Устройство оптимизации спуско-подъемных операций в бурении

 

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет повысить надежность работ при выполнении спуско-подъемных операций (СПО) на скважинах с высокопроницаемыми пластами и зонами с аномально высокими пластовыми давлениями. Устройство содержит датчики 1 и 4 соответственно перемещений талевого блока и веса на крюке. Параметры процесса бурения устанавливаются задатчиками 5,17,18,19,8 и 9 соответственно направления СПО, конструктивных параметров колонны и скважины, допустимых гидродинамических давлений, параметров промывочной жидкости, перехода и оптимизации при аномально высоком пластовом давлении и опасных интервалов. Расчет параметров СПО осуществляется в блоках 2,3,11,6,7,20 и 13 соответственно вычисления длины колонны, фактической скорости, рациональной скорости, времени простоя, допустимой скорости по гидродинамическим условиям, статического напряжения сдвига и оптимальных положений, а также блоком 12 оптимизации скорости. Результаты расчетов отражаются указателями 14,15 и 10 соответственно положения талевого блока, скорости талевого блока и длины колонны, а также сигнализатором 16 опасных интервалов. Блоком 20 осуществляется расчет значения статического напряжения сдвига в зависимости от времени простоя, фиксируемого блоком 6. Сигнал с задатчика 5 направления СПО поступает на вход блока 2 вычисления длины колонны и запускает в работу блок 6 в момент, непосредственно предшествующий подъему первой свечи. Блок 12 производит анализ величин поступающих на его входы, допустимых по различным технологическим условиям скоростей с блоков 7,9 и 11 и передают на свой выход минимальную из них. Последняя является для данного момента СПО максимально возможной скоростью при действующей совокупности ограничений. 5 з.п.ф-лы, 17 ил., 1 табл.

СО 03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1492030 А1 (1) 1 F. 21 В 44/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сь

CO

C)

С Э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4322199/23-03 (22) 26.10.87 (46) 07.07.89. Бюл. М 25 (71) Филиал в г, Сызрани Куйбышевского политехнического института им. В.В.Куйбышева (72) В.А.Бражников, H.È.Заварзин, А.К.Рахимов и И „И Сергеев (53) 622.242(088,8) (56) Авторское свидетельство СС(P

607944, кл. Е 21 В 19/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР к- 1388550, кл. F. 21 В 44/00, 1985.

2 (54) УСТРОЙСТВО ОПТИ11ИЗАЦИИ СПУСКОПОД7эЕМПЫХ ОПЕРАЦИЙ В БУРЕНИИ (57) Изобретение относится к бурени скважин и позволяет повысить надежность работ при выполнении спусхо-ïîäüåMHü õ операций (СПО) на скважинах с высокопроницаемыми пластами зонами с аномально высокими пластовыми давлениями. Устройство содержит датчики 1 и 4 соответственно перемещений таленого блока и веса на крюке„ Параметры процесса бурения устанавливаются задатчиками 5, 17, 1492030

20

18, 19, 8 и 9 соотвс(стпенно направления (:П(, конструктивных параметров колонньi и скважины, допустимых гидродинамических давлений, параметров промывочной жидкости, перехода и оптимизации при аномально высоком пластовом давлении и опасных интервалов. Расчет параметров СПО осуществляется в блоках ?,3,11,6,7,20 и

13 соответственно вычисления длины колонны, фактической скорости, рациональной скорости, времени простоя, допустимой скорости по гидродинамическим условиям, статического напряжения сдвига и оптимальных положений, а также блоком 12 оптимизации скорости. Результаты расчетов отражаются указателями 14, 15 и 10 соответственно положения талевого блока, скорости талевого блока и длины колонны, а также сигнализатоИзобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам oIIтимизации спуско-подъемных операций 30 (СПО) на буровых установках с дискретной схемой спуско-подъема бурильного инструмента, и может быть использовано, в частности, при бурении и креплении скважин, осложненньгх наличием зон аномально высоких пластовых давлений (АВПД), малопрочных, высокопроницаемых пластов и др.

Целью изобретения является повыщение надежности работ при выполне- 40 нии спуско-подъемных операций на скважинах с высокопроницаемыми пластами и зонами с аномально высокими пластовыми давлениями за счет увеличения тОчнОсти вычисления дОпустимых 45 скоростей спуско -подъема по гидродина— мическим условиям.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 функциональная схема блока вычисления длины колонны; на фиг, 3 функциональная схема задатчика перехода к оптимизации при АВПД; на фиг. 4 — функциональная схема задатчика направления СПО; на фиг ° 5 фукнциональная схема блока вычисления рациональной скорости; на фиг, 6 функциональная схема блока вычисления фактической скорости; на фиг. 7 ром 16 опасных интервалов. Блоком

20 осуществляется расчет значения статического напряжения сдвига в зависимости от времени простоя, фиксируемого блоком 6. Сигнал с задатчика 5 направления СПО поступает на вход блока ? вычисления длины колонны и запускает в работу блок 6 в момент, непосредственно предшествующий подъему первой свечи. Блок 12 производит анализ величин, поступающих на его входы, допустимых по различным технологическим условиям скоростей с блоков 7,9 и 11 и передают на на свой выход минимальную из них.

Последняя является для данного момента CIIO максимально возможной скоростью при действующей совокупности ограничений. 5 з,п. ф-лы, 17 ил,, 1 табл, 1 функциональная схема блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям; на фиг. 8 функциональная схема узла вычисления эквивалентной линии; на фиг. 9 функциональная схема блока оптимизации скорости; на фиг. 10 — функциональная схема блока вычисления оптимальных положений; на фиг. 11 функциональная схема блока вычисления времени простоя; на фиг. 12 функциональная схема блока вычисления СНС; на фиг, 13 — схема взаимного расположения составных частей датчика перемещения талевого блока (ДПТБ); на фиг. 14 — принципиальная электрическая схема логического блока ДПТБ; на фиг ° 15 — зависимость рациональной скорости спуска бурильной колонны от ее веса; на фнг, 16 — зависимость рациональной скорости подъема бурильной колонны от ее веса; на фиг. 17 — зависимость допустимьгх скоростей спуска и подъема бурильного инструмента при прохождении низом колонны опасных интервалов скважины в зависимости от длины бурильной колонны.

Устройство оптимизации спускоподьемных операций в бурении содержит (фиг. 1) датчик 1 перемещения талевого блока, блок 2 вычисления

5 149Ю30 6

1ьп HHhf fI H c >IP нIfя фактической Of< ecH нл крюке, элдятчик 5 направления

СПО, блок 6 вычисления времени простоя, блок 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим у".ловиям, злдатчик 8 переходя к опти..изации при АВП>1, зядатчик 9 опасных интервалов, уклзлтель 10 длины колонны, блок 11 вычисления раиионлльной скорости, блок 12 оптимизации скорости, блок 13 вычисления оптимальных положений, указатель 14 положения тялевого блока, указатель

15 скорости тллевого блока, сигнялизатор 16 опасных интервя.пов, злдатчик 17 конструктивных пяряме II>1 f i c. I P.— ния ста гическогo напряжения сдвига (СНС).

Первый и второи выходы датчика 1 перемещения тялевого блока (ДПТВ) соединены с одноименш <ми входами блс кя 2 вычисления длины f oJIofffке (ДВ) соединен с треть;гч вх<1дом блока 2 вычисления длиш,< i< 1лош<ы, четвертый вход которо>.о подкrff>v< H к первому выходу злдлтчикл 5 направления СП!1, я выход — к п<.рным входам блока 6 вычисл< иия времени простоя и блока 7 нь>числения допустимой скорости пo ги <родинлмическим условиям, а также к входам задатчика 8 перехода к оптимизации при ABIIii, задатчика 9 опасных интервалов и указателя 1 IJ длины колонны, выход ДВ 4 соединен с первым вхо:ом блока 11 вычисления рлционлльной скО р Ости II T o p o H в х О д f< o T o p o I Î и О д ключен к первому выходу блока 3 вычисления фактической скорости, а первый и второй выхо,пы — к Одноименным входам блока 12 оптимизации скорости. Выход ДВ 4 соединен также с первым входо>м блока 13 вычисления оптимальных и<>

Первый выход блокл 12 оптимизации скорости соединен с одноименным входом указателя 15 скорости тллеяого блока и вторым входом блока 13 вычисления оптимальных положений, втоp<»I выход — с одноименным входом ука5 зателя 15 скорости талевого блока, третий вход которого подключен к второму выходу блока 3 вычисления фактической скорости, третий и четвер-! с> тый входы — с первым и вторым соот— ветственно выходами блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинлмическим условиям, пятый и шестой входы — с первым и вторым соответ)> ственно выходами эадатчика 9 опасных интервалов, третий выход которого подключен к первому входу сигналиэлтора 16 опасных интервалов. Входы второй — четырнадцатый блока 7

?ц вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям подключеfIbI соответственно к пяти выходам задлтчикя 17 конструктивных параметров колонны и скважины, к четырем

?5 выходам задатчикя 18 допустимых гидродинлмических давлений, к первому и второму выходам злдлтчика 19 параметров промывочной жидкости, третий и четвертый выходы которого сорс1ННр.1д ны с первььм и вторым соответственно входл«<>1 блока 20 вычисления СПС, к вьгсоду блока 20 вычисления СНС, трет>;и вход которого соединен с выходом бл >кя 6 вычисления времени простоя.

Вт<>pnf вход последнего соединен с 15 одноименным выходом задятчика 5 на<правления СПП, к четвертому выходу зядятчика 19 параметров промывочной жидкости, к выходу задатчика 8 перехода к оптимизации при АВПД, который соединен также с вторым входом сигнализлтора 16 опасных интервалов.

I .I

24 реверсивный двоично-десятичный, задатчик 25 максимальной грузоподъемности и задатчик 26 веса свечи, а также резистор 27. Третий вход блока 2 соединен с третьим входом селектора 21 амплитудного, первый и второй входы последнего соединены соответственно с эадатчиком 25 максимальной грузоподъемности и задатчиком 26 веса свечи, а выход селектора

21 амплитудного — с первыми входами элементов И 22 и 23, вторые входы которых являются первым и вторым входами блрка 2 соответственно. Пер1492030

40 вый (прямой) и второй (обратный) входы счетчика 24 реверсивного подключены соответственно к выходам элемента И 22 и элемента И 23, а выход счетчика 24 реверсивного является выходом вычисления длины колонны блока 2 ° Счетчик 24 реверсивный состоит из шести четырехраэрядных реверсиниых двоично-десятичных счет- 1р чиков в интегральном исполнении, которые объединены с использованием выходов переноса (9) и займа (й Ю ) по классической схеме. Такая конструкция счетчика 24 реверсивного 15 позволяет формировать сигнал на его выходе, пропорциональньл длине колонны 1.к в скважине, в двоично-десятичном .коде (код 8421), Выходы "Установка нуля (R) всех интегральных 20 счетчиков объединены и образуют третий вход (К) счетчика 24 реверсивного, который является четвертым входом блока 2. Третий вход счетчика

24 реверсивного подключен к выводу 25 резистора 27, второй вывод которого соединен с общим проводом блока 2„

Величина резистора 27 подбирается таким образом (примерно 510 Ом), чтобы на входе К счетчика 24 реверсив- 30 ного обеспечить неактивный уровень напряжения (уровень логического нуля — I „„„) при отсутствии сигнала на четвертом входе блока 2 вычисления длины колонны.

Задатчик 8 перехода к оптимизации при АВПД (фиг. 3) содержит компаратор 28, задатчик 29 глубины "покрьппки" зоны АВПД и триггер 30, при этом вход задатчика 8 является первым входом компаратора 28, второй вход которого подключен к задатчику 29 глубины "покрышки" зоны АВПД, а выход компаратора 28 подключен к первому входу (вход S) триггера 30, вы- 45 ход последнего является выходом задатчика 8 перехода к оптимизации при АВПД.

Задатчик 5 направления СПО (фиг, 4) содержит резисторы 31 и

32, а также кнопки 33 "Подъем" и

34 "Спуск" с нормально разомкнутыми контактами и самовозвратом после замыкания„ Вывод от подвижного контакта кнопки 33 |Подъем" соединен с одним выводом резистора 31, второй

55 вывод которого подключен к проводу

+П„я (положительный полюс источника питания цифровых микросхем устройства), а вывод оТ Hpèîäâèæíîãî контакта кнопки 33 Подъем является вторым вьгходом задатчика 5, вывод от подвижного контакта кнопки 34

"Спуск соединен с одним выводом резистора 32, второй вывод которого подключен к проводу +U „, а вывод от неподвижного контакта кнопки 34

Спуск является первым выходом задатчика 5, Величина резисторов 31 и 32 подбираются таким образом, чтобы при замыкании кнопок 33 или 34 на втором или первом соответственно вьгходах задатчика 5 обеспечивался активный уровень напряжения (уровень логической единицы — U„„, ).

