Система для автоматического измерения расхода бурового раствора в процессе бурения скважин

Система для автоматического измерения расхода бурового раствора в процессе бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА ЯЯЯАЙФОМАТИЧЕеКО .Го РАСХОЙА БУ1РбВЬГО PACTi ВОРА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, содсфжёлцая {(иркуляцйонмую систему, датчики расхода бурового раствора на входе в скважину и на выходе скважины, датчик уровня бурового раствора в приёмной ёмкости, сумматор И регистратор, о т л и ч а to щ а я с я тем, что, с целью повышения точности определения дифференциального расхода, она снабжена дифференцирующим звеном, блоком внделения модуля, компаратором, логическим блоком, блоком памяти, линией задержки и тремя ключами, при этом выход датчика уровня через дифференцируквдее звено подключен К блоку выделения модуля, выход последнего подсоединен к входу компаратора , выход компаратора связан с входом логического блока, выхоДы датчиков расхода бурового раствора связаны с входами сумматора, выход су№1атора соединен с входом линии задержки и через первый ключ - с регистраторе, выход линии задержки через второй :ключ связан-с входом СГ) блока памяти, выход последнего через третий ключ соединен с третьим входом сумматора, а выходы логического блока соединены с управляющими входами ключей.

СОЮЗ СОВЕ%НИХ

CCIWN

РЕСПУБЛИК

3(Я) Е 21 В 45 00

ГССЗЩАРСТВЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

Ы дй ИВОВ ФМФЯ Ю (21) 3414312/22 03 (22) 01 04 82 .(461 30. О?,83. Вюл, Р 28 (?2) Eàé.å -Уарабрий и двИ.Быков, (71) Всесаювийй йаучно-исследавательакйй йнатитут ио креплению сква. жин и @уровни растворам (53l 622 .24 68t088..8) (56) 1. Патент САВВА Щ 3002379, кл. 73 151 апублик, 1961 ° . 2. Авторское свидетельство СССР

В 887803i кл, Е 21 В 45/00, 1979 (прототип-). (54 (57) СИСтЕИЪ ДНЯ АвтОИАтИЧЕСКО

ГО ИЗМЕРЕНИЯ:РАСХОДА БУРОВОГО PACT

ВОРА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ СКВАЖИН, содержащая циркуляционную систему, .датчики расхода бурового раствора на входе в скважину и на выходе .скважины, датчик уровня бурового раствора в приемной емкости, сумматор и регистратор, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью по,Su„„, 1032174 A вышения точности определении дифференциального расхода, она снабжена дифференцирующим звеном, блоком выделения модуля, компараторои, логическим блоком, блоком памяти, линией задержки и тремя ключами, при этом выход датчика уровня через дифференцирующее звено подключен к. блоку выделения модуля, выход последнего подсоединен к входу компаратора, выход коипаратора связан с входом логического блока, выходы датчиков расхода бурового раствора . связаны с входаин сумматора, выход сумматора соединен с входом линии задержки и через первый ключ - с регистратором, выход линии задержки .:Я через второй:ключ связан с входом блока памяти, выход последнего через третий ключ соединен с третьим входом сумматора, а выходы логического блока соединены с управляющими входами ключей.

1032174

Изобретение относится к системам контроля параметров режима промывки при бурении нефтяных и газовых скважин.

Известны система и устройства для измерения дифференциального расхода бурового раствора Г1 . Известна также система для автоматического измерения днфференциального расхода бурового раствора в процессе бурения, содержащая циркуляционную систему, датчики расхода бурового раствора на входе в скважину и на выходе скважины, датчик уровня бурового раствора в приемной емкости, сумматор и регистратор (2).

Недостатком данной системы является низкая точность определения дифференциального расхода, так как. он использует принцип вычисления раз ности двух, отличаюь ихся на небольшую величину сигналов независимых датчиков.

Цель изобретения — повышение точности определения дифференциального расхода бурового раствора в процессе бурения.

Поставленная цель достигается тем, что система, содержащая циркуляционную систему, датчики расхода бурового раствора на входе в скважину и на выходе скважины, датчик уров. ня бурового раствора в приемной емкости, сумматор и регистратор, снабжена дифференцирующим звеном, блоком выделения модуля, компаратором, логическим блоком, блоком памяти, линией задержки и тремя ключами, при этом выход датчика уровня через дифференцирующее звено подключен к блоку выделения модуля, выход последнего подсоединен к входу компаратора, выход компаратора связан с вхоДом логического блока, выходы датчиков расхода бурового раствора связаны с входами сумматора, выход сумматора соединен с входом линии задержки. и,через первый ключ — с регистратором, выход линии задержки через второй. ключ связан с входом блока памяти, выход последнего через третий ключ соединен с третьим входом сумматора, а выходы логического блока соединены с управляющими входами ключей.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы.

