Устройство контроля процесса бурения нефтяных и газовых скважин

 

Изобретение относится к области . л бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к системам контроля процесса бурения. Целью Изобретения является повышение достоверности распознавания аварийных ситуаций. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок 1 датчиков, блок 2 ручного ввода, дешифратор 3, коммутатор 4, элемент ИЛИ 5, регистр 6, элемент 7 задержки, блок 8 индика- 1ЩИ, блок 9 постоянной памяти, блок 10 оперативной памяти, выход 11 синхронизации , входную адресную шину 12 вход 13 синхронизатора, управляющий вход 14, информационную шину 15, что позволяет анализировать большое число количественных и использовать качественные параметры, характеризующие технологический процесс бурения . 2 ил, 3 табл. Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 943 А1 (191 (11) (5и 4 С 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4068082/24-24 (22) 13.05.86 (46) 15.О8.88. Бюл„ М- 30 (71) Специальное конструкторское бюро "Кибернетика" с опытным производством Института кибернетики

АН АЗССР (72) А.Г. Аветисов, Ю.А. Махмудов, Б.Ф. Файсканов, A.Â. Федяшин, А.А. Федоренко, С.P. Хлебников и В,Ф. Эфендиев (53) 621.396 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 644947, кл . Е 21 С 29/ 10, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 928391, кл. G 08 С 19/28,. 1980. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА

БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И .ГАЗОВЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к области и бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к системам контроля процесса бурения. Целью изобретения является повышение достоверности рас- познавания аварийных ситуаций. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок 1 датчиков, блок 2 ручного ввода, дешифратор 3, коммутатор 4, элемент ИЛИ 5, регистр

6, элемент 7 задержки, блок 8 индикации, блок 9 постоянной памяти, блок

10 оперативной памяти, выход 11 синхронизации, входную адресную шину 12 вход 13 синхронизатора, управляющий вход 14, информационную шину 15, что позволяет анализировать большое число количественных и испольэовать качественные параметры, характеризующие технологический процесс бурения. 2 ил, 3 табл.

1416943 т «)

30 где Р(В„/Х) — апостериорная вероятность образа Вх (1с-го осложнения) при системе параметров Х;

P(B ) — априорная вероятность появления события В„;

Р(Х„/В„) — условная вероятность появления параметров Х„ при наличии образа В.

Сопоставляя апостериорные вероятности, можно выдвигать предположение о принадлежности предъявленного объекта к тому.или иному образу.

Имеет место то состояние технологического процесса (нормальное состояние, та или иная осложненная ситуа» ция), для которого Р(В„/Х) имеет наибольшее значение.

Величины Р(В„) и Р(Х,/В„) рассчитывают H заранее на основе статистического материала и записываются в блок 50 постоянной памяти системы.

Учитывая, что при данном векторе параметров Х знаменатель формулы (1) постоянен, его можно найти из условия

P(B„/Х) = 1, (2)

К=1

Мини-(микро).ЭВМ выставляет по своей адресной шине, т.е. на входную адресИзобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к системам контроля процесса буре ния.

Целью изобретения является повышение достоверности распознавания аварийных ситуаций.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные

Диаграммы работы устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) блок

1 датчиков, блок 2 ручного ввода, дешифратор 3, коммутатор 4, элемент

ИЛИ 5, регистр 6, элемент 7 задержки, 15 блок 8 индикации, блок 9 постоянной памяти, блок 10 оперативной памяти, выход 11 синхронизации, входную адресную шину 12, вход 13 синхронизации, управляющий вход 14, информациоцную шину 15.

Устройство работает следующим образом, Для функционирования устройства применен метод распознавания образов, основанный на формуле Байеса

n"

p(e„fП р(х„ ь„ (Вх/X) Р(Х) ную шину 12 устройства, код адреса, сигнал режима чтение/запись на управляющий вход 14 устройства и сигнал синхронизации на вход 13 синхронизации.

Старшие разряды адресной шины мини-ЭВМ с входной адресной шины 12 устройства поступают на информационные входы дешифратора 3, на управляющий вход которого поступает сигнал

СХ3 с входа 13 синхронизации. При анализе этих сигналов дешифратор 3 вырабатывает управляющие сигналы, определяемые кодом, поступившим от мини-3ВМ (микро-3BM).

Дешифратор 3 вырабатывает на своих выходах упрвляющие сигналы только пфи поступлении одного из четырех кодов (a, 8, 6 и Z.).