Блок ll вычисления рациональной скорссти (фиг 5) содержит элемент

35 вычитания, сумматор 36, делитель

37, селектор 38 амплитудный, мультиплексор 39, сдвоенный мультиплексор 40, компаратор 41, задатчик 42 максимальной скорости спуска, задатчик 43 веса подвижной части талевой системы, задатчик 44 максимальной грузоподъемности, задатчик 45 веса свечи, задатчик 46 максимальной скорости подъема и задатчик 47 мощности

На крюке. Первый вход блока 11 соединен г вторыми входами элемента

35 вычитания и сумматора 36 и третьим входом селектора 38 амплитудного, первые входы которых подключены соответственно к задатчику 42 максимальной скорости спуска, задатчику 43 веса подвижной части талевой системы и задатчику 44 максимальной грузоподъемности. Второй вход селектора 38 амплитудного подключен к задатчику 45 веса свечи. Второй вход блока ll соединен с вторым адресным входом (адресный вход А2) сдвоенного мультиплексора 40, первый адресный вход Al которого подключен к выходу селектора 38 амплитудного, второй информационный вход

Х2 сдвоенного мультиплексора 40 подключен к выходу элемента 35 вычитания, а восьмой информационный вход

Y4 — к выходу мультиплексора 39. Первый информационный вход Хl мультиплексора 39 и первый вход компаратора 41 соединены с выходом делителя

37, первый вход которого подключен к задатчику 47 мощности на крюке, а второй вход — к выходу сумматора 36.

Вторые входы мультиплексора 39 и компаратора 41 соединены с выходом

1492030

10 задатчика 46 максимальнс>й скорости подъема. Выход комп аратора 41 подкл>3>чен к первому адресному входу

Al мультиплексора 39, второй адресный вход А2 последнего соединен с эбщим проводом блока, 1!ервый выход (выход Y) и второй выход (выход X)

:двоенного мультиплексора 40 являютя одноименными вь>ходами блока 11. 10

11еиспользуемые информационные входы мультиплексора 39 (ХЗ и Х4) и сдвоенного мультиплексора 40 (Х), ХЗ, Х4, YI, У2, Y3) соединены с общим проводом блока ll вычисления рацио- 15 нальной скорости.

Блок 3 вычисления фактической скорости (фиг 6) c îIIåðæèò счетчик

48 реверс.инный двоичный, таймер 49, два триггера 50 и 51, цифроанзлого- ?0 вый и >еобразователь (1>А11) 5>?, элемент 53 задержки, элемент 54 запоминания, четыре элемента И 55-58, а также два элемента ИЛИ 59 и 60. IIepвый вход блока 3 соединен с первым нходом (вход S) первого триггера 50, выход которого (вь>ход g) подклк>чен к первому входу (вход D) второго триггера 51, с вторым входа- первого элемента И 55, ныхол которого I>op â 30 ключен к пер>3ому г>ходу .3.;>33с>гс> эле— мента И1>1И 59, и с вторым ходом третьего элемента И 5 7, Bt.г-:r>g которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ 60. Второи Bх:>д блока 3

35 соединен с вторым входом первого (Вход R) три> г Ep 50 > c I3Top»IM Вхо дом второго элемента И 56, выход которого подключен к нт р<.му входу >Зто;.oro элемента ИЛИ 60, и с вторым вхо- 40 дом четвертого элемента И 58, выход

КОТОРОГО Г>с>ДКЛЮ ЕН К Нто.>С МУ ВХОДУ первого эл .мента ИЛИ 59 >I . рвый выход блока 3 саед>>Вен с перв»>ми зходами третьего и четнертО "О элементОВ И 57 45 и 58 и BEляется втор».м выходом (выход g) второго триггеpB 51, первый н„>ход (выход г>) кптарог подключен к герным аходам первого и второго эл мс.нT>?I> И 56 ;» 55, а второй вход (вход С) «торого вЂ,риггера 51 — к

50 выходу элемента 5 3 задержки, соединенного такжс .: тpc Thè÷ входом (вход R) счетч:-:к; 48 рс.версивного.

" ервый нход (33нф,) элемента 5- > Ba;.îминания оединен . выходом счетчика

48 реверсивного, epI3»tt» i"+I") и вторсй (— 1») входь> которого подключены спответствег.ttn к нь>годам перного и второго элементов ИЛИ 59 и

60. Второй вход (разрешения записи) элемента 54 запоминания и вход элемента 53 задержки соединены с выходом таймера 49. Второй выход блока

3 является выходом ЦАП 52, вход которого соединен с выходом элемента

54 запоминания.

Блок 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям (фиг. 7) содержит преобразователь 6) кода, ЦАП 62, сумматор 63, денять умножителей 64-72, четыре элемента

73-76 вычитания, четыре делителя 7780, элемент 81 вычисления экспоненты, элемент 82 возведения в степень, элемент 83 логарифмирования, сдвоенный мультиплексор 84, мультиплексор

85, компаратор 86, задатчик 87 доверительного интервала, задатчик 88 уровня напряжения "1" и узел 89 вычисления эквивалентной длины, состоящего (фиг. 8) из .четырех элементов

90-93 вычитания, двух делителей 94 и 95 и трех умножителей 96-98. ПерВыи вход блока 7 является входом преобразователя 61 кода, выход которогп соединен с в одом ЦАП 62 Выx<>II, ЦАП 62 соединен с первым входом второго элемента 74 вычитан>3я, выход которого подключен к первому зх<>ду сумматора 63, с первым входом компаратора 86, ньгход которого подключен к первому адресному входу А1 мультиплексора 85 и с пс рным информа>>ионным входом Xl мультиплексора

8.>, второй информационный вход Х2 которого подключен к второму входу кпмпаратора 86 и является пятым входом блока 7 вычисления допустимой ско;>ости по гидродинамическим условиям„В горой вход сумматора 63 подключ..н к первому входу узла 89 вычисления эквивалентной длины, второй выход которого соединен с вторым входом четвертого делителя 80, первый вход которого подключен к выходу третьего умнажителя 66. Входы первый — третий узла 89 вычисления эквивалентной длины подключены соответственно к выходу шестого умножителя 69, первый и второй входы которого являются четвертым входом блока 7, к первому входу третьего делителя 79 и выходу седьмого умножителя 70, первый и второй входы которого являются третьим входом блока

7, к выходу восьмого умнажителя 71, 1 <3920 ЗО пер33ый и второй вхо>чы к»-орого являются II Topt входом 6лока 7, и к пер— вому входу третьего элемента 75 вычитания. Выход последнего соединен с вторым входом третьегo делителя

79, а второй вход — с выходом девятого умножителя 72, первый и второй входы кото>рогo являются щестым вхо дом блока 7 Пятый вход узла 89 31од- Ip ключен к второму входу блока 7, mec.— той — к третьему входу 6лока 7, седьмой — к четвертому входу блока

7, а четвертый — к. выходу мультиплексора 85 и втор<эму входу (инвен- )5 тирующему) второго элемента 74 вычитания. Выход сумматора 63 соединен с первым входом первого умножителя

64, второй вход которого подключен к выходу элемента 8) вычисления экспо- 20 ненты, вход последнего является одиннадцатым входом блока 7, Выход первого умножителя 64 соединен с первым входом второго умножителя 65, второй вход которого соединен с вы- 2S ходом элемента 82 возведения в степень, вход последнего подключен к выходу третьего делитегя 79 и первому входу четвертого умножителя 67, второй вход которого является четырнадцатым входом блока 7, а выход соединен с вторым входом второго делителя 78. Выход второго умножителя 65 подключен к второму входу первого делителя 77, первый вход ко35 торого соединен с выходом четвертого элемента 76 вычитания, второй вход последнего соединен с задатчиком 87 доверительного интервала, а первый вход — с первым выходом (вы40 ход Х) сдвоенного мультиплексора 84.

Выход первого депителя 77 подключен к второму входу первого элемента 73 вычитания, первый вход которого подключен к задатчику 88 уровня напря- 4> женин "l", а выход через элемент 83 логарифмирования к первому входу второго делителя 78, выход которого является первым выходом блока 7, Вторым выходом блока 7 является выход пятого умножителя 68, первый вход которого подключен к выходу четвертого делителя 80, а второй вход — к второму выходу (вьгход У) сдвоенного мультиплексора 84, входы которого являются, первый (информационный вход Xl) — седьмым входом блока, второй (информационный вход Х2) — восьмым входом блока, пятый (информационный вход Y) ) — девятым входом 6лока, IIIE стой (информационный вход

Y2) — десятым входом 6лока, а первый (ал)3еснь|й вход А l ) — тринадцаI»II I3xoдом 6лока 7. Неиспользуемые информационные входы мультиплексора

85 (ХЗ и Х4) и сдвоенного мультиплексор» 84 (ХЗ, Х4, У3, Y4), а также

«пресные входы А2 обоих мультиплексоpoI3 соединены с общим проводом блока 7, )1венадцатый вход блока 7 является вторым входом третьего умножителя 66, первый вход которого подключен к выходу сумматора 63.

В узле 89 вычисления эквивалентной длины (фиг. 8) к первому и второму входам ее подключены соответственно второй вход первого элемента 90 вычитания, выход которого соединен с первым входом первого делителя 94, п рвые входь| первого и второго элементов 90 и 91 вычитания, выход последнего соединен с вторым входом первого делителя 94 и является вторым выходом узла 89, Выход первого делителя 94 подкл3>3чен к первому и второму входам второго умножителя

97. Второй вход второго элемента 91 в, I÷èò;3IIèÿ, второй вход гретьего элемента 92 вычитания, выход которого подключен к первому входу второго делителя 35, первые входы третьего и четвертого элементов 92 и 93 вычитания, выход последнего соединен с вторым входом второго делителя 95, выход которого подключен к первому входу первого умножителя 96, и второй вход четвертого элемента 94 вычитания ннля3 тся соответственно третьим, пятью, щестым и седьмым входами узла 89. Первый выход узла 89 является выхгдом третьего умножителя 98, первый вход которого соединен с выходом второго умножителя 97, а второй вход — с выходом первого умножителя 96, второй вход которого является четверты;. входом узла 89 вычисления эквивалентной длины.

Блок 12 оптимизации скорости (фиг. 9) содержит узел 99 оптимизации скорости подъема и узел 100 опт13мизации скорости спуска, которые полностью аналогичны по устройству.

Каждый из узлов 99 и 100 включает (фиг. 9) компараторы 101 и 102 и мультиплексоры !03 и 104„ Первый вход 6лока 12 является первым входом узла 99 и соединен с вторым входом

1492030

Блок 1 3 вычисления оп тима,1ьных положений (фиг. 10) содержит три сумматора 105-107, два делителя 108 и 109, три умножителя 110-)1?, элемент 113 вьгчитания, элемент 114 логарифмирования, пять селек.торов 115119 амплитудных., формирователь 120 огорного напряжения, зада-чпк 121 веса подвижной части алевои системи, задатчик 122 конструктивного коэффициента талевой сисIeIIII, задатчик 123 конструктивного коэффициента шинно-пневматической муфты (ШП1!), задатчик 124 момента инерции барабанного вала, пять задат-.иков 125129 моментов инерции привода, делитель )30 напряжения резистивний и коммутатор 131. Второй вход блока 13 соединен с первым и вторгсI входа и третьего умножителя li? выход которого подключен к второму входу первого умножителя 110, с вторым входом второго делителя 109, первый

45 вт; рого компаря тора 102 и вторим входом (иггформягвгоннгчй вход Х".) второго мультиплексора 104. Первые входи (информационный вход Хl) второго мультиплексора 04 и второго компа1

5 ряторя 10? cnezII«eIII с выходом первого мультиплексора 103, а виход вторпгп компарятора 102 подключен к третьему входу (адресный вход Л1) второго мультиплексора 104, выход последнего является выходом узла 99 и первым виходом блока 12. Третий вход блока 1? является вторим входом узла 99 и подключен к первому входу первого компяратора IOI и первому входу (инфорк1ациоггций вход Х l ) первого глультиплекс ора 103, третий вход которого (япресный вход AI ) соединен с выходом ггервого компаратора 101. Пятый вход б:гока 12 является Tpeòüèì вхо;(Ом узла 99 и под1ключегг к второму входу первого компяратора 10) и второму входу (цнформационнь|й вход Х2} пepIIoI- мультиплексора 103. Неиспользуемые информационные входы (ХЗ,Х4) обоих мультиллексоров, я также их ядресние входи А2 соединени с. обгц:м,гровоггом блока. В орой, четвертый и кгестой входы 1? являются .оотне". ств ецио первым, вторим и тр ". зим входами у çла 100 оптимизации скорост« спуска, а ее выход является вторим вь.ходок. блока 12 оптимизации скорости. вход которого подключен к выходу второго сумматора 106, а выход — к входу элемента 114 логарифмирования, с третьими входами пяти селекторов

115-119 амплитудных, выходы которых соединены соответственно с вторым, четвертым, шестым, восьмьгм и десятым входами коммутатора 131, Другие входы последнего подключены: первый к зядатчику 125, третий — к задатчику 126, пятый — к задатчику 127, седьмой — к задатчику 128, девятый к зядатчику 129 моментов инерции приводов, а выход коммутатора 131 подключен к первому входу третьего сумматора 107, второй вход которого соединен с задатчиком 124 момента инерции барабанного вала, а выход — с вторим входом второго умножителя 111.

Первый вход последнего соединен с выходом первого умножителя 110, а выход является вторым выходом блока

i 3 и соединен с вторым входом элемента 113 вычитания, первый вход которого соединен с выходом элемента 114 логарифмирования, а выход является первим выходом блока 13. Первый вход блока 13 подключен к второму входу первого сумматора 105, первый вход которого соединен с задатчиком 121 веса подвижной части талевой системи, а выход — с вторым входом первого делителя 108, первый вход которого соединен с зада чиком 122 конструктивного коэффициента талевой системы, а выход — с. первым вхоггом первого умножителя 11 0, и с первым входом второго сумматора 106, второй вход последнего соединен с задатчиком

123 конструктивного коэффициента

ШПЕ. Выход формирователя 120 опорного напряжения соединен с входом делителя 130 напряжения резистивного, выходы которого подключены: первый к первому входу первого селектора

115 амплитудного, второй — к первому входу второго селектора 116 и .второму входу первого селектора 115 третий — к первому входу третьего селектора 117 и втс рому входу второго селектора 116, четвертый — к первому входу четвертого селектора 118 и второму входу третьего селектора

117, пятый — к первому входу пятого селектора 119 и второму входу четвер того селектора 118, шестой — к второму входу пятого селектора 119 амплитудного.