Система содержит датчик 1 расхода бурового раствора на входе в скважину, датчик 2 расхода бурового раствора на выходе скважины, сумматор З,,датчик 4 уровня бурового раствора в приемной емкости циркуляционной системы 5, дифференцирующее звено б, блок 7 выделения модуля, комйаратор 8, логический блок 9, блок 10 памяти, линию 11

65 задержки, ключи 12 — 14 и регистратор 15.

Система работает следующим о6разом.

В исходном состоянии ключ 1 3, открыт, а ключи 12 и 14 закрыты.

Сигналы с датчиков 1 и 2 расхода поступают на сумматор 3, который определяет мгновенное значение дифференциального расхода как. разность между значениями расхода на входе и выходе скважины. Однако наличие разности показаний датчиков расхода может иметь место и при отсутствии фактического дифференциаль ного расхода вследствие систематической погрешности этих датчиков.

Поэтому сигнал с выхода сумматора

3 подается на регистратор. 15 через ключ 12, который находится в закрытом состоянии до тех пор, пока не будет получено косвенное подтверждение наличия дифференциального рас хода от датчика 4 уровня бурового раствора в приемной емкости циркуляционной системы 5.

С выхода аумматора 3 значение дифференциального расхода через линию 11 задержки и открытый ключ

23 поступает в блок 10 памяти, который хранит последнее введенное в него значение дифференциального расхода.. Время .задержки определя- = ется характеристиками элементов 4 и

6, о чем будет сказано ниже.

При изменении уровня бурового раствора в приемной емкости циркуляционной системы 5 сигнал от датчика 4 уровня поступает через дифференцирующее звено б и блок 7 выделения модуля на компаратор 8, где полу ченное значение модуля скорости изменения уровня сравнивается с заранее установленным контрольным значением. Такое сравнение вызвано следующей причиной: контроль дифференциального расхоДа при бурении имеет цель обнаружить поглощения бурового раствора или газонефтеводопроявления. Однако в процессе бурения имеют место также относительно более малые и медленные колебания дифференциального расхода и связанные с ним медленные изменения уровня, вызванные изменением объ ма скважины при бурении, потерями раствора на фильтрацию и образованием глинистой корки и т.п. Такие изменения затрудняют контроль технологически наиболее важной .сос-. тавляющей дифференциального расхода, связанной с проявлениями и .поглощениями, а их учет не имеет самостоятельного интереса, так как связан с большими погрешностями измереиий. Величина контрольного значения модуля скорости изменения уровня, определяющая порог срабаты1032174

Составитель В. Булыгин

Редактор Ю.Ковач Техред T.Ôàíòà Корректор О. Билак

Заказ 5358/39 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вания компаратора, устанавливается исходя из возможного увеличения обьема скважины при бурении, потерь бурового раствора при его фильтрации в пласт и в системе очистки и т.п.

В случае, если модуль скорости изменения уровня превышает контрольное- значение, компаратор 8 выдает сигнал, поступающий на логический блок 9.

Логический блок 9 вырабатывает управляющий сигнал, эапиранхций ключ

13 и отпирающий ключи 12 и 14. При этом значение дифференциального расхода, хранящегося в блоке 10 памяти, через открытый ключ 14 поступает иа сумматор 3, где вычитается иэ текущего значения измеренного дифференциального расхода.

Время задержки сигнала в линии

11 задержки должно превышать сумму постоянных времени датчика, уровня 4 и дифференцирукщего звена б. Тогда из блока 19 памяти на сумматор 3 поступит значение измеренного дифференциального расхода в момент начала поглощения бурового раствора или газонефтеводопроявления, зафиксированного датчиком 4 и блоками 6-8

Таким образом, в сумматоре 3 производится корректировка дифференциального расхода, заключающаяся в том, что отсчет величины дифференциального расхода производится от значения, соответствующего началу процесса поглощения или проявления.

Откорректированное таким образом значение измеренного дифференциального расхода через открытый ключ 12 поступает на вход регистратора 15.

Использование элементов, осуществ35 ляющих корректировку величины дифференциального расхода, обеспечивает более высокую точность измерения дифференциального расхода, что, в Ko» . нечном счете, позволяет обнаруживать проявления и поглощения бурового раствора на более ранней стадии их развития. Экономический эффект при этом определяется сокращением материальных затрат на восстановление 5 заданного технологического режима бурения скважин,