Устройство для измерения механической скорости бурения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

<11>876974

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2801.80 (21) 2875046/22-03 с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет—

Опубликовано 30,1081. Бюллетень М4о

Дата опубликования описания 3Q1081 (5!)м. к,.з

Е 21 В 45/00

Государственный комитет

СССР но деаам изобретений и открытий (53) УДК б22 ° 24. 082 (088.8) Б.Д. Денис, Б.С. Калужный, В.И. Наконечный и А.Д. Мартынчук

K (72) Авторы изобретения

Львовский ордена Ленина политехнический инстнвут.. »., (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ

СКОРОСТИ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к контролю и измерению параметров бурения на буровых установках нефтяной и газовой промышленности.

Известно устройство для измерения механической скорости бурения, состоящее из датчика подачи, регистра подачи, блока управления и логических вентилей f.1).

Недостатками указанного устройства являются большая погрешность из- мерений, вызванная выбором интервала усреднения, не исключающего время периодического расхаживания инструмента, которое определяется технологией 15 проводки скважин, а также отсутствие контроля факта за неверно. снятой информацией.

Наиболее близким к предлагаемому. по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения механической скорости буре ния, содержащее датчик подачи буро- вого инструмента датчик времени и 25 вторичную аппаратуру обработки информации (2).

Недостатками известного устройст ва являются низкая надежность из-за наличия элементов, реализующих one- . 30 рацию деления пути на время, низкая точность измерения, обусловленная ручным включением устройства после осуществления бурильщиком расхаживания инструмента.

Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик подачи бурового, инструмента, датчик времени, счетчик импульсов, счетчик времени, схему совпадения и триггер, введены датчик осевой нагрузки на долото, регистр индикации, компаратор и элемент задержки, при этом выход датчика осевой нагрузки на долото-подключен ко входу компаратора, выход которого подключен к одним входам схем совпадения, другие входы которых соответственно соединены с датчиком подачи бурового инструмента и датчиком времени, причем выход первой схемы совпадения соединен со входом счетчика импульсов, .к выходам которого подключен регистр индикации, а выход второй cxema совпадения через счетчик времени соединен с входом триггера, один из выходов которого соединен с разрешающим вхо876974

Формула изобретения

d0

65 дом регистра индикации, другой выход триггера через элемент задержки соединен с шинами установки в нулевое состояние счетчика импульсов, триггера и счетчика времени.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения механической скорости бурения.

Устройство содержит датчик 1 подачи бурового инструмента, датчик 2 осевой нагрузки на долото, компаратор

3, датчик 4 времени, схемы 5 и б совпадения, счетчик 7 импульсов, регистр

8 индикации, счетчик 9 времени, триггер 10 и элемент 11 задержки.

Датчик осевой нагрузки на долото через компаратор 3 подключен к входам схем 5 и б совпадений. K другим входам схемы 5 совпадения подключен датчик 1 подачи бурового инструмента, а схемы б совпадения — датчик 4 времени. Выход схемы 5 соединен с выхо-> дом счетчика 7 импульсов, выходы которого подключены к регистру 8 индикации,а выход схемы 6 через счетчик 9 времени — с входом триггера 10, один из выходов которого подключен к разрешающему входу регистра 8 индикации.

Другой выход триггера 10 через элемент 11 задержки соединен с шинами установки в нулевое состояние счетчика 7 импульсов, триггера 10 и счетчика 9 времени.

В основу функционирования предлагаемого устройства заложен метод измерения механической скорости бурения в соответствии с уравнением ьП

V — / мех где b.П вЂ” интервал подачи бурового инструмента;

Ь Т вЂ” время интервала усреднения. и

ЬП =.Е П1 Р

1=Л И ьт где П. — элементарная величина по4, дачи инструмента, t . — дискрета времени контакта л долота с забоем.

Устройство работает следующим образом.

В процессе углубления скважины контролируется перемещение бурового инструмента датчиком 1, в результате Мего на выходе возникает последовательность электрических импульсов, вфс каждого пропорционален углублению инструмента на величину П .

Эти импульсы накапливаются в счетчике 7 импульсов при условии наличия контакта долота с забоем, т. е. когда осевая нагрузка на долото превышает значение установки компаратора

3, открывающего схемы 5 и 6 совпадения. При этом одновременно импульсы датчика 4 времени, соответствующие величине tq, поступают в счетчик 9. времени, контролирующий время выбранного интервала усреднения измерения механической скорости бурения Т.

При достижении выбранного интервала уставки АТ счетчика 9 времени выходной сигнал его запускает триггер

10, который дает разрешающий сигнал перезаписи информации со счетчика 7 импульсов в регистр 8 индикации. Информация в регистре 8 сохраняется и индицируется до наступления следующего цикла измерения. Одновременно выходным сигналом триггера 10 через элемент 11 задержки (время задержки на выполнение перезаписи информации из счетчика 7 в регистр 8) счетчик 7

15 импульсов, счетчик 9 времени и триггер 10 устанавливаются в нулевое со-. стояние, т. е. состояние готовности для следующего цикла измерения. В момент отрыва долота от забоя, что сощ провождается. снятием осевой нагрузки на долото и уменьшением выходного сигнала датчика 2 ниже уставки компаратора 3, схемы 5 и б совпадения закрываются, а информация, накопленная счетчиком 7 и .записанная в регистр 8 индикации, сохраняется. При возникно вении осевой нагрузки, Воспринимаемой датчиком 2, т. е ° при возобновлении контакта долота. с забоем, устройство продолжает работу в порядке, описанном выше.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения благодаря его математическому функционированию и получению резульЗ5 татов измерений без потерь информации; повысить надежность работы за счет применения ограниченного количества элементов, в частности исключения элементов, реализующих операцию

4g деления пути на время, и воэможности получения прямого отсчета результатов измерений; производить измерение механической скорости бурения с использованием широкого диапазона уставок времени усреднения ЬТ.

Предлагаемое устройство может быть использовано для широкого получения точного механического каротажа в системах оперативной оптимизации режима бурения и позволяет сократить время проводки скважин. Оно может применяться как автономно, так и в составе информационно-измерительных систем контроля режимов бурения.

Устройство для измерения механической скорости бурения, содержащее датчик подачи бурового инструмента, датчик времени, счетчик импульсов, счетчик времени, схему совпадения и триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности работы устройст876974

Составитель Г. Данилова

Техред A.Вабинец Корректор У.. Пономаренко

Редактор Т. Мермелштайн

Заказ 9544/45 Тираж 630

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ва, оно снабжено датчиком осевой нагрузки на долото, регистром индикации, компаратором и элементом задержки, при этом выход датчика осевой нагрузки на долото подключен ко вхо.ду компаратора, выход которого подключен к входам первой и второй схем совпадения, другие входы которых со ответственно соединены с датчиком подачи бурового инструмента и датчиком времени, причем выход первой схе мы совпадения соединен со входом счетчика импульсов, к выходам которого подключен регистр индикации, а выход второй схемы совпадения через счетчик времени соединен с входом триггера, один из выходов которого соединен с разрешающим входом регистра индикации, другой выход триггера через элемент задержки соединен с шинами установки в нулевое состояние счетчика импульсов, триггера и счетчика времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1

1. Авторское свидетельство СССР

9 471422, кл. Е 21 В 45/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 362130, кл. Е 21 В 45/00, 1967 (прототип) .