1492030

Блок 6 вкгчис пения времени прогтоя (фиг. 11) содержит таймер 132, !.четчик 133, триггер 134 (D), дна компаратора 135 и 136, преобразователь

137 кода, делитель 138 частоты, дна элемента 139 и 140 запоминания, элемент 11Е 141, элемент ИЛИ 142 и элемент И 143. Вход таймера 132 подключен к выходу триггера 134, второй 10 вход (вход D) которого соединен с выходом элемента НЕ 141, третий вход (вход С) является вторим входом блока 6, а первый вход (вход R) соединен с входом элемента НЕ 141 и выходом первого компаратора 135„ Первый вход последнего соединен с общим проводом блока, а выход таймера 132 подключен к входу делителя 138 частоты, выход которого соединен с пер- 20 вым входом элемента И 143, к первому входу (счетный вход) счетчика 133, второй вход (вход R) которого соединен с выходом элемента ИЛИ 142, первый и второй входы последнего 25 соединены с одноименными выходами второго компаратора 136, к второму входу первого элемента 139 запоминания, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 136.

Первый вход блока 6 является входом преобразователя 137 кода, выход которого соединен г вторым входом первого компаратора 135, первым входом первого элемента 139 запоминания и

35 вторым входом второго компаратора

136, третий выход последнего подключен к второму входу элемента

И 143. Выход блока 6 является выходом второго элемента 140 запоминания, первый вход которого соединен с выходом счетчика 133, а второй вход— с выходом элемента И 143, Блок 20 вычисления СНС (фиг. 12) содержит ЦАП 144, элемент 145 лога- 45 рифмирования, мультиплексор 146, компаратор 147, умножитель 148, сумматор 149, элемент 150 вычитания и элемент ИЛИ 151„ Третий вход блока °

20 является входом ЦАП 144, выход

ЦАП 144 соединен с входом элемента 145 логарифмирования, выход которого подключен к первому входу компаратора 147, второй вход последнего соединен с общим проводом блока 20 и с вторым информационным входом Х2 мультиплексора 146, первый информационный вход Х1 которого соединен с общим проводом блока 20, а

Пор!!Ьсс! (аJППЕС Hl!И РХО;1 A 1 ) — с" BlilXO, о!. эдас.ссс .ит» 1П!И 151, и! ряс п! и второй входи последнего пспссс!!н чен!,! к одноимеиньг l выходам коми аратора 147.

Второй вход бпока 20 является вторим вхопo."! эпемеита 150 вычитания, выход которого подключен к второму входу умножитепя 148, первый вход последнего подключен к выходу мультиплексора iч6, Первый нход блока ?0 является первьсм входом элемента 150 вычитания и вторым входом сумматора 149, первий вход .соторого подключен к выходу умножитепя 148, а выход сумматора 149 является выходом блока 20. Неиспользуемые информационные (X3,Х4) и адрегньг! (А2) входы мультиnJIpx! орз 146 соединены с обисим приводом блок«20 вычисления (;НС, Указ,:тела 10 длины KoJIQHHbI cogpp жи". Преобразова rель кода, виполненный из шести дешифраторов "1 из 10" в интегральном исполнении, и индикатор

I lзоразрядний, состоящий !сз шести инпик,торных ламп, каждая из которых подключена к пыходу соответствующего дешифраг р» Такая конгтрукция указателя 10 гпипь. колонны позволяет индицироватт, .,!сину ко".îíèè в;сияпазоне

-Л

0: -" 9, 99 и с диск ретссос тью 1 10 м. 1а гчик 4 веса, давлс ние на выходе ко.со;: тг греобраэуется в сигнал пост яиного 1-ка ". rlownll!bw. Преобразоватепя д;.pl ".ин, установлен на мертвом конце та..иого каната. !

/1Th представляет собой двухфазный ч1 .пг — ими сьсньсй датчик (фиг. 13) и сoc тоит !. задающего элемента 152, кронтст Рна с53 с парой чувствительных элем .н-, в )54 и 155, соединительного :;,!беля 156 и логического блока

157. .1адающии - деменев 152 средставпяет собой металлический циск с профрезерованнъсми радиальными пазами, вслед:. r«»e чего на нем образовано

30 зубьев. Задающий элемент 152 выполнсн разъекцпсм,, олагодаря чему он лс. . ко разя!с,пется и фиксируется на свободном участке барабанного вала

158 буровги;!ебедки, Зубья задаю!с!его ад!мента 152 вдвигаются ь прорезь к >онштей>.,а I 53, совпадающую со щелями чувстl.:èòeëüíblõ элементов 154 и

155, в качестве погпедних использованы индуктивные преобразователи положения щелевие. KpoHUITei 153 крепит! я к несущим балкам буровой леб. дки. Чувгтвительные элементы 154

) 7

1492030

45 и 155 расположены н корпусе кронштейна 153 таким образом, что выходные сигналы с них при вращении задающего элемента 152 имеют фазовый сдвиг на

5 и/2. Это позволяет наряду с измерением величины перемещения талевого блока определять и напранление этого перемещения. Посредством соединительного кабеля 156 чувствительные элементы 154 и 155 подключаются к логическому блоку 157. )увствительные элементы 154 и 155 состоят из блокинг-генератора, детектора, триггера и выходного ключа на транзисторе. При 15 введении в щель между кат- шками базовой и коллекторной обмо.-ок транзистора блокинг-генератора зуба задающего элемента 15? происходит срыв генерации ° При этом вых дной ключ срабатывает и обеспечивает посылку сигнала в логический блок 157.

На первый и второй входы логического блока 157 (фиг. 14) поступают сигналы с выхода чувствительных элементов 154 и 155 соответственно. Логический блок 157 содержит четыре триггера 159-162 (D), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) 163, шесть элементов И вЂ” НЕ

1 /

/6-/-169, резисторы 170-177 и др.

30 вспомогательные элементы (фи- . ) 4) .

Первый вход логическог; блока 157 соединен с первым входом (вход П) первого триггера 159 и одним из выводов рсзистора 171, втор /й вывод которого подключен к проводу +Г,„

Второй вход логического блока 157 соединен с первым входом (вход D) второго триггера 160 и одним из выводов резистора 170, второй вывод

40 которого г,: дклнчен к проводу +11„<п ц.

Резисторы 170 и 171 являются нагрузочными для выходных транзисторов чувствительнь/х элементов 155 и 154 соответственно . Выход первого три" гера 159 =оединен с первым входом (нход D) третьего триггера )6) и первым входом (инф. вход Хl) 11ПЗУ 163, второй вход (инф. вход Х2) которого подключен к выходу третьего триггера 161. Выход второго триггера )60 соединен с первым входом (вход D) четвертого триггера 162 и третьим входом (инф. вход Х3) ППЗУ 16 3, четвертый вход (инф. вход Х4) которого подключен к выходу четвертого триггера 16?, В триггерах 159 и 160 хранится информация о текущем состоянии чувствительных элементов 154 и 155, а н триггерах 161 и 162 — о предыдущем. Вторые входы (входы С) четырех триггеров 159-162 и пятый вход (вход V) ППЗУ 163 соединены между собой и с выходом тактового генератора, осуществляющего синхронизацию работы элементов логического блока

157 и собранного по классической схеме на элементах И-НЕ 164-)67. Входы

R u S триггеров 159-162 не используются, не используются также инф. вход Х5 ППЗУ 163, последний соединен с общим проводом логического блока 157. Выходы первый — шестой

ПИЗУ 163 нагружены на резисторы соответственно 172-177, каждый из которых одним выводом подключен к соответствующему выходу ППЗУ 163, а другим — к проводу +U „ . Соответствующее программирование ППЗУ 163 позволяет формировать импульсы логического нуля на выходах + первом, третьем и пятом (движение талового блока вниз — спуск) или выходах

11 I f втором, четвертом и шестом (движение талевого блока вверх — подъем), а гакже кметь для неизменного числа зубцов задающего элемента 152 ДПТБ с различной разрешающей способностью.

Например, для буровой лебедки У2-5-5 и 30 зубьев задающего элемента 152 гри оснастке талевой системы 5/6 с выходов пятого и шестого ППЗУ 163 снимаемые импульсы имеют цену, т.е. фактическое перемещение таленого бгока в сантиметрах, приходящееся на один импульс, Ц я = 1,0 см/имп.

К выходам пятому и шестому ППЗУ 163 подключены входы пятого и шестого элементов И-НЕ 168 и 169 соответстненнс/, выходы которых являются первь.м и вторым выходами логического блока 157 (фиг. 14) и одноименными выходами ДПТБ l (фиг. 1).

Сущность изобретения состоит в том, что введенный в устройство блок

6 вычисления времени простоя позволяет в каждом i-м цикле подъема бурильной колонны определять время нахождения промывочной жидкости в скважине в состоянии покоя

"Р

На практике t изменяется в ниропр, ком диапазоне: от 2 мин до нескольких десятков минут и даже нескольких часов. Знание величины t no

IT P каждому циклу подъема необходимо для правильной оценки состояния про149203>3,и!

50 мыночной жидкости тз скважине к моменту на ада следующего (i. + 1) -гс> цикла подъема, важнейзпей характеристикой этого состояния является величина

CHC бурового раствора g <, которое, как известно, сильно зависит от времени простоя промывочной жидкости:

Г(„ ). Введенный в устройство блок 20 вл числения СНС позволяет 10 в каждом цикле подъема бурильного инструмента иметь информацию о величине ГНС промьгвочной жидкости, определяемой в зависимости от времени простоя скважины в предыдущем цикле подъема: с!>+, = f.(t ). Сигнал, пропорциональный текущему значению

ГНГ Rg, подается на блок 7 вычисле-. ния допустимой скорости по гидродинамическим условиям, который с уче- 20 том 9 вычисляет величину v которая обратно пропорциональна величине 6 .

Введение в устройство блока 3 вычисления фактической скорости позво- 25 лило исключить из состава устройства датчик скорости и тем самым увеличить надежность функционирования устройства и облегчить его эксплуатацию. Ввод этого блока позволил также увеличить точность и быстродействие процесса распознавания направления движения талевого блока, особенно в момент перехода от спуска к подъему и, наоборот, от подъема к спуску. Цифровой сигнал с выхода

35 блока 3 вычисления фактической скорости, несущий информацию о направлении движения талевого блока, подается на блок 11 вычисления рациональной скорости и существенно увеличивает быстродействие последнего и всего устройства вообще.

Ввод в устройство задатчика 5 направления СЛО позволил исключить накапливающуюся в блоке вычисления длины колонны ошибку путем обнуления выхода последнего в момент начала процесса спуска (перед спуском в скважину первой УБТ), Кроме того, эадатчик 5 позволяет запускать в работу блок вычисления времени простоя в момент, непосредственно предшествующий подъему первой свечи.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом СПО в задатчики необходимо ввести исходные параметры: в задатчик 9 опасных интервалов глубины интервалов скважины с уступами „и,.кривлениями, местами зарез кн в rnpnrn ствола и т и. в метрах и допустимые скорости спуска и подъема колонны на них, н задатчик 8 перехода к оптимизации при АВПД вЂ” глубину залегания покрьппки зоны с АВПД по данным геофизических исследований и геологических прогнозов L „ (м); в задатчик !9 параметров промывочной жидкости — значения ее условной вязкости Т в секундах (r.), эффективной вязкости >1 в паузах (П), статического напряжения сдвига (ГНС) промывочной жидкости через 1 мин (H>) и 10 мин (H <и) ее покоя в паскалях (Па), в задатчик 17 конструктивных параметров колонны и скважины — наружный диаметр бурильных труб (БТ) (мм), внутренний диаметр БТ

d (MM), наружный диаметр утяжеленных бурильных труб (УБТ) d> (мм), диаметр скважины Г) (мм) и общую длину УБТ в колонне 1„ (M); в задат— счик 18 допустимых гидродинамических давлений — допустимое гидродинамическое давление при подъеме бурильной колонны при проводке скважины в.нормальных условиях 5.Р „„(И1а), то же в условиях ЛВПД вЂ” АР „(МПа), допустимое гидродинамич cKop давление при спуске бурильной колонны при проводке скважины в нормальных условиях 6 Рс „(МГ1а) и то же в условиях

ЛВПЧ вЂ” d Р, (МПа), Ввод парамет— ров в задатчики может быть осуп!ествлен бурильщиком. Возможна корректировка з>адания по мере изменения технологических условий на скважине

> в любое вре.- я СПО и между ними. Г1еред вводом параметров не требуется производить вычислении: значения Т, О> н В,п берутся из журнала учета свойс.тв промывочной жидкости, желательно вводить перечисленные значения, которые пол. чены в результате анализа проб бурового раствора, взятых непосредственно перед СП0 на завершающем этапе прецподьемной промывки скважины: dц„ d Г>, d „ и

1 — из геолого-технического наряд:з (ГТН) на скважину: 1 Р„ „,dPп н d P А à и д — по результатам расчетов и опыту проводки скважин на данной площади, исходя из условия недопущения поступлений пластовых флюидов в скважину, проявлений и выбросов, а также недопущения погло1492030

22 щений промывочной жидкости и гидроразрывон пластов; L „, — по данным геологических прогнозон.

