального сырья (53) 622.243.5(088.8) (56) Лесецкий В.А. и Ильский А.П.

Буровые машины и механизмы. M.: Педра, 1980, с. 233-235, 294 †2.: (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ПАКЕРОВКИ С ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПАКЕРОМ, содержащее автомат подачи бурового инструмента, датчик давления промывочной жидкости, датчик веса бурового инструмента и пусковую задвижку насоса с дистанционным управлением, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса пакеровки, оно снабжено блоком ввода †вывода, арифметико-логическим бло — 1 ком, двумя схемами управления, датчиком расхода жидкости из скважины, за- поминающими блоками давления и веса, аналоговым дифференциатором, блоком индикации и четырьмя аналого-цифровыми преобразователями, причем арифметико-логический блок подключен соответственно к блоку ввода-вывода, запоминающим блокам давления и веса, блоку индикации и через схемы управления — к автомату подачи и пусковой задвижке насоса, а датчик давления через первый аналого †цифров преобразователь подключен к запоминающему блоку давления и первому входу арифметико-логического блока, датчик ве- Я са через второй аналого-цифровой преобразователь подключен к запоминающему блоку веса и второму входу ариф- уг метико-логического блока, третий вход которого через третий аналого-цифро- р вой преобразователь и аналоговый дифференциатор соединен .с датчиком веса, при этом датчик расхода через четвертый аналого-цифровой преобразователь подключен к четвертому входу арифметико-логического блока.

1183666

3ci 35

Отек aï

Изобретение относится к горному целу, а именно, к системам автоматического управления процессом пакеровки при использовании гидромеханического пакера. 5

Цель изобретения — ускорение пр оцесса пакеровки, На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — типовая конструкция гидро- 10 механического пакера в исходном положении; на фиг. 3 — пакер при создании давления в нагнетательной линии, на фиг.4 — пакер при подаче бурового инструмента вниз и сохранении давления в ли- 15 нии, на фиг. 5 — блок-схема алгоритма работы арифметико-логического устройства.

Устройство содержит автомат подачи (АП) 1, пусковую задвих-ку насоса zp (ПЗН) 2 с дистанционным управлением, датчик 3 давления промывочной жидкости, датчик 4 веса бурового инструмента, датчик 5 расхода жидкости из скважины, аналого-цифровые преобразо-25 ватели (AIIJI) 6-9, аналоговый дифференциатор 10, арифметика- логический блок (АЛБ) 11, схемы 12 и 13 управле— ния, блок 14 ввода-вывода параметров. запоминающие блоки 15 и 16 и блок 17 Зо индикации., Устройство предназначено для управления процессом пакеровки гидромеханического пакера следующей типовой конструкции. Пакер (фиг. 2) содерхит переводник 18, связанный с колонной бурильных труб. С переводником жестко связан ствол 19, соединенный по свободной посадке с гидроцилиндром 20, имеющим боковые отвер- 40 стия, совпадающие в исходном положении с соответствующими боковыми отверстиями в стволе. В гидроцилиндре над указанными отверстиями расположен подпружиненный плунжер 21, шарнирно связанный с плашками 22. На переводнике снаружи закреплена нажимная втулка 23, в кольцевдй полости между последней и стволом скважины помещена подпружиненная упорная втулка 24, на которой установлены с возможностью взаимодействия с ней ,: нажимное кольцо 25 и уплотнительный элемент 26, а также закреплен конус 27.

Устройство работает следующим образом.

Собранный пакер опускают на колонне бурильных труб на глубину, соответствующую началу рабочего интервала, и подключают к нагнетательной линии, при этом автомат подачи и насос выключены. Пусковая задвижка насоса находится в положении, обеспечивающем минимальное давление при работе насоса.

Перед началом .процесса пакеровки оператор вводит в блок 14 значения минимального давления Ренн, о: Ределяемого конструкцией пакера и обеспечивающего касание плашками 22 стенок скважины, например 5 10 Па, 5 максимального давления Р„„„определяемого давлением гидроразрыва пласта и устанавливаемого на некоторую величину меньше этого давления на5

t пример 4,9 10 Па,обезвешивания бу-. рового инструмента 6 Й (кажущиеся потери веса бурового инструмента изза наличия сил сцепления между плашками пакера и стенками скважины), зависящие от его веса, прочности пород в рабочем интервале и обеспечивающие надежную пакеровку, например

5 10 Па, оптимальной скорости обез4

3G вешивания. — которая выбирается

С11 опт исходя иэ времени прохождения интервала пакеровки.

Включают насос и аппаратуру управления. Устройство управления начинает работать по алгоритму, приведенному на фиг. 5.

С АЛБ 11 поступает команда 28 в запоминающий блок 16, по которой запоминается начальный вес бурового инструмента ч „ц, происходит включение автомата подачи АП 1 по команде 29, поступающей на схему управления 12 производится установка Р иц по подпрограмме 30, в которой происходит анализ текущего давления Р 11, поступающего с датчика 3 через АЦП 6, и выдача по результатам анализа команд на схему 13, по которым происходит прибавление или убавление Р ек на величину gI (шаг), не превышающую. разницы между Рц,ц,... и давлением гидMQ XÑ

4 роразрыва P например 5 ° 10 Па (после достижения Р „ц плашки расходятся и входят в контакт со стенками скважины), проверяется условие 31

1183666

20 (не превышена ли разность начального и текущего веса) . 30 где -значение текущей скорости тек изменения веса бурового инструмента, поступающее с дифференциатора 10 через

АЦП 9.

Если условие 31 не выполняется (плашки не вошли в зацепление, обеспечивающее необходимую скорость обез— вешивания) то после проверки услоФ

10 вия 32 и в случае его выполнения выдается на схему 13 управления команда 33 на прибавление шага + ЬР, -.о которой увеличивается давление в нагнетательной линии; далее снова про15 веряется условие 31.

Если условие 32 не выполняется (невозможно увеличить давление в ли— нии без риска гидроразрыва пласта), то цикл повторяется с подпрограммы 30 установки Риин.

B случае выполнения условия 31 вы— дается команда 34 на запоминающий блок 15 запомнить давление пакеровки

P (давление в момент, когда доYld К 25 . стигнута оптимальная скорость обезвешивания) и проверяется условие 35 ксщ тек1 - с

Если нет (нужная величина обезвешивания не достигнута) то переходят к подпрограмме 36 установки

P работающей анапогично подпрогрампик ме 30 и отличающейся тем, что проис-. ходит установка не P„„» а P „ +..

Если условие 35 выполняется, то включается автомат подачи АП 1 по команде 37, поступающей на схему 12, и после паузы 38, необходимой для установки равновесного давления в эатрубном пространстве, проверяется условие 39

Q = О, где Q — величина расхода жидкости из скважины, что проверяет качество герметизации затрубного пространства уплотнительным элементом.

Если условие 39 не выполняется, то переходят к команде 29, а если выполняется, то по команде 40 открывается задвижка и по команде 41 включается индикация, сигнализирующая об окончании процесса пакеровки.

Поддержание Р„ во время процесса, пакеровки постоянным позволяет реализовать процесс при минимально возможном давлении, что уменьшает риск гидроразрыва.

1183666

27

22

2/

Рог У

1183666

ВННИПИ Заказ 6241/33, Тираж: 539 Подписное

Филиал ППИ "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4