При поступлении по старшим разрядам входной адресной шины 12 устройства кода сс (фиг. 2) и наличии сигнала на входе 13 синхронизации устройства возбуждается первый выход 16 дешифратора 3, сигнал с которого поступает на управляющий вход блока 9 постоянной памяти, с информационного выхода блока 9 постоянной памяти на двунаправленную информационную шину ,15 устройства выдается информация из ячейки, -номер которой определяется кодом, поступившим на адресный вход блока 9 постоянной памяти с младших разрядов входной адресной шины 12. Сигнал с первого вьгхода 16 дешифратора 3 одновременно поступает на вход элемента ИПИ 5, с выхода которого через элемент 7 задержки поступает на выход 11 синхронизации устройства, при получении которого мини-3ВМ (микро-ЭВМ) считывает информацию с двунаправленной информационной шины устройства. Таким образом, при поступлении кода а производится считывание информации мини-ЭВМ (микро-ЭВМ) с блока 9 постоянной памяти.

При поступлении кода Б на входную адресную шину 12 системы и наличии сигнала на входе 13 синхронизации мини-ЭВМ (микро-ЭВМ) производит обращение к блоку 10 оперативной памяти.

Режим Чтение" или "Запись" информации определяется состоянием сигнала на управляющем входе 14, Чтение производится следующим образом (фиг. 2)

Мини-ЭВМ (микро-ЭВМ) согласно организации своего интерфейса выставляет код адреса, сигнал СХЗ, которые соот14169

50 ветственно поступают на входную адресную шину 12 и вход 13 синхронизации.

По приходу этих сигналов возбуждается второй выход 17 дешифратора 3, сигнал с которого поступает на первый управляющий вход блока 10 оперативной памяти. Производится выборка ячейки, номер которой определяется кодом, поступившим с младших разрядов входной адресной шины 12 на адресные входы блока 10 оперативной памяти. Информация с двунаправленного входа блока 10 оперативной памяти поступает на двунаправленную информационную ши- 15 ну 15, откуда считывается мини-(микро-)ЭВМ по приходу на выход 11 синхронизации с выхода элемента 7 задержки задержанного сигнала с второго выхода 17 дешифратора 3 °

Запись информации в блок 10 оперативной памяти производится следующим образом (фиг. 2б) . Мини-(микро-)ЭВМ согласно организации своего интерфейса выставляет одновременно на свои шины и линии: код о адреса, сигнал

"Запись", записываемую информацию, затем после окончания переходных процессов выставляет сигнал СХЗ. При этом возбуждается второй выход дешифратора 3, который производит выборку ячейки блока 10 оперативной гамяти, номер которой определяется по коду, приходящему на адресный вход блока 10 оперативной памяти с младших разрядов входной адресной шины

12. В выбранной ячейке происходит запись информации, поступающей с дву-: направленной информационной шины на двунаправленный вход блока 10 оперативной памяти ° Обмен заканчивается после того, как сигнал с второго выхода дешифратора 3 проходит через

I элемент ИЛИ 5 и элемент 7 задержки и поступает на выход 11 синхронизации.

При выдаче мини-(микро-)ЭВМ кода производится запись информации от мини-(микро-)ЭВМ в регистр 6 аналогично описанному выше режиму записи в блок 10 оперативной памяти. При этом выборка регистра 6 производится сигналом, поступающим с третьего выхода дешифратора 3. Записываемая информация поступает на информационные входы регистра 3 с двунаправленной информационной шины 15. 55

При выдаче мини(микро ЭВМ кода производится считывание информации с блока 1 датчиков или блока 2 руч43.

4 ного вводя через коммутатор 4 (фиг,2а) .

При поступлении кода 2 на информационные. входы дешифратора 3 и сигнала синхронизации íà его управляющий вход с его четвертого выхода сигнал поступает на стробирующий вход коммутатора 4, разрешая передачу на двунаправленную информационную шину 15 информации с того информационного входа коммутатора 4, номер которого определяется кодом, поступающим на управляющий вход коммутатора 4 с младших разрядов входной адресной шины 12. Одновременно сигнал с четвертого выхода

Ф шифратора, проходя через элемент ИЛИ

5, поступает на элемент 7 задержки, с которого по окончании переходных процессов поступает на выход 11 синхронизации, сигнализируя о завершении обмена.

Для вычисления апостериорных вероятностей Р(Вц/Х) используется таблица априорных вероятностей (табл.1).

Априорные вероя-.ности Р(Х„/В ) в этой таблице представлены для диапазонов величин параметров, которые за" даны уставками. Для определения

P(X /В ) из таблицы величина параме1— ра сравнивается с каждой уставкой.