1локом 2 вычислен!!я длины колонны (фиг. 2) и ходе СПО и н процессе бурения по сигналам с TTITh 1 и ДВ 4 вычисляется длина бурильной колонны н скважине T. н метрах, Перед очереднь!м спуском колонны бурильщик на- 10 жимает кнопку 34 Спуск" (фиг. 4) н эадатчике 5 направления СПО, высокий уровень напряжения T. „„„ устанавливается на первом выходе задатчика 5 направления СПО, а значит — на четвертом входе блока 2 вычисления длины колонны (фиг, 1) и на третьем входе (вход К) счетчика 24 реверсивного (фиг. 2), при этом выход счетчика 24 реверсивного, а значит и 20 блока 2, обнуляется: L <,1 = О, что сопронождается обнулением всех шести газоразрядных ламп указателя 10 длины колонны, расположенного перед оператором-бурильщиком ° Состояние 25 на выходе блока 2 изменится, когда на первый или второй входы счетчика

24 реверсивного с ныходон элементов

И 22 или ?3 соответственно будут поступать с1 гналы логической 1 . Это

ll 11 буд е т иметь место п ри перемещении загруженного т ал е н о г о бл о к а, когда на второй вход элемента И 2 ? (при спуске) ил и н т о „- о и н . о д эл ем ент а

И 2 3 (при подъеме) ч е р с з первый и

35 втор 1й входы блока 2 со01нетственно будут поступать импульсы "1" с первого и второго ныходон ДПТБ 1 (фиг. 1), а на первых входах элементов И 22 и 23 будет установлен (фиг. 2) сигнал "1".

Да третий вход блока 2 поступает аналоговый сигнал 11,., пропорциональньп! весу инструмента на крюке О, с выхода ДВ 4 (фиг. 1). Сигнал П 1 подается на третий вход селектора 21 амплитудного (фиг 2), на первый и второй входы которого с задатчика

25 максимальной грузоподъемности и задатчика 26 веса свечи подаются

50 сигналы П, и TJ,. соответственно, причем сигнал 1J, пропорционален максимальной грузоподъемн сти буровой установки (? л, с, а сигнал П, — не у одной свечи бурильных труб 1 . Ha выходе

55 селектора 21 амплитудного, выполненного на цну::.пороговом компараторе, сигнап 1 устанавливается только при т-ып длении условия

П (TT g (TT т.е. когда вес инструмента g находится в пределах (2) q C 1 ? $1llIIC сы, если за время ее спуска поступило N„ импульсов, то на выходе блока 2 установится сигнал, чис-ленно равный

1.„о + И, Ц„ = 0 + N, 1,0 = — V, 1 0 = N см; (3) после спуска второй свечи (i = 2) (поступило N импульсов) Ь|, + N: U„ =

N!+ N<, см, (4) и т„д, После спуска i-й свечи в скважину на выходе блока 2 установится сигнал

L„,, = L„; + N; = N;, см. (5) По завершении спуска бурильной колонны до забоя на выходе блока 2 формируется сигнал глубины скважины!!

Legs- Lk h r N, см. (6) При подъеме колонны импульсы "1" с ДПТБ поступают на второй вход элемента И 23 (фиг. 1 и 2), а затем— на второй вход (вход "-1") счетчика

24 реверсивного, при этом они вычитаются, сигнал на выходе блока 2 уменьшается. Так, при завершении извлечения из скважины j свечей с момента начала подъема, длина колонны в скважине вычислится блоком 2 в соответствии со следующим выражением иначе говоря, при загруженном талевом блоке, Сигнал с выхода селектора 21 амплитудного поступает на первые входы элементов И 22 и 23, управляющих прохождением сигналов на суммирующий (прямой вход "+1") либо вычитающий (образный вход "-1") входы счетчика 24 реверсивного (фиг. 2) .

По мере спуска первой свечи бурильной колонны (i = 1) в скважину на первый вход (вход "+1") счетчика 24 реверсивного поступают импуль149? ОЗО

1 ny K

Ьк 1, „- М N;

М, см, 1=! где М вЂ” количество импульсов, 1

tt 11 туп ивш их на вход - I счетчика реверсивного э а время подъема свечи, К вЂ” количество свечей, щенных н а колонну з а время дол ни я к концу которого глубина

1 жины Достигла Ьс к б.

После завершения подъема и чения последней снечи (7) пос24

j-й наробле!

15 из влеи+к н+к

3к„, Н вЂ” М аО. (Я! !

В любой текущий момент времени при СПО или бурении на выходе блока 2 присутствует сигнал, численно равный текущей длине колонны в скважине в двоично-десятичном коде (код 8421), вычисленный согласно выражению

30

Ь „=QN — QM, см. (9) Путем переноса запятой в полученном числе на два десятичных разряда влево получаем 1.к, выраженную в метрах.

В процессе СПО и бурения текущая длина бурильной колонны L» индицируется на указателе 10 длины колонны.

Цифровая индикация используется бу40 рипьщиком не только во время СПО, но и н процессе бурения для определения проходки на долото за определенный отрезок времени, длины переработки ствола скважины и пр.

В ходе выполнения СПО сигналы с первого и второго выходов ДПТБ по1 ступают и на одноименные входы блока 3 вычисления фактической скорости (фиг. 1,6). При движении талевого блока буровой установки вниз (спуск) сигналы "1" с перного входа блока 3 (фиг. 6) поступают на первый вход (вход 8) триггера 50 и на вторые входы элементов И 55 и 57. По перво55 му сигналу "1" триггер 50 устанавливается, сигнал высокого уровня "1" с выхода последнего поступает на первый вход (вход D) триггера 51, С момент: подачи напряжения +),„„ на блс к 3 вклн!чается н работу таймер

49, генерирую!чий последовательность единичш.!х импульсов длительностью

5-10 мкс с периодом Т49 = 1,0

Сигнал с выхода таймера 49 подается на втсрой вход (нход разрешения записи) элемента 54 запоминания, выпопненного на регистре хранения, непосредственно, а на второй вход (вход синхронизации С) триггера 51 и третий вход (нход R) eT H 48 реверсивного — с задержкой на время D = 2,5-5,0 мкс, которая обеспечивается включением элемента 53 задержки. По переднему фронту первого синхроимпульса "1", поступившего на второй вход триггера 51 после установки на его первом входе "1", устанавливается единичный сигнал на первом выходе (прямой выход g) триггера 51, подаваемый на первые входы элементов И 55 и 56. Этот сигнал будет установлен на время, кратное

Т = 1,0 с, до момента завершения процесса спуска таленого блока, он разрешает прохождение счетг!х импульсон, поступающих с ДПТБ 1 на вторые входы элементов И 55 и 56„

Одновременно с сигналом "1" на первом выходе триггера 51 на его нторсм выходе (иннерсный ныход g) появляется сигнал "0" на все время спуска, коз орый поступает на первый выход блока 3. В ходе спуска сигналы "1" с выхода элемента И 55 поступают на первый нход элемента

ИЛИ 59, а с выхода последнего — на первый вход (прямой нход "+1") счетчика 48 реверсивного, где суммируются„ Суммирование счетных импульсов производится счетчиком 48 ренерсинным за интервал времени, равный периоду работы таймера 49 — Т49 = ) с °

По истечению указанного времени в момент прихода единичного сигнала с выхода таймера 49 на второй вход (нход разрешения записи) элемента

54 запоминания в последнем производится запись информации, поступающей на его первый вход (информа !ионный) с. выхода счетчика 48 реверсивного фактическое перемещение таленого блока эа 1 с, т.е. фактическое значение скорости талевого бл;ка н цифровой форме . +(t). Эатем через время Р з подается "1 с выхода эле1492030

40 мента 53 зя;герж!.и ня третий вход (вход R) Гче!чика 48 ренерсинного» он обнуляется и начиняет вновь суммиронянис. импульсон, поступающих ня

5 его первый и второй входы с ППТБ за время 1 с, Если за период 1 с происходит прекращение спуска бурильной колонны и начинается подъем, то импульсь! с IUITI» 1 будут поступать не на первый, а на второй вход блока 3 вычисления фактической скорости

При этом первый же импульс "1", воз— действуя на второй вход (вход R) триггера 50, сбрасывает его, сигнал

ll н

О устанавливяетсн на перном входе (вход D) триггера 51. Счетные импульсы поступают также на второй вход элемента И 56, -. его выхода на нторои вход эле!!ента ПЛИ 60, а с. выхода последнего — на второй вход (вход обратного счетчика "-1") счетчика 48 реверсивного и вычита— ются. Таким образом, за секундин!й период, в который происходит переход 25 от спуска таленого блока к подъему, на вьгходе счетчика 48 реверсивного формируется сигнал, пропорциональный разности между числом импульсон, поступивших на вход +1, и числом импульcон, поступинп!Их ня нход " — 1 счетчика, Если процесс подъема продолжается, то с приходом очередного синхроимпульса на второй вход (нхол С) триггера 51 ня его первом выходе

35 (ныход 0) устанавливается 0, препятствующий прохождению счетных импульсов через элементы 11 55 и 56, а ня втором выходе (выход г ) — "1".

Последний сигнал подается на первые входы элементов И 57 и 58» он разрешает прохождение счет!!ых импульсов, поступающих с ДПТБ 1 на вторые входы элементов И 57 и 58. В ходе подъема талевого блока импульсы проходят

45 через элемент И 58 на второй вход элемента ИЛИ 59, а с выхода последнего — на первый вход (нход "+1") счетчика 48 реверсивного, где суммируются в течение времени Т 9

50 ! Ä0 с. В конце указанного интервала значение скорости подъема, () записывается в элементе 54 запоминания, а счетчик 48 ренерсивный начинает ньгчислять значение скорости в следующую секунду. В течение всего времени годъемя на первом выходе блока 3 установлен сигнал "1".

В момент перехода от подъема талевого блока к спуску счетные импульсы прекращают проходить по цепочке: второй вход элемента И 58 — второй вход элемента ИЛИ 59 — первый вход (вход

"+1") счетчика 48 реверсивного» а начинают проходить по пути: второй вход элемента И 57 — первый вход элемента ИЛИ 60 — второй вход (вход

"-1") счетчика 48 реверсивного, формирование выходного сигнала которого происходит так, как описано вьппе. Итак, блок 3 производит вычисление фактической скорости спускоподъема путем ее соударения за односекундные периоды, На выходе элемента 54 запоминания формируется абсолютная величина фактической скорости в соответствии с выражением (t„) = n — m„» cM/c, (10) где k — номер генерируемого таймером 49 интервала с начала работы блока 3, k = 0,1,2,3..., t — момент времени, входящий в k-й интервал времени, с; п„- число импульсов, поступивших в продолжении k-го интервала на вход »»+1и счетчика 48; m < — число импульсов, поступивп!их за это же время на вход "-1" счетчика 48 реверсивного, а знак скорости (направление перемещения таленого блока) определяется величиной сигнала на первом выходе блока 3: "1" — подъем, "0" спуск. Цифровой сигнал с выхода элемента 54 запоминания v (t ) пода1» ц к. ется на вход 1IAII 52, айалоговый сигнал ч (t) с выхода последнего проходит на второй вход блока 3. Величина фактической скорости спуско-подъема г! () непрерывно отображается на указателе 15 скорости талевого блока (фиг. 1), на третий вход которого подается сигнал с второго выхода блока 3 вычисления фактической скорости.

Блоком 11 вычисления рациональной скорости (фиг. 5) в процессе выполнения СПО по совокупности выходных сигналов с ДВ 4 и блока 3 вычисления фактической скорости вычисляется рациональная скорость спуска или подъема бурильной колонны с учетом технических возможностей буровой установки.

Рациональный режим спуска, при котором в наибольшей степени удовлет. 7

1492030 ч = 25 — 1,5 (/(),к,, м/с.

На фиг.15 показана рациональная

SBBHCHMOCTh V с рао = f „(Q) э ПРЕДставляющая собой прямую линию, для буровой установки с грузоподъемностью Ц„„ак 200 т. Скорость спуска

vc. ра макс 2ь5 н случае перемещения легкой бурильной колонны до v с,ц „„,= 1,0 м/с с, рац. макс

При л = Омакс

При подъеме бурильной колонны максимальная производительность буровой установки, а значит наименьшее время машинного подъема, обеспечивается при полном использовании уста— новленной мощности привода буровой лебедки. Последнее выполняется при изменении скорости подъема по закону

v = 2,0; макс

v „, — мин

0, 102 1 1 2т (V )

Q,+ Q (12) где N — установленная мощность первичного двигателя, кВт; — допустимый коэффициент перегрузки приводного двигателя; т — КПД груэоподъемного механизма; вес подвижной части талет вой системы, т.

В выражении (12) нашло отражение то, что современные буровые установки имеют высшие скорости подъема, не превосходящие v „,= 2,0 м/с„ Рациональная зависимость vn = Г (0) норяются комплексные требования высокой произ водительности, качестненной эксплуатации оборудования, требования техники безопасности, достигается при спуске всех свечей бурильной колонны со средней на скважину установившейся скоростью спуска загруженного элеватора vz p >

2,0 м/с на всех серийных буровых

I установках, Такое среднее значение скорости спуска может быть получено при регулировании скорости спуска в зависимости от веса бурильного инструмента на крюке в соответствии с законом показана на фиг. 16 для буровой установки с <1„„,.= 200 т.

