Стабилизатор массы бурильного инструмента

 

СТАБИЛИЗАТОР МАССЫ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащий датчик массы и задатчик массы, подключенные к входам блока вычисления осевой нагрузки, выход которого соединен С входом индикатора и с первыми входами блока вычитания и компаратора , задатчик осевой нагрузки, выход которого соединен с вторыми входами блока вычитания и компаратора , исполнительный механизм и генератор , отличающийся тем, что, с целью иовьшения надежности функционирования, стабилизатор массы бурильного инструмента снабжен управляемым формирователем импульсов , а генератор выполнен с фиксированной частотой следования импульсо , при этом выход компаратора через генератор соединен с первым i входом управляемого формирователя импульсов, выход которого подключен (Л к исполнительному механизму, а выс ход блока вычитания соединен с вторым входом управляемого формирователя импульсов. 00 д эо ;О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН () 9) (! I) ()) 4 Е 21 B 44/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3743951/22-03 (22) 22.05.84 (46) 23 ° 10.85. Бюл. N 39 (72) Г.Н.Семенцов, В.П.Петренко, М.И.Горбийчук и Н.M.Cayx (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (53) 622.241(088.8) (56) Погарский А.А. Автоматизация процесса бурения глубоких скважин.

М.: Недра, 1972, с. 58-61.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1033717, кл. Е 21 В 44/00, 1981. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР MACCbl БУРИЛЬНОГО ИНСТРУИЕНТА, содержащий датчик массы и задатчик массы, подключен" ные к входам блока вычисления осевой нагрузки, выход которого соединен с входом индикатора и с первыми: входами блока вычитания и компаратора, задатчик осевой нагрузки, выход которого соединен с вторыми входами блока вычитания и компаратора, исполнительный механизм и генератор, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности функционирования, стабилизатор массы бурильного инструмента снабжен управляемым формирователем импульсов, а генератор выполнен с фиксированной частотой следования импульсо-, при этом выход компаратора через генератор соединен с первым входом управляемого формирователя, импульсов, выход которого подключен к исполнительному механизму, а выход блока вычитания соединен с вторым входом управляемого формирователя импульсов.

1186789

Изобретение относится к бурению скважин на нефть и газ, в частности к регуляторам подачи долота на забой в процессе бурения скважин.

Целью изобретения является повы- 5 шение надежности функционирования стабилизатора веса бурильного инструмента.

На фиг. 1 представлена блок-схема стабилизатора веса бурильного инструмента, на фиг. 2 — временная диаграмма, иллюстрирующая работу элементов стабилизатора при отработке сигнала рассогласования.

Стабилизатор веса бурильного инст- румента содержит датчик 1 веса, задатчик 2 веса, блок 3 вычисления осевой нагрузки, индикатор 4 осевой нагрузки, компаратор 5, блок 6 вычитания, задатчик 7 осевой нагрузки, 2О генератор 8 фиксированной частоты, управляемый формирователь 9 импульсов, исполнительный механизм 10.

Вьгходы датчика 1 веса и задатчика 2 веса соединены с входами бло- 25 ка 3 вычисления осевой нагрузки, вьгходной сигнал которого одновременно подан на вход индикатора 4, первый вход компаратора 5 и первый вход блока 6 вычитания, на .вторые входы которых подключены выход задатчика 7 осевой нагрузки. Выход компаратора 5 соединен с запускающим входом генератора 8 фиксированной частоты, а выход блока 6 вычитания соединен

35 с управляющим входом управляемого формирователя 9 импульсов. Выход генератора 8 через управляемые формирователь 9 импульсов соединен с входом исполнительного механизма 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчика 1 веса бурильного инструмента и задатчика 2 веса взвешенного инструмента поступают 45 на входы блока 3, в котором производится вычисление

@ВзВ т = Рос (" ) где Я вЂ” вес взвешенного бурильного ВВВ инструмента", @т — текущее значение веса бурильного инструмента;

Р« — осевая нагрузка на долото, Значение Poñ подается на индикатор 4 осевой нагрузки. После спус- 15 ка колонны перед бурением производится взвешивание бурильного инструмен-. та. При этом оператор ручкой задат- чика 2 веса взвешенного инструмента устанавливает индикатор 4 осевой нагрузки в нулевое положение. В процессе бурения происходит разгрузка инструмента на забой и на выходе блока 3 вычисления появляется сигнал, соответствующий осевой нагрузке на долото Р« . Этот сигнал сравнивается с сигналом уставки задатчика 7 в компараторе 5 и в случае выполнения условия Р« Р и на выходе компаратора 5 появляется сиг-. нал, запускающий генератор 8 импульсов, период следования которых поступает на входы блока 6 вычитания, где вычисляется сигнал рассогласования Р= Р ст Рос (2-)

Этот сигнал поступает на управляющий вход управляемого формировате-. ля 9 импульсов, длительность выходных импульсов и, которого прямо пропорциональна величине сигнала рассогласования и=" р ° (ь) где К вЂ” коэффициент пропорциональности, выбираемый из услови

t„=K gP „„ T. (4)

Процесс отработки сигнала рассогласования при скачкообразном уменьшении осевой нагрузки на инструмент показан на временной диаграмме (фиг. 2).

В случае наличия на выходе блока 6 вычитания значительного постоянног o сигнала рассогласования hP что характерно для процесса разбуривания мягких горных пород, при фиксированной частоте импульсов на выходе генератора 8 их длительность увеличивается формирователем 9 в соответствии с (3). Соответственно. увеличивается и шаг подачи инструмента на забой исполнительным механизмом 10, что обеспечивает повышенную скорость подачи, При незначительном значении сигнала рассогласования, что характерно для длительного бурения в твердых горных породах, пропорционально уменьшается и шаг подачи инструмента при той же фиксированной частоте, чем обеспечивается более медленная подача инструмента с незначительным шагом. Данное обстоятельство исключает возможность перегруза бурильного инструмента и связанных с этим осложнений, так как в отличие от регуляторов с пода1186789.Фиа2

Составитель В Шилов

Техред А.Бойко Корректор А.Тяско

Редактор Н.Пушненкова

Заказ 6518/35 Тираж 539 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 чей инструмента от импульсов постоянной длительности, по мере приближения осевой нагрузки к заданной величине шаг подачи уменьшается. Это позволяет плавно и с более высокой точностью подвести инструмент к забою в соответствии с заданной осевой нагрузкой.

Подача бурильного инструмента при фиксированной частоте срабатывания исполнительного механизма стабилизатора веса бурильного инструмен- та как при бурении в твердых, так ! и в мягких породах, и обеспечение необходимой скорости изменением цены шага единичной подачи .аозволяют выбрать для исполнительного механизма оптимальную частоту срабатывания, обеспечивающую наиболее длительное и надежное его функционирование. Эта частота задается в качестве рабочей фиксированной частоты генератора.