Устройство контроля частоты вращения турбобура

 

Изобретение относится к технологии исследования скважин в процессе бурения и позволяет повысить точность определения частоты вращения вала турбобура. Порядок работы в устройстве обеспечивают четыре триггера 1,2,4 и 19, распределитель сигналов 3, генератор 5, два элемента И 6 и 7, а также счетчики 8,9 заданного минимального интервала осреднения. Фактический временной интервал осреднения фиксируются регистрами (Р) 10,11. За это время число импульсов с таходатчика фиксируются в Р 12-14 значащей части. Результат деления этих двух сигналов на выходе делителей 20-22 пропорционален частоте вращения турбобура, которая фиксируется Р 23-25 и через дешифратор поступает на индикатор. Для увеличения точности измерения и приведения в соответствие числа оборотов турбобура с числом импульсов таходатчика применяют Р 15-18 дополнительных младших нулевых разрядов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 2 " 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4490136/24-03 (22) 11.09.83 (46) 23.06.90. Бюл. 1Ф 23 (71) Южное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки (72) Ю,Б.Штейнман и Л,Ф.Крайзман (53) 622.24(088.8) (56) Грачев Ю.В. и Варламов В.П, Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. — N.:

Недра, 1968, с. 243. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЧАСТОТЫ

ВРАЩЕНИЯ ТУРБОБУРА (57) Изобретение относится к технологии исследования скважин в процессе бурения и позволяет повысить точность определения частоты вращения вала турбобура, Порядок работы в. Я0 ыл149 А1 устройстве обеспечивают четыре триггера 1, 2, 4 и 19, распределитель сигналов 3, генератор 5, два элемента И 6 и 7, а также счетчики 8, 9 заданного минимального интервала осреднения. Фактический временной интервал осреднения фиксируется регистрами (Р) 10, 11. За это время число импульсов с таходатчика фиксируется в P 12-14 значащей части. Результат деления этих двух сигналов на выходе делителей 20-22 пропорционален частоте вращения турбобура, которая фиксируется P 23-25 и через дешифратор поступает на индикатор. Для увеличения точности измерения и приведения в соответствие числа оборотов турбобура числом импульсов таходатчика применяют P 15-18 дополнительных младших нулевых разрядов. 1 ил.

1573149

Изобретение относится к технологическим исследованиям скважин в процессе бурения и может быть использовано для получения информации, полезной для прогноза состояния бурового оборудования и оптимизации режима бурения.

Целью изобретения является повышение точности определения частоты

Вращения вала турбобура.

На чертеже приведена функциональ1 ая схема устройства контроля часто ты вращения турбобура, Основной рлок — блок выделения фактического нтервала осреднения содержит первый риггер 1 выделения первой и последей метки фактического интервала ос1 еднения, второй триггер 2 выделения аданного минимального интервала оседнения, распределитель 3 сигналов, содержащий два двухвходовых элемента И, третий триггер 4 блокировки частоты считывания числа меток, геяератор 5 частоты считывания и секционных импульсов, два элемента

И 6 и 7, а также двухразрядные двоичйо-десятичные счетчики 8 и 9 заданиого минимального интервала осреднения. В устройство входят также регистры 10 и 11 фактического интервала усреднения, дополненный регистр чис,йа меток, содержащий регистры 12-14 значащей части, регистры 15-18 дополнительных младших нулевых разрядов и четвертый триггер 19 окончания вычитания, делители 20-22, а также регистры 23-25 частоты вращения турбобура.

В устройстве выход таходатчика (не показан) соединен с первым и вторым входами распределителя 3 сигнайов, а также с первыми входами ре1 истров 12-14 значащей части, первый выход распределителя 3 сигналов подключен к S-входу первого триггера 1, и прямой и инверсный выходы второго триггера 2 соединены с третьим и четвертым входами распределителя 3 сигналов, второй выход которого подключен к К-входам первого 1 и третьего 50

4 триггеров. Прямой выход первого триггера 1 и первый выход генератора

5 соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента

И 6, выход которого подключен к входам счетчиков 8 и 9 заданного минимального интервала осреднения и pei"èñòðoâ 10 и 11 фактического интервала осредения, Выходы счетчиков 8 и 9 и регистров 12-14 значащей части соединены с,R-входами соответственно второго 2 и четвертого 19 триггеров, а выходы регистров 10 и 11 фактического интервала осреднения с первыми входами делителей 20-22, Инверсный выход третьего 4 и прямой выход четвертого 19 триггеров, а также второй выход генератора 5 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго элемента И 7, выход которого подключен к вторым входам делителей 20-22 и к входам регистров 15-18 дополнительных младших нулевых разрядов, выход которого соединен с вторыми входами регистров 12-14 значащей части. Выходы делителей 20-22 через регистры 23-25 частоты вращения турбобура и дешифратор подключены к индикатору (не указан), Сущность изобретения состоит в том, что автоматически осуществляется усреднение числа оборотов за определенный интервал времени с учетом последнего приходящего тахоимпульса.

Полученное усредненное число оборотов турбобура может быть использовано для целей управления, поскольку отражает реальный процесс бурения, а не флуктуации в нем. Интервал усреднения выбирается, исходя из характера разреза скважины опытным путем. Необ-! ходимость усреднения, а не получения мгновенных отсчетов объясняется тем, что каждьгй конкретный отсчет может быть в значительной степени случаен, например, при прижатии или отрыве долота от забоя, т.е, каждое отдельное значение числа оборотов может не соответствовать ни плотности пород, проходимых в скважине, ни техническому состоянию долота или турбобура. Выбор интервала осреднения осуществляется, исходя из задаваемой разрешающей способности способа исследования, из строения скважины, из литологических характеристик пород и тогда измеренное усредненное число оборотов является реальным отражением режима бурения и технического состояния породоразрушающего инструмента.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все элементы устрочства устанавливаются в следующие положения: первый триггер 1, счетччки 8 и 9, регистры 10 и 11, 1573149 6

15 — 18, 12-14, 23-25 и делители 20-22 устанавливаются в нулевое состояние, Второй 2, третий 4 и четвертый 19 триггера устанавливаются в единичное состояние.