Работа блока 11 вычисления рациональной скорости основана на реялизации законов (11) и (12).

Выражение (11) моделируется напряжениями на элементе 35 нычитания (фиг. 5). Сигнал с ДВ 4 П через первый вход блока 11 подается на второй вход (инвертирующий) элемента вычитания, на первый вход (неиннертирующий) которого подается сигнал с задатчика 42 максимальной скорости спуска, пропорциональный

?,5 м/с Коэффициенты усиления по входам элемента 35 вычитания подобраны таким образом, что на его выходе формируется сиг2P Hen пРопоРЦиональныII "„- ац IIo (11) л который подается на перныи вход (инф, вход Х 2) сдвоенного мультиплексора 40.

Сигнал 1! подается и на второй

25 вход сумматора 36, на перный вход которого поступает cHIHcUI с задатчика 43 веса подвижной части таленой системы, пропорциональный т . Сигнал, пропорциональный сумме (Q + Q ), нов

3р дается с выхода сумматора 36 на второй вход делителя 37, на первый вход последнего поступает сигнал с эадатчика 47 мощности на крюке, пропорциональный величине 0,102 N

35 с, а на выходе делителя 37 формирусчся сигнал, пропорциональный (1?), который подается на перныи информационный вход Х1 мультиплексора 39 и перный вход компара40 T opà 41 на ВТороА вход последнего и второй информационный вход Х2 мультиплексора 39 поступает сигнал с эадатчика 46 максимальной скорости подъема, пропорциональный

45 vr макс 2»0 M/с °

Компаратор 41 производит сравнение величин напряжений, пропорцио— ! нальных скоростям vn pa@, H vn

При выполнении условия v „, > на выходе компаратора 41 устанавливается высокий уровень наt I пряжения 1 к1 при vn рац - " n макс низкий уровень напряжения U к, к, пос— беднее подается на первый адресный вход Al мультиплексора 39.

11огика работы мультиплексора 39 и сдвоенного мультиплексора 40, а также подобных элементон н других

l 492030

ЗО

?9 блоках устройства описывается таблицей состояния.

Наименование входа, подключаемого к выСигналы н адресных входах ходу мультиплекмуль типлексора сдвоенносора го

А2 Аl

Х1

Х2

Х3

Х4

Хl

Х2

ХЗ

Х4

Уl

У2

У3 у4

1 0 О

2 О

3 I 0

4 1

Учитывая то, что на втором адр сном входе А2 мультиплексора 39 всегда устанавливается сигнал О!!, он управляется только по первому входу А1: 25

f! !! при наличии на нем сигнала О (первая строка таблицы) на выходе мультиплексора присутствует сиг нал, пропорциональный ч, „а при наличи:1

1 (вторая строка таблицы) — сигнал, 30 пропорциональный „,,а,с т. е. на выходе мультиплексора 39 устанавливается сигнал, пропорционал ный v !! а ц по (12), подаваемый на восьмой информационный вход 4 сдьоенногo мультиплек< ора 40.

Сигнал Ug подается также на третий вход селектора 38 амплитудного; последний совместно с эадагчиками

44 и 45 выполняет те же функции, что 40 и вышеописанные селектор 21 аиплитудный ° и эадатчики 25 и 26 в блоке 2. Сигнал с выхода селектора 38 амплитудного поступает на первый адресный вход Al сдвоенного мульти- 45 плексора 40, где устанагливается

"1 при загруженном талевом блоке и 0 — при незагруженном. Таким образом, в процессе перемепн ния незагруженного талевог!> блока (первая и третья строки) на обоих выходах сдвоенного мультиплексора 40 и на выходах блока 11 присугствуют нулевые сигналы, так как информационные входы Хl, ХЗ и У1, УЗ соединены с общим проводом блока 11 (фиг. 5), поэтому

i! !! на них у с т ан о вл е н! с и г н ал ы О . В процессе и е р ем е !ч е н и я э э г р уж енно го элеватора на одно и вы ход о в бл о к а

11 присутствует сигнал, отличный от нуля и пропорциональный рациональной скорости спуско-подъема. В ходе спуска бурильной колонны на второй адресный вход А2 сдвоенного мультиплексора 40 поступает сигнал "О" с второго входа блока ll (вторая строка таблицы), второй выход (выход Х) подключается к второму информационному входу Х2 и на втором выходе блока ll устанавливается сигнал, пропорциональный г, 1!д !4 на первьгх выходах сдвоенного мультиплексора 40 и блока 11 установлены нулевые сигналы, так как шестой информационный вход У2 соединен с общим проводом блока 11. В ходе подъема колонны на втором адресном входе

А2 установлен сигнал "1" (четвертая строка таблицы), первый выход (выход У) сдвоенного мультиплексора 40 подключается к восьмому информационному входу У4 и на первом выходе блока 11 устанавливается сигнал, про. порциональный чс,4, а на втором выходе блока 11 — нулевой, так как четвертый информационный вход Х4 сдвоенного мультиплексора 40 имеет нулевой потенциал (соединен с общим проводом блока ll), Сигналы, пропорциональные v или т!,4 с первого и второго выхо" дов блока 11 непрерывно в течение всего времени работы устройства поступают на одноименные входы блока

12 оптимизации скорости.

Задатчик 8 перехода к оптимизации при АВПД (фиг. 3) имеет вход, на который поступает сигнал с выхода блока 2 вычисления длины колонны, пропорциональный текущей длине колонны в скважине ..„, он подается на первый вход компаратора 28, на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 29 глубины "покрышки" зоны АВПД вЂ” L „< Сигнал 1.„ в процессе CITO изменяется в диапазоне

О < Ь 6 Ь к . Компаратор 28 проверяет выполнение неравенства (13) ск к, !!с!кс 4япд при выполнении которого на его выходе устанавливается сигнал логической "1", поступающий на первый вход (вход S) триггера 30, последний устанавливается и сигнал "1" поступает на выход задатчика 8, что свиде3!!

492030

15

-1 ДР— о п, 1 808,Ч 6t 32в23 1. к э q 1 0 00555 Т (15) LI + 1)э

35

yi = (1„- d,)/и; г (17) 45

50 тельствует о внедрении скважины н зону "покрышки" пластов с АВПД или разбуринании самих зон с аномально высокими пластовыми давлениями. Если глубина скважины не достигла 1.д „ то на выходе задатчика 8 присутствует "0". 0 выполнении условия (13) бурильщика информирует световое табло "АВПД" сигнализатора 16 опасных интервалов, на второй вход которого поступает сигнал с выхода эадатчика 8 (фиг,, 1).

Сигнал с выхода эадатчика 8 поступает также на тринадцатый вход блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям (фиг. 1,7). С учетом уровня этого сигнала по совокупности сигналов на первом входе с блока 2 вычисления где 1. — эквивалентная длина буk,Q рильной колонны: длина бурильной колонны без

УБТ, м; эквивалентная длина УБТ, которая вычисляется по формуле Мовсумова А,А,:

D — d„2 D1 (Н ) м! (16) Ч

Ч (— коэффициент перекрытия сечения 40 скважины, определяемый по формуле:

3 — доверительный интервал ц Р„, принимаемый равным 0,14 МПа„

Доп стимая скорость спуска бурильного инструмента в скважину определяется по формуле ч,„= дР (D — dÄ)/33 L„., м/с ° (18) Работа блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям основана на реализации законов (14) и (18)„

На второй — шестой входы блока 7 (фиг. 1,7) . с задатчика 17 конструкдлины колонны, пропорциона ьного 1, k на нтором — шестом входах с эадатчика 17, на седьмом — десятом входах с задатчика !Я, на одиннадцатом и двенадцатом входах с задатчика 19 и IIa четырнадцатом входе с блока 20 вычисления ГНС блоком 7 вычисляется допустимая скорость спуско-подьема по гидродинамическим условиям в скна жине. Многочисленными исследонаниями установлена сильная зависимость возникающих в скважине гидродинамических давлений Д P от скорости выполнения СПО, чем и обусловлива— ся необходимость ограничения скоростных режимон спуско-подъема °

Вычисление допустимой скорости подъема бурильной колонны произнодится н устройстве по формуле тинных параметров колонны и скважины поступант сигналы, пропорциональные:

d „ — на второй вход, 1> — на третий вход, с!> — на четвертый вход, 1> на пятый нход, с! — на шестой вход; сигналы d, D, с!, d > поступант на объединенныо первый и второй входы умножителей 69 — 72 соответственно, на выходах последних формируются сигналы, пропорциональные Й, D г

2 2 2

d „,,d „. Сигнал d„ с выхода умножителя 6, поступает на первый вход (неиннертирующий) элемента 75 вычитания, на второй вход (иннертируящий) которп о поступает сигнал d с выхода г г умножителя 72, а сигнал (с1д — с1н), снимаемый с выхода элемента 75 вычитания, подается на второй вход делителя 79, на первом входе которого

2 установлен сигнал D, снимаемый с выхода умножителя 70 На выходе делителя 79 формируется сигнал, пропорциональный (по формуле 17), последний подается на первый нход умножителя 67 и вход элемента 82 возведения в степень, на выходе которого формируется сигнал 4, подаваемый на второй вход умножителя 65. На первый — седьмой входы узла 89 вычисления эквивалентной длины (фиг. 7,8) подаются сигналы cooòнетственно:

2 2 с выхода умножителя ° 69 D — с

Ч

Ф выхода умножителя 70, и „вЂ” с выхода умножителя 71, 1 — фактической дли1492030 ны У1>1 в буриль>гои к<>логи<е — с выхода мультиплексора 85, с1 „— с нтс>рого входа блока 7, D — с третьего вхсла блока 7 и с1 — с четвертого входа

Ч 5 блока 7. Па первые входы (неинвертирую>>!Ие) элементов 90 и 91 вычитания с втор<>го входа узла 89 поступает т сигнал D, а на первые входы (неинвертирующие) элементов 92 и 93 вычитания — с щестого входа — П. Па вторые входы (инвентирующие) э.тементов

90-93 вычитания с первого, третьего, пятого и седьмого входов узла 89 по 2 2 даются сигналы с1, с1 „, d „, с1 l cooT ветственно, так что на их выходах формируют с я си гнал ы, и ропор ционал ьные разностям D — с1,, D — сl„, D — с1н, 2

D — dIl соответствен><о, Последние подаются: на первый вход делителя 94, второй вход делителя 94 и второй выход узла 89, первый вход делителя

95, второй вход делителя 95. На выходах делителей 94 и 95 формируются сигналы, п1>опорциональ><>>е (D — с1„) /(D — с1„) и (D — с1 „) / (D с1„), подаваемые соответственно на объединенные первый и второй входы умножи.еля 97 и первый вход умножителя

96, на второй вход которого подается сигнал 1. с четвертого входа узла

89. Па первый и второй вход>! умножителя 98 поступают сигналы с выходов соответственно умножителей 97 и 96.

Па выходе умножителя 98 формируется сигнал, пропорциональный 1 ч по (16), поступающий на первый выход узла 89.

Сигнал 1 подается на второй вход сумматора 63 (фиг. 7), где сум40 мируется с еигналом 1, поступающим с выхода элемента 74 вычитания на его первый вход Функцию вычисления

< осуществляет элемент 74 вычитания путем вычитания сигнала, пропорционального длине УБТ 1 в текущий

> момент времени, который подается с выхода мультиплексора 85 на второй вход (инвертирующий) элемента 74, из сигнала, пропорционального полной длине бурильной колонны в скважине Ек, который подается на первый (неинвертирую<

ЦАП 62, на вход которого с выхода преобразователя 61 кода поступает сигнал 1.н< 1 в двоичном коде, получаемый из сигнала 1.>,(2J«>)> поступакщег<> на первь>й вход блока 7 с выхода блока ? вычислениЯ Дли>п колонны и подается на первый информационный вход Х?. мультиплексора 85 и первый вход компаратора 86, на втором входе которого и втором информационном входе Хl мультиплексора 85 постоянно присутствует сигнал с пятого входа блока 7, пропорциональный 1 . Коми аратор 86 и ро веряе т выполнейие условия 1.„ 1,1 и своим вь<ходным сигналом, подаваемым на первый адресный вход Аl мультиплексора 85, управляет работой последнего. В случае выполнения условия (вся колонна состоит только из УБТ) сигнал "1" с выхода компаратора 86 подается на первый адресный вход Al мультиплексора 85 (вторая строка табл. 1), который подклн.чает свой выход к первому информационному входу Х2, при этом на выходе мультиплексора 85, а значит и на втором входе элемента 74 вычитания и четвертом входе узла 89, установится сигнал, пропорциональный

1 = 1. . В случае невыполнения условия (все УБТ находятся в скважине, кроме них в бурильную колонну входят и бурильные трубы) сигнал «О с выхода компаратора 86 подключает выход мультиплексора 85 (первая строка таблицы) к второму информационному входу Хl при этом на выходе мультиплексора 85 устанавливается сигнал, пропорциональный 1 = 1> . Сигнал с выхода сумматора 63, пропорциональный L < > по формуле (15), поступает на первые входы умножителей 66 и 64, на второй вход последнего подается сигнал 32 23 Â с выхода элемента 81 вычисления экспон !òû, на вход которого поступает сигнал, пропорциональный Т, с одиннадцатого входа блока 7, Сигнал с выхода умножителя 64 поступает на первый вход умножителя 65, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный величине 32 23 I. з Ч

> подаваемый на второй вход делителя

77, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный величине (ЬР ), снимаемый с выхода элемента 76 вычитания, на первые и второй (инвертирующий) входы последнего поступают сигналы с первого выхода (выход Х) сдвоенного мультиплексора

84, пропорциональные Л Рд, сигнал с> с задатчика 87 доверительного интер! 5

1492030

10 l5

25 величине нана соответственно, Сигнал с. выхода депитепя 77 подается на »торой вход (инвертирунщий) элемента 73 вычитания, на tlpp»bIA вход ко торогo подается сигнал с задатчика 88 уровня напряжения "1". На выходе элемента

73 нл читания сигнал пропорционален который подается на вход элемента

83 логарифмиронания. Сигнал с выхода элемента 83 погарифмиронания, пропорциональный величине (-1п А/1, 808) подается на первый вход делителя 78, на второй вход которого подается сигнал .!з 0 t с выхода умножитепя 67, на второй вход последнего сигнал, пропорциональный текущему значению

СНС 0<, поступает с блока 20 вычиспения СНС через четырнадцатый вход блока 7. С выхода делителя 78 сигнал, пропорциональный допустимой скорости подъема ч „ „ по (14), поступает на первый выход блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям.