Так, сначала проверяется, больше ли о-й параметр о-f3 уставки, если нет, сравнивается со следующей и т.д. Если величина параметра превышает значение уставки, выбирается столбец априорных вероятностей для данной уставки для всех классов. Такая процедура повторяется для всех введенных и считанных параметров бурения. Найденные из таблицы значения Р/Х„/Вк) и априорные вероятности используются для вычислений Р(В„/Х) по формулам (i) и (2).

Таблица априорных вероятностей формируется на основе статистических данных, а затем организуется в блоке 9 постоянной памяти (табл. 2).

В процессе вычислений появляются промежуточные результаты, которые храхранятся в блоке 10 оперативного запоминающего устройства, организация информации в котором сформирована так, как показано в табл. 3.

Алгоритм функционирования системы следующий. Мини-(микро-)ЭВМ считывает величины параметров, характеризующих процесс бурения,с блока 1 датчиков и блока 2 ручного ввода информации и засылает в соответствующие

5 14 ячейки (С,— С „) блока оперативной памяти, Затем для каждого параметра определяется номер градации, т.е. .величина параметра сравнивается с соответствующими уставками, которые выбираются из блока 9 постоянной памяти иэ ячеек с адресами, определяемыми по формуле

16943 б записывается для последующей индикации в регистр 6.. Затем процедура ьчитывания величин параметров с блока

1 датчиков. и блока 2 ручного ввода

5 информации повторяется, повторяется и весь процесс вычислений. формула изобретения где А - начальный адрес блока 9 постоянной памяти;

К „ - количество классов диагностирования; п — номер данного параметра;

M„ „ — число градаций каждого параметра;

m — текущая градация параметра.

Величины К „ и М „ записаны соответственно в ячейках А+2 и А+1 блока 9 постоянной памяти. При изменении номера градации m выбираются последовательно уставки и производится их сравнение с величиной параметра. Если величина параметра оказалась больше уставки, то ее номер и записывается в соответствующую данному параметру п ячейку 1=„ блока 10 оперативной памяти. Определяются номера уставок для всех параметров аналогичным образом. Затем для каждого класса К определяется выражение

Р(В„)ПР(Х„/В„), причем величины Р(Вк) считываются по адресам А+2+К из блока 9 постоянной памяти, а величины условных вероятностей Р(Х„/В„) считываются из этого блока по адресам где m — - номер градации соответствующего параметра и, Вычисленные выражения Р(В„) ПР(Х„/В„:) для каждого класса сохраняются в ячейках с адресами (D — Э„) блока 10 оперативной памяти. После вычисления этого выражения дкя каждого класса производится вычисление Р(Х) из фор" мулы (2). Зная числитель и знаменатель выражения (1), находят апостериорные вероятности P( /Х).

Номер того класса, для которого

Р(Вк/Х) имеет наибольшее значение, б

Устройство контроля процесса бурения нефтяных и газовых скважин, содержащее блок датчиков, блок постоянной памяти, блок оперативной памяти, блок индикации и блок ручного ввода информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности распознавания аварийных ситуаций,,в него введены элемент ИЛИ, элемент задержки, коммутатор, регистр и дешифратор, подключенный синхронизирующим входом к синхронизирующему входу устройства, адресным входом— к адресным входам устройства, блока

25 постоянной памяти, блока оперативной памяти, коммутатора, первым выходом подключенного к синхронизирующему входу блока постоянной памяти и первому входу элемента ИЛИ, вторым выЗи ходом — к синхронизирующему входу блока оперативной памяти и второму входу элемента ИПИ, третьим выходом— к управляющему входу регистра и третьему входу элемента ИЛИ, четвертым выхадом — к синхронизирующему входу

35 коммутатора и к четвертому входу элемента ИЛИ, соединенного через элемент задержки с синхронизирующим выходом устройства, подключенного управ40 ляющим входом к управляющему входу блока оперативной памяти, соединенного информационным выходом с информационным выходом блока оперативной памяти, с информационным выходом устройства, с информационным входом

45 регистра, подключенного выходом к ин формационному входу блока индикации, информационный вход коммутатора соединен с выходом блока оперативной памяти, первая группа управляющих

50 входов коммутатора подключена к выходам соответствующих датчиков блока датчиков, вторая группа управляющих входов коммутатора соединена с выходами соответствующих элементов блока

55 ручного ввода информации. с х о

o c

-Г

:!

ID

1 31 а! а

1416943

1 ос о к

1416943

Таблица Э

71

В1П(ИПИ Заказ 4063/44 Тираж 866

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4