Цикл работы устройства начинается с приходом первой метки в виде положительного перепада напряжения с таходатчика. Каждая такая метка является сигналом о совершении турбогенератором стандартного числа оборотов

20. Цикл должен завершиться по истечении минимального стандартного интервала времени осреднения (100 c) с приходом очередной метки, принимаемой за последнюю, Первая метка через распределитель из сигналов поступает на S-вход первого триггера 1, устанавливая его в единичное состояние, после чего через первый элемент И 6 с первого выхода генератора 5 начинают поступать секундные импульсы на счетчики 8 и 9, заданного минимального интервала осреднения, и в регистры 10 и 11 фактического интервала осреднения.. Через 100 с счетчики 8 и 9, построенные на базе двоично-де. сятичных счетчиков, выдают импульс отрицательного перепада напряжения, поступающий на К-вход второго триггера 2. При этом второй триггер 2 изменяет свое состояние на нулевое, что, однако не приводит к изменению состояния первого триггера 1, потому что в отсутствие метки на его установочные входы с распределителя 3 сиг,налов поступают одинаковые положительные потенциалы, напряжения, т.е. регистры 10 и 11 продолжают счет секундных импульсов. С приходом очередной (принимаемой за последнюю) метки на R-вход первого триггера 1 поступает отрицательный перепад напряжения, переводящий его в нулевое состояние, при котором вентиль, первый элемент И.б прекращают поступление секундных импульсов в регистры

10 и 11 фактического интервала осреднения. Одновременно тот же отрицачкль ный перепад на R-входе третьего триггера 4 изменяет его состояние на нулевое и частота считывания (например

100 кГц) со второго выхода генератора 5 через второй элемент И 7 поступает на вычитающий вход регистров

12-19 числа меток и одновременно на вторые. входы делителей 20-22 ° Поступление считывающих импульсов на дели5

50 тели 20-22 продолжается до тех пор, пока полностью не вычитается содержи" мое регистров 15-18 и 12-14, В этом случае четвертый триггер 19 изменяет свое состояние на нулевое и запирает второй элемент И 7. Таким образом, на делители 20-22 поступает число импульсов, равное числу, записанному в значащей части регистров

12-14, умноженному на 10, где п

l1 число дополнительных младших разрядов (15- 18), На первые установочные входы делителей 20--22 подаются коды, соответствующие зафиксированным в регистрах 10 и 11 значениям фактических интервалов осреднения, Деление осуществляется следующим образом. Счетчики делителей 20 и 21 работают в режиме вычитания, поэтому из общего числа вычитающих импульсов N на выход приходит только m иHм п у л ь cс.оoвB, где m =

N где К вЂ” число, переданное из регистров 10 и 11 в делители 20-22, В схеме использовано четыре дополнительных младших разряда 15-18 регистров 12-18 числа меток, Два из них использованы для того, чтобы при делении поднять точность до 1Е, а два других (вместе со счетчиком 22) для умножения числа меток на 20, чтобы получить число оборотов, С делителей 20-22 число импульсов, соответствующее числу оборотов в секунду, осредненное за фактический интервал времени, поступает в регистры

23-25 частоты вращения турбобура, откуда подается через дешифратор на регистрацию или в систему управления.

Положительный эффект изобретения состоит в том, что за счет повышения оперативности удается своевременно влиять на режим бурения, а за счет повышения точности более качественно оценивать величину этого влияния, Наряду с измерением других буровых параметров это позволяет автоматизировать режим бурения, что может быть как технический эффект с точки зрения оптимальности бурения, так и экономический эффект, заключающийся в сокращении сроков и стоимости бурения, Формула изобретения

Устройство контроля частоты вращения турбобура, содержащее таходатчик и индикатор, о т л и ч а ю щ е1573149

Составитель В,Шилов

Техред JI.Ñåðä îêoâà Корректор N. Кучерявая

Редактор Г.Гербер

Заказ 1628 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 е с я тем, что, с целью повышения точности определения частоты вращения вала турбобура, устройство снабжеКо четырьмя триггерами, распредели.телем сигналов, генератором, двумя элементами И, счетчиком заданного минимального интервала осреднения, делителем, дешифратором, а также регистрами фактического интервала осреднения, значащей части, дополнительных младших и левых разрядов и частоты вращения,турбобура, при этом вы од таходатчика соединен с первым и вторым входами распределителя сигназ ов и с первым входом регистра значащей части, первый выход распределителя сигналов подключен к $-входу первого триггера, а прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с третьим и четвертым входами распределителя сигналов, второй выход которого подключен к R-входам первого и третьего триггеров, прямой выход первого триггера и первый выход генератора соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого подключен к входам счетчика заданного минимального интерва5 ла осреднения и регистра фактического интервала осреднения, выходы счетчика заданного минимального интервала осреднения и регистра значащей части соединены с R-входами второго и четвертого триггеров соответственно, а выход регистра фактического интервала осреднения — с первым входом делителя, инверсный выход третьего и прямой выход четвертого триггеров, а также второй выход генератора соединены с соответствующими входами второго элемента И, причем выход второго элемента И подключен к второму входу делителя и к входу регистра дополнительных младших нулевых разрядов, выход которого соединен с вторым входом регистра значащей части, а выход делителя через регистр частоты вращения турбобура и

25 дешифратор подключен к индикатору,