Сигнал, пропорциональный 1.„ э с выхода умножитепя 66 на второй

) вход которого поступает сигнал с второго выхода задатчика 19 параметров промывочной жидкости через двенадцатый вход блока 7, подается на первый вход делителя 80, на второй вход которого подается сигнал (D—

2

) с второго выхода узла 89 вычисН пения эквивалентной длины, На выходе делителя 80 формируется сигнал, пропорциональный (D — д„)/33 I.>,э g

2 поступающий на первый вход умножителя 68, на второй вход которого поступает сигнал !!,Р с второго выхода (выход У) сдвоенного мультиплексора

84. Сигнал с выхода умножителя 68, пропорциональный допустимой скорости спуска ч,, (18), поступает на второй выход блока 7.

С выхода задатчика 18 допустимых гидродинамических давлений (фиг. 1) на входы блока 7 (фиг. 1,7) поступают следующие сигналы: Ь Р„ „ — на седьмой вход, Р„ АвпА — на восьмой вход, !1Рс„ — на девЯтый вхоД, 5Р< 4>пД вЂ” на десятый вход которые подаются соответственно на перный (вход Х1), второй (вход Х2), пятый (вход У1) и шестой (нход Y2) инфор30

55 мационные»ходы сдвоенного мупьтиппексора 84, работой которого упранпяет сигнал, иоступаюший на его пе!эный адресный »ход Аl с »ыхода задатчика 8 перехода к оптимизации при

АВ!1Д через тринадцатый вход блока 7.

При нормальных условиях проводки скважины на входе А1 — "0" (первая строка таблицы), выходы сд»оенного мультиплексора 84 подкпючены к первому и пятому информационным входам (Х l и Yl ), поэтому на пер»с и выходе (ныход Х) устанавливается сигнал Р„н, а на втором выходе (выход Y)—

ЬР н . При вскрытии ппастон с АБПД на входе Al устанавливается сигнал

1 (вторая строка табпицы), что приводит к подключении ныходо» сдвоенного мультиплексора 84 к второму и шестому информационным входам (Х2 и 72), поэтому на его первом и втором выходах устанавливаются сигналы соответственно Ь!э„ ья А и

1 Р А н . Таким образом, бпок 7 автоматически переходит от ничиспения допустимой скорости по гидродинамике в нормальных условиях проводки скважины к вычислению допустимой скорости СПО н условиях вскрываемых ипи вскрытых зон АВПД.

Сигнал, пропорциональный текущему значению СНС 8, поступает на четырнадцатый вход блока 7 с выхода блока

20 вычисления СНС, который по каждой поднимаемой свече вырабатывает сигнал и = (t np, ), где "-, — время простоя промывочной жидкости перед подъемом i-й свечи. Последнее вычисляется бпоком 6 вычисления времени простоя (фиг. 1 и 11) по совокупности сигналов, поступающих на его первый и второй входы с выхода блока 2 вычиспения дпины копонны и второго выхода эадатчика 5 направления СПО соответственно.

После завершения очередного допбпения на первый вход блока б нычиспения времени простоя (фиг. 11) п,эдаетсЯ сигнал I,„ = 1.с„б о бпока 2, он поступает на вход преобра-,оватепя 137 кода, на выходе которого формируется сигнал 1. к !2! = !.с „.а <2 » двоичном коде, подаваемый на первый вход элемента 139 запоминания и вторые входы компараторов 135 и 136, Так как на первом входе компаратора 135 постоянно установлен сигнал

1I н

О, то он проверяет выполнение ус—

3 7

1492030 лония 1. „= О, при выполнении которогп на его выходе устанавливается "1".

11 4! иначе О . После окончания бурения

I.„= I., „4 О сигнал 0 подается с выхода комп аратора 1 35 на первый

5 вход (вход К) триггера 134 и выход элемента HE 141 с выхода последнего сигнал "1" поступает на второй вход (нход Л) триггера 134. После завершения предподъемной промывки скважины бурильщик нажимает кнопку 33

"Подъем" (фиг. 4) на задатчике 5 направления ГПО, сигнал "1" с второго выхода последнего поступает через второй вход блока б на третий вход (нход Г) триггера 134, по переднему фронту этого сигнала триггер 134 устанавливается, сигнал "1" с егo выхо— да поступает на вход таймера 132 и запускает последний. Г выхода таймера 132 н течение всего времени подъема бурильной колонны из скважины на второй вход (нход разрешения записи) элемента 139 запоминания, первый вход (вход "+1") счетчика 133 и вход делителя 138 частоты поступает последовательность единичных импульсов длительностью 5-10 мкс с периодом Т, 2 = 5 с (Г, — — 1/Т 1 = 0,2 Гц 30

С выхода делителя 138 час I оты импульсы длительностью 5-10 мкс с периодом

Т б = 60 с = 1 мин поступают на первый вход элемента И 143. По каждому единичному импульсу, поступающему на второй вход элемента 139 запоминания, запоминается текущая длина колонны.

Сигнал, пропорциональный 1.„ (л

0,1,2,3,... — номер импульса, генерируемого таймером 132 с момента его

40 включения) с выхода таймера 132 подается на первый вход компаратора

136, последний проверяет условие

?. = I.„ в каждом промежутке нреме Н ни Т, = 5, с, те. выясняет, переме45 щается ли талевый блок буровой установки или нет, другими словами, перемешивается ли промывочная жидкость в скважине или находится в состоянии покоя. В случае выполнения условия (простой) сигнал I устанавливается на третьем выходе компаратора 136 (выход = ) и подается на второй вход И 143, в случае невыполнения условия (колонна перемещается в скважине) сигнал "1" появляется либо на первом выходе (ныход "("), либо на втором выходе (выход ) ) компаратора 136, который подается на первый либо второй входы элемента ИЛИ 142, а с выхода последнего — на второй вход (вход R) счетчика 133.

После остановки циркуляции промывочной жидкости и нажатия бурильщиком кнопки 33 "Подъем" бурильная колонна и промывочная жидкость в скважине находятся н состоянии покоя до момента начала подъема первой свечи в течение некоторого времени это время вычисляется блоком 6. Так как колонна неподвижна, то "1 присутствует на третьем выходе компаратора 136 и втором входе элемента

И 143. Импульсы с выхода таймера 132 поступают с частотой 0,2 Гц на счетный вход счетчика 133 и суммируются н нем, на выходе счетчика 133, соединенном с первым входом элемента 140 запоминания, сигнал, пропорциональный времени простоя, возрастает по величине, По истечению времени Т„ я =

1 мин с начала простоя импульс с выхода элемента И 143 поступает на второй вход (вход разрешения записи) элемента 140 запоминания и в последнем запоминается двоичное число, пропорциональное tnt p . Между тем, сигнал на выходе счетчика 133 продолжает возрастать по неличине и через каждую минуту простоя содержимое элемента 140 зацоминания обновляется, возрастающий но времени сигнал, пропорциональный t „ p поступает с выхода элемента 140 запоминания на выход блока б. В момент страгивания бурильной колонны с места (начало

I-ão цикла подъема) I. начинает изменяться во времени, на третьем выходе (выход = ) компа - -ора появляется О, который запрещает дальнейшую зались информации в элемент

140 запоминания и на выходе последнего сигнал t д д сохраняется до начала следующего простоя, последующего за завершением подъема 1-й свечи. Первый сигнал "1" с первого ныхода компаратора 136 поступает на второй вход (вход R) счетчика 133 и обнуляет его выход. Обнуление счетчика 133 затем будет производиться в течение всего времени подъема 1-й свечи. После постановки бурильной колонны на клинья начинают выполняться вспомогательные работы 1-го цикла, промывочная жидкость в скважине приходит н состояние покоя, начинается

Сигнал 1.к не изменяется по ве1492030

/ О ем вида

e = f(t„) =A+ B 1g(t ), IIa, (19) 50 где — время простоя промывочной жидкости, мин. А =8,, В = 6(о — 9, коэффициенты, Па, легко определяемыепо измеренным значениям СНС с), и 8 (Работа блока 20 основана на вычислении 6 по закону ()9). личине, поэтому "1" устанавливается на третьем выходе (выход "= ) компаратора 136, Счетчик 133 начинает вновь суммирование импульсов, поступающих на его первый вход ("+1").

Каждую минуту информация с выхода счетчика )33 считывается и фиксируется н элементе 140 запоминания, на выходе блока 6 формируется сигнал )p н двоичной форме, пропорциональный времени простоя жидкости в

1-м цикле. Аналогично блок 6 работает в любом i-м цикле подъема, ня его выходе формируется сигнал пр. -( пропорциональный времени простоя жидкости и этом цикле. В момент из— влечения из скважины последней свечи формула (8) на второй вход компаратора 135 поступает сигнал I, 1, =. О, 2р при этом на его выходе появляется

"1", которая поступает на первый вход (нход R) триггера 134 и обнуляет его выход, что приводит к остановке таймера 132 и прекращению работы всех других элементов блока 6, Сигнал "011 устанавливается на втором входе (вход D) триггера 134, Блок б вступит в работу лишь в начале следующего периода подъема бурильной колонны 3р и э ск в ажины.

В начальный момент i-ro цикла подъема на третий вход блока ?О вычисления СНС (фиг. 12) поступает сигнал г, . 1 . пропорциональный времени простоя промывочной жидкости в скважине после завершения подъема предьщутцей (i-1)-й свечи. Этот сигнал поступает на вход ЦАП 144, а с его выхода сигнал t „,, н аналоговой форме подается на вход элемента 145 логарифмирования.

Обработка экспериментального материала позволила сделать вывод о том, что наиболее точно (с погрешностью 45 менее 5-7Х) данные экспериментов по выявлению зависимости СНС промывочной жидкости от времени нахождения ее в покое описываются ныражениС выхода элемента 145 лт>гярифмирования сигнал, пропорциональный величине 18(т.„,, ), подается на второй информационный вход Х2 мультиплексора 146 и первый вход компярятора 147, ня втором входе которого установлен сигнал 10 . Компяратор

147 проверяет нь(полнение условия

1g(t „р,,) †О. Если это условие выполняется, то сигнал "1" с первого или второго выхода компаряторя 147 подается на первый или второй входы элемента ИЛИ 151, а с выхода послед11 I I него сигнал 1 поступает ня первый адресный вход A) мультиплексора 146 (вторая строка таблицы), который подключает свой выход к второму информационному входу Х2 и ня перный вход умножителя 148 с выхода мультиплексора 146 подается сигнал, пропорциональный 1g(t „ ;, ). В случае невыполнения условия (18(t((, ()с. О, т.e. (t np. c 1 >« ) ня входе Аl мультиплексора 146 установлен сигнал "01 (первая строка таблиць().

Сигнал 011 с первого информационного входа X) мультиплексора 146 поступает на первый вхо 1 умножителя

148, На второй вход умножителя 148 с выхода элемента )50 вычитания поступает сигнал, пропорционяпьнь(й величине коэффициента В =- 8 „, — 01, последний формируется из сигналов

8(11 и 61, поступающих ня второй и пернь1й (иннертируюц1ий) входы соответственно элемента 150 вычитания через второй и первый входы блокя 20 с четвертого и третьего соответственно выходов задатчикя 19 пярамет. ров промь(ночной жидкости (фиг. 1).

Сигнал 9, подается также на второй вход сумматора 149, на (ерный вход которого поступает сигнал В

II 1g(t „,) с выхода умножителя 148.

С выхода сумматора 149 сигнал, пропорциональный В, подается ня выход блока ?0 ° Таким сбрязом, на гыходе блока 20 всетдя присутствует сигнал, пропорциональный истинному эня1(ени(1

СНС промывочной жидкости н скважине

С учетом изменения величины

1 этого параметра н зависимости от времени простоя промывочной жидкости н каждом т.-м цикле подъема бурильной колонны.

В процессе СПО на первый — шестой входы блока 12 оптимизации скорости (фиг. 1,9) поступают r нь(ходов сооТ4l

1492030

45 ветственно блока 11 вычисления рациональной скорогти, блока 7 вычисления скорости по гидродинямическим условиям и зядятчика 9 опасных интер5 валов следующие сигналы: v — ня и. pi1 ц первый вход, V, „ — ня второй вход, и г на тре "ий "х"д с г четвертый вход, v „on на пятый вход и ч о„ вЂ” ня шестой вход. Причем в зависимости от направления процесса ГПΠ— подъем или спуск, ня первый или второй входы блока 12 подается только один из сигналов п ра ц или о ц, дРУ ой имеет нУ- 15 левой уровень. Гигналы v u

n. on c. o rl имеют уровень, соответствующий мяк— симально возможной скорости спускоподъема, равной 2,5 м/с, всегда, когда 1.к не попадает во введенные в зядатчик 9 опасные интервалы скважины (фиг. 17). Если текущая длина колонны I. попадает ня один из опасных интервалов е (е = 1,2 3,...), то с первого и второго выходов за- 25 датчика 9 на пятый и шестой входы блока 12 подаются сигналы, пропорциональные заданным скоростям подъема и спуска на этом интервале vn п.on.e и vc on е . Одновременно появляется

30 сигнал на третьем выходе задатчика

9, поступающий на первый вход сигнализатора 16 опасных интервалов, что сопровождается включением светового табло "Опасный интервал и звуковым сигналом, последние снимаются, после

35 прохождения низом колонны опасного интервала скважины, Блок J2 (фиг. 9) производит анализ величин поступающих ня его вхоЭ 40 ды допустимых по различным технологическим условиям скоростей и передает на свой выход минимальную из них, последняя является для данного момента СПО оптимальной скоростью максимально возможной скоростью при действующей совокупности ограничений. функцию оптимизации скорости подъема и спуска выполняют соответственно: узел 99 оптимизации скорости подъема и узел 100 оптимизации

50 скорости спуска (фиг ° 9) .

В ходе подъема бурильной колонны на первый — третий входы узла 99 поступают сигналы т . .., i „ „ и V и 0" 55 соответственно. Сигнал v „ подается с второго входа узла 99 на первые входы компараторя 101 и мультиплексора 103 (инф. вход Xl), я сигнал подается с третьего входа узла 99 ня вторые входы компярятора

101 и мультиплексора 103 (вход Х2).

Компярятор 101 проверяет выполнение условия v „, ) vп „, если условие выполняется, то сигнал l с выходя компаратора 101 подается на третий вход (адр, вход А1) мультиплексора

)03, при этом на выход мультиплексора 103 поступает сигнал нп „ с второго входа (вход Х2). Если условие ч пг о v Ä on не выполняется, то на третьем входе (вход A l ) мультиплексора 103 появляется сигнал "0", что приводит к появлению на выходе сигнала v „„X l ) мультиплексора 103,. Т.е. на выходе мультиплексора 103 наличествует меньший из сравниваемых сигналов чп г или vn on который и подается на первые входы компяраторя 102 и мультиплексора 104 (инф. вход Xl). На вторые входы компаратора 102 и мультиплексора 104 (вход Х2) подается сигнал v „ с первого входа узла 99.

Пусть, например, с выхода мультиплексора 103 поступил сигнал ч„, тогда компяратор 102 проверяет выполнение условия v n г > " Г" 1 омпара тор 102 и мультиплексор 104 работают аналогично компаратору 101 и мульти1 плек сору 103. Ня выходе муль типлек сора 104 формируется сигнал, пропорциональный минимальной из сравниваемих скоростей, например v „ г, который поступает на выход узла 99 и первый выход блока 1 2 — v и опт = v „г

В ходе спуска бурильной колонны аналогично работает узел 100 оптимизации скорости спуска. Си :ал vc

I с выхода последнего поступает на вто— рой выход блока 12. В ходе спуска сигнал имеется только на втором выходе блока 12, и при подъеме только на первом выходе, другой выход обнуляется.

Сигнал, пропорциональный оптимальной скорости спуско-подъема, подается (фиг. 1) с первого и второго выходов блока 12 оптимизации скорости на одноименные входы указателя 15 скорости талевого блока, на третий вход которого поступает сигнал с выхода блока 3 вычисления фактической скорости спуско-подъема. Обе скорости индицируются на указателе 15, что дает возможность бурильщику сравнивать их и, воздействуя на органы

1 492030

-» 4

1 В»

Я = — 1п — — — — — v -0,35 S м; м «» КМ + ст (21) 40 где S — путь, который должен пройти замок колонны от момента отключения двигателей до входа в зону ключа АКБ, м; S — то же, для отключения ШПМ, м; i — кратность талевой системы; R — средний радиус навивки каната на барабан лебедки, м;

v „ — установившаяся скорость подъема загруженного талевого блока, м/с; I„ — момент инерции привода, тум;с ; 1 в в — то же, для баz рабанного вала лебедки, т:м..с о, В,, К, С вЂ” коэффициенты;

50

55 (22) статический момент нагрузки на валу лебедки, т м т — КПД талевой системы. управления подъемной и тормозной систем установки, поддерживать оптимальный режим спуско-подъема, для чего необходимо реализовать условие

v и „, . При v v „»- ухудшаются технико-экономические показатели по

СПО, а режим при v ъ ч " является потенциально аварийным, а поэтому недопустимым, в этом режиме указаТелем 15 формируется звуковой сигнал.

Сигнал с первого выхода блока 12, пропорциональный 7п опт, подается на второй вход блока 13 вычисления оптимальных положений таленого блока (фиг. 1), на первый вход которого поступает сигнал 11о с выхода ДВ4, По совокупности входных сигналов блок 13 вычисляет оптимальные положения талевого блока, н которых необходимо производить отключения приводного двигателя, буровой лебедки и оперативной ШПМ в конце подъема бурильной колонны на длину свечи, чтобы загруженный талевый блок остановился в положении, обеспечивающем нормальную работу ключа АКБ при развинчивании нижнего замкового соединения поднятой свечи. Для ведения процесса остановки загруженного талевого 30

t блока в оптимальном режиме двигатель и

UlIlM буровой лебедки необходимо отключать в следующих положениях

0 37 т (I np + 1 s.t») v s. ).и

R M - () 35

Момент инерции бараба» »»< го нала есть величина постоянная, а момент инерции привода меняется с переходом от одной скорости подъема к другой, т.е, Iпр= F(v„), например, для установок урал»»аи-3Л и Уралмаш-ЧЭ

Тв = 0,15 т ° м ° с; Т пр = 2,5; 1,7;

О,» 0; 0,30; 0,15 т ° мыс для 1, II, III, IV t» V скоростей подъема соответственно. Работа блока 13 основана на реализации зависимостей (20) (22) .

Сигнал Нс подается с первого входа блока 13 на второй вход сумматора

105 (фиг. 10), на перный вход которого подается сигнал, пропорциональный QT с задатчика 121 веса подвижной части таленой системы Коэффи»»иенты усиления по входам сумматора

105 подобраны таким образом, что на его выходе формируется сигнал, пропорциональный М с (формула 22), который подается на первый нхоц сумматора 10» и второй вход целителя 108, на перньп» вход последнего подается сигнал с выхода задатчика 122 конструктивного коэффициента таленой системы, пропорционального К „ т =

0,37 i /R. На выходе делителя

108 формируется сигнал К „т /М„, который подается на первый вход умножителя 110, на второй нхоц последнего поступает сигнал, пропорциональный » „„,. с в»»хода умножителя 112, на объединенные первый и второй входы которого поступает сигнал

v „ ппт через второй вход блока 13 с первого выхода блока 12. Сигнал

К к т > п,п /М ст с выхода умножи теля 110 поступает на первый вход умножителя 111, на второй вход которого поступает сигнал I пп I с выхода сумматора 107, полученный из сигналов I „р и I ь, пост лающих на его первый »» второй входы с выходов соответственно коммутатора 131 и задатчика 124 момента инерции барабанного вала, На коммутируемые входы 1,3,5,7 и 9 коммутатора !31 поступают сигналы с задатчикон 125129 соответственно, пропорциональные 1пр t 1пр tt s прttt » р tv ..

I „ . На пять четных входов управлейия коммутатора 131 поступают сигналы с выходов селекторов 115-119 амплитудных соответственно, на третьи входы которых подается сигнал

U> =. vtt.ttпт с второго входа блока

l 492030

45

l 3. На первый и второй входы каждого селектора подаются сигналы 11 и

I с выходов делителя 130 напряжения резистивного, последний запитывается опорным напряжением Uo поступающим на его вход с выхода формирователя 120 опорного напряжения °

Опорное напряжение пропорционально максимально возможной скорости подъема т е. U „„= v „ «.

Резисторы делителя 130 R — Rv подобраны таким образом, чтобы напряжения в точках Т-IV были пропорциональны скоростям подъема на I-IV передаче коробки скоростей привода лебедки, т е. ll -- vz, 11 v„

1JII! vn rtI3 Ufv v n Ix

Сигнал Uo = 0 с первого выхода делителя 130 поступает на первый вход 20 селектора 115, U < с второго выхода на второй вход селектора 115 и первый вход селектора 116, П с третьего выхода — на второй вход селектора 116 и первый вход селектора 117, 25

Ц с четвертого выхода — на второй вход селектора 117 и первый вход селектора 118, П г — с пятого выхода— на второй вход селектора 118 и первый вход селектора 119, UzÄ вЂ” с mec того выхода — на второй вход селектора 119. Пусть вычисленная ч„ „„, такова, что и„, с v v тогИ (I п On h. Ill да П . ц . U и для селектора 117 выполняется условие 11, - 1.. 1J что

2 35 приводит к установке на его выходе и II сигнала 1 и подключению выхода коммутатора 131 к пятому входу, на выходе коммутатора 131 устанавливается сигнал I „= I „, . Аналогично работает коммутатор 131 при других значениях v „ о г аопг

На выходе умножителя 111 формируется сигнал, пропорциональный S (формула 20), который подается на второй вход (инвертируищий) элемента 113 вычитания и на второй выход блока 13.

На второй вход сумматора 106 поступает сигнал с задатчика 123 конструктивного козЛ ;.ициента ШПМ С, что

50 приводит к появлении на выходе сумматора 106 сигна: а, пропорционального величине К, М,, + Г, подаваемого на первый вход делителя 109, на второй вход которого поступает сигнал с второго входа блока 13. На выходе делителя 109 формируется сигнал, пропорциональн ш величине В

В|, но аот (К вЂ” Мст+ С), подаваемый на вход элемента 1 14 логарифмирования, а сигнал 1п В/ оС с выхода последнего — на первый вход элемента

113 вычитания. С выхода элемента 113 вычитания сигнал, пропорциональный

В (формула 21), подается на первый выход блока 13.

Сигналы S и S< с первого и второго выходов блока 13 (фиг. 1) подаится на одноименные входы указателя 14 положения талевого блока, на третий вход которого поступает сигнал о фактическом положении талевого блока S(t) с выхода ДПТБ 1. Все входные сигналы индицируится на указателе 14, что дает возможность бурильщику сравнивать их и, отключая в нужные моменты времени двигатели (S(c) = БА) и uaIM (S(c) = S „) и накладывая ленточный тормоз лебедки, реализовывать оптимальную остановку загруженного талевого блока беэ затрат времени на подгонку замка колонны в зону ключа АКБ, с минимумом физиологической работы при торможении и минимумом износа ленточного тормоза.

Предлагаемое устройство, в отличие от известного, позволяет производить оптимизацию скорости СПО с учетом допустимой скорости по гидродинамическим условиям в скважине, которая вычисляется в соответствии с текущим значением статического напряжения сдвига промывочной жидкости, изменяющимся от цикла подъема к циклу в зависимости от времени простоя бурового раствора в предыдущем цикле подъема. Адаптация вычисл.: ия допустимой скорости подъема по гидродинамическим условиям к изменению СНС промывочной жидкости в скважине, осуществляемая устройством по каждому циклу подъема бурильной колонны на длину свечи, позволяет уменьшить скорость подъема при увеличении времени простоя в предыдущем цикле подъема или, наоборот, увеличивать скорость подъема при сокращении времени простоя промывочной жидкости в скважине и тем самым исключать влияние процесса структурообразования, протекающего в буровом растворе, на величину гидродинамического давления, возникающего в скважине при подъеме бурильного инструмента, При таком адаптивном вычислении долуcTHMQH

1 i 92030 скорости подъема по гидродинамическим условиям при любом ритме СПО (при любых простоях в циклах подъема) величина гидродинамичес кого давления в скважине не превьпчает допустимого значения йР„. Этим обеспечивается исключение осложнений и аварий при выполнении СПО на скважинах с высоко )ормула из о брет ения

1,, Устройство оптимизации спускоподъемных операций в бурении, содержащее блок вычисления оптимальных положений, два выхода которого соединены с соответствующими входами указателя положения талевого блока, датчик перемещения талевого блока, два выхода которого соединены с соответствующими входами блока вычисления длины колонны и с третьим и четвертым входами указателя положения талевого блока, датчик веса на крюке, выход которого соединен с первыми входами блоков вычисления рациональной скорости и оптимальных положений, а также с третьим входом блока вычисления длины колонны, два выхода блока вычисления рациональной скорости соединены с соответствующими входами блока оптимизации скорости, выход блока вычисления длины колонны соединен с входами указателя длины колонны, задатчиков опасных интервалов и перехода к оптимизации при аномально высоком пластовом дав35

50

55 проницаемыми пластами и зонами с

АВПД и повышение надежности буровых работ вообще.

Кроме того, в случае слаженной работы членов буровой вахты на исправном и отлаженном спуско-подземном оборудовании буровой установки в ходе подъема бурильной колонны, когда время простоя скважины в каждом цикле не превышает 2-3 мин, адаптивное вычисление допустимой скорости подъе- 20 ма по гидродинамическим условиям, позволяет повысить производительность труда при СПО за счет увеличения скорости подъема колоннь1.

Осуществляемое блоком вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям более корректное определение эквивалентной длины колонны в скважине способствует увеличению точности определения допустимых скоростей спуско-подъема. ленин, а также к первому H (;)»ó блока вычисления допустимой г.к )рг)гти »о гидродинампчегким усло«иям, два выхода которого подключ< вы к третьеМу И ЧЕтВЕртОМу ВХОдаМ б)1Г)ха О»тИМИзации скорости, первый, второй и третий выходы задатчика o»Rc»blx интервалов соединены соответственно г «ятым и шестым входами блока оптим11зации скорости и с перв.,f! входом сиг»1лиэатора опасных интервалов, первый выход блока оптимизации скорости г е„динен с первым входом указателя скорости талевого блока и 1 торым «ходом блока Bû÷èñ)!pния оптимальных положений, второй выход блока опти )изации скорости соединен с соот«етствующим входом указателя скорости талевого блока, пять выходов -а, атчика конструктивных парал1етро 1 кг)и нны и скважины и четыре выхода задатчика допустимых гндродина)1»чеcK»)., давлений соединены соответственно с вторым — десятым входами блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, перв«@ и второй выходы задатчика пара !pT )oF, промывочной жидкости соединены с одиннадцатым р. двенна 1»атыл вход..ми блока вычисления допустил1ой скор с— fH »o гидродинамическим уел киям, выход задатчика пере):ода к оп) им .з..ции при аномально высоко..! л))а< тл— вом давлении соединен с вторым вхг— дом сигнализатора опасных и»терналов и с тринадцатым входом блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в,)або1e при выполнении спуско-подъемных операций на скважинах с высоко;1роницаемыми пластами и зонами с аномально высокими пластовыми давления,1и за счет увеличения точногти вычис.1 — ния допустимых скоростей с»уcKo подъема по гидродина ичегллл) у..пол»;— ям, устройство снабжено бчоком вычисления фактической скорости, 1а— датчиком направления спуско-под1,-:иной операции, блоком в;-,ÿè.-...1(:í»ÿ врс— мени простоя и блоком «ычисле»ия статического напряжения с, «ига, »f)» этом первый и второй выходы ц:1 »»!..;. перемещения талевого б-!п!,! -»)åäèí« .ы с соответствующими входам-, блоки вы— числения фактической сто-,)г)сти, дв» выхода которого подключены со,)т«г

I i{I2{> 3Р ственно к второму вх{{ду блока вычисJIpHH{{ рациональной скорости и третьему входу указателя скорости тяленого блока, третий и четвертый выходь{ за5 датчика параметров промывочной жидкости соединены с первым и вторым входами блока вычисления статического напряжения сдвига, ньгход которогс.

1 подключен к четырнадцатому входу 10 блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, причем первый вьгход задятчика направления спуско-подъемной операции соединен с четвертным входом блока вычисления длины колонны, выход которого подключен к первом, входу блока вычисления времени простоя, а второй выход задатчика направления спуско-подъемной операции соединен 20 с вторым входом блока вычисления времени простоя, выход которого подключен к третьему входу блока вычисления статического напряжения сдвига; 25

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления фактической скорости содержит реверсивньп{ двоичный счетчик, таймер, дна триггера, цифроаналоговый преобразователь, элемент задержки, элемент запоминания, четыре элемента И и дна элемента И31И, при этом выход первого триггера соединен с первым входом второго триггера, первыи выход которого подключен к пер35 вым входам первого и второго элементов И, а второй выход — к первым входам третьего и четвертого элементов

И, вьгходы первого и третьего элемен40 тов И соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходы второго и четвертого элементов И вЂ” с вторыми входами соответственно второго и первого

45 элементов ИЛИ, ныходы перного и второго элел{ентов ИЛИ вЂ” с соответствующими входами реверсивного двоичного счетчика, выход которого подключен к первому входу элемента запоминания, BbIxop, таймера соединен с нторым входом элемента запоминания и через элемент задержки — с вторым входом второго триггера и третьим входом реверсивного двоичного счетчика, выход элемента запо.{ин;{{{ия соединен с 55 входом цифроаналогового преобразователя, причем первый вход первого триггера и вторые нходь{ первого и третьего элемеHToB И являются первым входом б {oKà, второй вход пpð{{oãо триггера и вторые входы нторого и четвертого элементов И являются вторым входом блока, второй выход второго триггера — первым выходом блока, я вь{ход цифроанялогоного преобразователя — вторым выходом блока вычисления фактической скорости.

3, Устройство по и,. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления времени простоя содержит таймер, счетчик, триггер, два компараторя, преобразователь кода, делитель частоты, двя элемента запоминания, элемент НЕ, KIH и элемент И, при этом первый нход первого компаряторя соединен с общим проводом блока, выход первого элемента запоминания — с первым входом второго компаратора, первые дна выхода которого подключены к соответствующим входам элемента KIH выход преобразователя кода соединен с первым входом первого элемента запоминания и вторыми входами второго и первого компараторов, выход последнего непосредственно соединен с первым, а через элемент НŠ— с вторым входами триггера, нь{ход триггера через таймер соединен с первым входом счетчика, с нторь{м входом первого элемента запоминания и через делитель частоты — с первым входом элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с вторым нходом счетчика, выход которого подключен к первому входу второго элемента запоминания, третий выход второго компаратора соединен с вторым входом элемента И, выход,оторого подключен к второму входу второго элемента запоминания, причем вход преобразователя кода является первым входом блока, третий вход триггера вторым входом блока, а выход второго элемента запоминания — выходом блока вычисления времени простоя, 4„ Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления статического напряжения сдвига содержит цифроаналоговый преобразователь, элемент логарифмиронания, мультиплексор, компаратор, умножитель, сумматор, элемент вычитания и элемент ИЛИ, причем первый информационный вход мультиплексора соединен с общим проводом блока, выход цифроаналогового преобразователя через

1 492030 с 7 элемент логарифмирования — с первым входом компаратора и с вторым информационным входом мультиплексора, третий и четвертый входы которого подключены к общему проводу блока, второй вход компарятора соединен с общим проводом блока, первый и второй выходы компарятора — с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому адресному входу мультиплексора, выход мультиплексора, второй адресный вход которого соединен с общим проводом блока, подключен к первому Входу умножителя, выход элемента вычитания соединен с вторым входом умножителя, выход которого подключен к первому входу гуммятора, при этом первый вход элемента вычисления и второй вход yg сумматора являются первым входом блока, второй вход элемента вычисления — вторым входом блока, вход цифроаналогового преобразователя третьим входом блока, а выход сумма— тора — выходом блока вычисления статического напряжения сдвига.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч я ю щ е е с я тем, что блок вычигления рациональной скорости содержит элемент вьгчитания, сумматор, амплитудный селектор, делитель, компаратор, мультиплексор, сдвоенный мультиплексор и задатчики соответственно максимальной скорости спуска, веса подвижной части талевой системы, максимальной грузоподъемности, веса свечи, максимальной скорости подъема и мощности ня крюке, при этом первый информационный вход сдвоенного муль- 4О типлексоря соединен с общим проводом блока, выход задатчика максимальной скорости спуска соединен с первым входом элемента вьгчитания, выход которого подкггючен к второму информяци 45 онному входу сдвоенного мультиплеK сора, с третьего по седьмой информационные входы соединены с общим про— водом блока, выход задатчика мощности на крюке — с первым входом делите50 ля, выход которого подключен к первому информационному входу мультиплексора и первому входу компаратора, выход задатчика веса подвижной части талевой системы соединен с

55 первым входом сумматора, выход которого подключен к второму входу делителя, выход задатчика максимальной скорости подъема соединен с вторым входом компяряторя и втор11м 1ц1формационным входом мультип:1ексоря, третий и четвертый информационные входы которого соединены общим проводом блока, вь1ход компяряторя — c первым адресным входом муль гиплексора, второй адресный вход которого подключен к общему проводу блока, выход мультиплексора — с восьмым информационным входом сдвое11ного мультиплексора, выходы задятчиков максимальной грузоподъемности и веса свечи — соответственно с первым и вторым входлми ямплитудного селек— тора, выход которого подключен к первому адресному входу г.явленного мультиплексора, причем г.горые. входь1 элемента вычитания и -,уммяторя, я также третий вход амплитудного селектора являются первым входом 6.-10 ка, второй адресный вход сцвоегпгого муг1ьтиплексоря — вторым 11ходом 6JIo ка, а первый и второй выходы сдвоенного мультиплексора — соответствующимими выходами блока вычисления рациональной скорости. б,, Устройство по и 1, о т л и ч а ю m е е с я тем, что бло;. гь1числения допу тимой с npncT*1 по гидродинямическим условиям содержит преобразователь ходя, цифроя11ялогевый преобразователь, сумматор, девять умножителей, четыре элемег1тя г1ычитяния, четыре делителя, элемент вычисЛЕНИЯ ЭКСПОНЕНТЫ, ЭЛЕМЕНТ В->Зг;ЕДЗНИЯ в степень, элемент логарифмирования, задатчик доверительного интервлля, задатчик уровня напряжения 1". узе 1 вычисления эквивалентной дггины, мультипг ексор, сдвоенный мультиплексор и компаратор, JipH этом выход :3, .äàò÷èкя уровня напряжения "1 гîåJ;.пген с первым входом первого элемента ныч1;-. тания, выход которого подключен к входу элемента логярифмггг..овяния, выход преобразователя кодл через цифроаналоговый преобразователь согдинен

С Г1ЕРВЬГ1 ИНфОРМЯЦИОННЬПЧ В>.1IT Ì МУT,Üтиплексора, а также с первыми входя—

МИ КОМПаРЯгОРЯ И ВТОРОГО ЭЛЕМЕНта В1читания, выход которого полк 1ючен к первому входу гумматора, в1.1х<1д пер— вого умножителя — с первым входом второго умножителя, выход первого делителя — с вторым входом первого элемента вычитания, выхоп "Tiåìåíòà логарифмирования — с первьм входом второго делителя, вьгход сумматора

1 „с12< 30

25 мультиплексора и выход задатчика доверительного интервала соответственно с пе., вым и вторым входами четвертого элемента вычитания, выход которого подключен к первому входу первого делителя, выход элемента возведения в степень — с вторым входом второго умножителя, выход которого подключен к второму входу первого делителя, второй выход сдвоенного мультиплексора — с вторым входом пятого умножителя, выход компаратора — с первым адресным входом мультиплексора, второй адресный вход которого подключен к общему проводу блока, выход мультиплексора — с вторым входом второго элемента вычитания и четвертым входом узла вычисления эквивалентной длины, второй выход которого

40 с первыми входами первого и третьего умножителей, выход третьего делите— ля — с входом элемен га возведения н степень и с первым входом четвертого умножителя, выход которого подключен к второму входу второго делителя, выход третьего умножителя — с первым входом четвертого делителя, выход которого подключен к первому входу пятого умножителя, выход шестого умножителя — с первым входом узла вычисления эквивалентной длины, выход седьмого умножителя — с первым входом третьего делителя и вторым входом узла вычисления эквивалентной длины, первый выход которого подключен к второму входу сумматора, выход восьмого умножителя — с третьим входом узла вычисл ния эквивалентной длины и с первым входом третьего элемента вычитания, выход девятого умножителя — с вторым входом третьего элемента вычитания, выход которого подключен к второму входу третьего делителя, выход элемента вычисления экспоненты — с вторьи входом первого умножителя, первый выход сдвоенного подключен к второму входу четвертого делителя, причем вход преобразователя является первым входом блока, пятыи вход узла вычисления эквивалентной длины, а также первый и второй входы восьмого умножителя — вторым входом блока, шестой вход узла вычисления эквивалентной длины, а также первый и второй входы седьмого умножителя — третьим входом блока, седьмой вход узла вычисления эквивалентной длины, а также первый и второй входы шестого умножителя — четвертым входом блока, второй вход компаратора и второй информационный вход мультиплексора, третий и четвертый входы которого соединены с общим приводом блока, являются пятым входом блока, первый и второй входы девятого умножителя — шестым входом блока, первый и второй информационные входы сдвоенного мультиплексора, третий и четвертый информационные входы которого соединены с общим проводом блока, являются соответственно седьмым и восьмым входами блока, пятый и шестой информационные входы сдвоен" ного мультиплексора, седьмой и восьмой информационные входы которого соединены с общим проводом блока соответственно девятым и десятым входами блока, вход элемента вычисления экспоненты — одиннадцатым входом блока, второй вход третьего умножителя — двенадцатым входом блока, первый адресный вход сдвоенного мультиплексора, второй адресный вход которого соединен с общим проводом блока, является тринадцатым входом блока, второй вход четвертого умножителя — четырнадцатым вхо;-ом блока, а выходы второго делителя и пятого умножителя — соответственно первым и вторым выходами блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям °

)4920:30! 492030

1492030

1492030! 4920 5i)

rzl

puz11

uzfl ч/с

3,0

2,0

7,0

200 т

780 и

5с

14920 30

N >20

Q7uz 15

1 4 ) 2 0 ) () Z0

7,0

1бо

_#_0 7 с

7, 3 cnum

Редактор В. Бугренкова

Заказ 3845/34 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

0/С

ДО

80 7ZO

Qloz.16

5 ) 10 ) 15

)оп.цна, Хсп. не.

Ю /г 17

Составитель В, Шилов

Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска