Автоматизированная буровая установка

Автоматизированная буровая установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА, включающая основание, Bbuuky, кронблок, элеватор ведущий барабан с тросовой системой и системой подачи сигнялов, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения надежности буровой установки, она снабжена установленной между кронблоком и основанием тягой с узлом предварительного натяжения и датчиком натяжения, при этом ведущий барабан жестко закреплен относительно кронблока, а к кронблоку жестко прикреплен стержень, установленный в направляюгщх роликах, связанньк с вышкой, на котором установлена тросовая система, связывающая ведущий барабан с элеватором, причем датчик натяжения связан с системой подачи сигналов. 2. Установка по п.1, о т л и чающаяся тем, что система подачи сигналов выполнена в виде преобразователя угол-код, сумматора, блока памяти, блока ввода информации и блока сравнения, причем вход преобразователя угол - код связан с ведущим барабаном, а его выход (Л с одним из входов сумматора, другой вход которого связан с одним из выходов блока памяти,вход которого связан с выходом блока ввода информации , а третий вход сумматора связан с выходом датчика натяжения, выход Сумматора связан с одним и-з входов блока сравнения, второй вход котороэо го связан с другим выходом блока па мяти, а выход блока сравнения свяа ел :л зан с системой управления автоматизированной буровой установки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОНжПИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (Ю (И): уЕ9 Е 21 В 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3534394/22-03 (22) 06.01.83 (46) 23.04.84, Бюл. Р 15 (72) Ф.С.Лыс, С.Ф.Константинов и Г.П.Петушков (7!) Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизации глубокого разведочного бурения (53) 622.24(088.8) (56) 1. Котляров AN, Автоматизация буровых агрегатов. N., "Недра", 1971, с.38-48.

2..усовершенствование узлов и систем управления установки. Урал- . маш 125-А и ЦС 125-А. Отчет о науч-. но-исследовательской работе. Л., 1982 (прототип). (54)(57) 1. АВТОМАТИЗИРОВАИ11АЯ БУРО

ВАЯ УСТАНОВКА, включающая основание, вышку, кронблок, элеватор, ведущий. барабан с тросовой системой и системой подачи сигналов, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повы-: шения надежности буровой установки, она снабжена установленной между кронблоком и основанием тягой с узлом предварительного натяжения и датчиком натяжения, при этом ведущий барабан жестко закреплен относительно кронблока, а к кронблоку жестко прикреплен стержень, установленный в направляющих роликах, связанных с вышкой на котором установлена тро) совая система, связывающая ведущий барабан с элеватором, причем датчик натяжения связан с системой подачи сигналов. ч. "

2. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что система подачи сигналов выполнена в виде преобразователя угол-код, сумматора, блока памяти, блока ввода информации и блока сравнения, причем вход преобразователя угол — код связан с ведущим барабаном, а его .выход— с одним из входов сумматора, другой вход которого связан с одним из выходов блока памяти, вход которого связан с выходом блока ввода информа- а ции, а третий вход сумматора связан с выходом датчика натяжения, выход сумматора связан с одним из входов блока сравнения, второй вход которого связан с другим выходом блока памяти, а выход блока сравнения свя.— зан с системой управления автоматизированной буровой установки.

1087655

Изобретение относится к буровой технике н предназначено для бурения разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и гаэ.

Известна автоматизированная буро" вая установка, включающая основание, вышку, кронблок, талевый блок с элеватором, направляющие, в которой на всем пути движения элеватора на направляющих расстановлены путевые вы- 10 ключатели, а на элеваторе установлен нажимной элемент ()) .

Недостатками данной автоматизированной буровой установки являются низкая надежность в работе и неудоб" ство в обслуживании путевЫх выключателей, расположенных на направляющих, кроме того, выдача информации о местоположении элеватора относительно основания производится с 20 ошибкой, зависящей от веса бурильной колонны.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является автоматизированная буровая установка, включающая основание, вышку, кронблок, элеватор с талевым блоком, с тросовой системой и. системой подачи сигналов 2).

Недостатком известной автоматизированной буровой установки также является низкая надежность в работе, так как получение информации о местоположении элеватора относительно основания производится с ошибкой, за- З висящей от веса бурильной колонны.

Объясняется это тем, что деформация вышки в процессе бурения или при спускоподъемных операциях зависит;от веса бурильной колонны и, 0 следовательно, положения кронблока, установленного на верху вышки, а положение подвешенного. к кронблоку элеватора относительно основания зависит от веса бурильной колонны.

Например, величина деформации вышки для буровых установок грузоподъем" ностью )25 т доходит до 50 мм. При определении положения элеватора относительно механизмов, служащих

50 для перехвата колонны при спускоподъемных операциях или для определения величины проходки, необходимо точно знать местонахождение элеватора по отношению к основанию (полу буровой . Компенсаторы механического типа оказываются неэффективньГмн, и компенсатор, примененный в установке, только поддерживает определенную величину натяжения в ветви троса от ведущего барабана до компенсатора и не корректирует огиибку, возникающую при деформациях вышки, так как для компенсации возникающей ошибки необходимо проворачивать ведущий барабан. Для этого пружина компенсатора должна иметь достаточное усилие и достаточно жесткую связь между компенсатором и ведущим барабаном, чтобы четко корректировалась вносимая ошибка. Например, дпя буровой установки грузоподъемностью !25 т длина ветви троса от компенсатора до ведущего барабана при нижнем положении элеватора достигает 80 м. На такой длине практически невозможно осуществить жесткую тросовую связь между компенсатором и ведущим барабаном, так как применение гросов больших диаметров в си-. стемах управления ведет к увеличению габаритов и веса и снижению быстродействия системы.

Целью изобретения является повышение надежности буровой установки.

Указанная цель достигается тем, что автоматизированная буровая установка, включающая основание, вышку, кронблок, элеватор, ведущий барабан с тросовой системой и системой подачи сигналов, снабжена установленной между кронблоком и основанием тягой с узлом предварительного натяжения и датчиком натяжения, при этом ведущий барабан жестко закреплен относительно кронблока, а к кронблоку жестко прикреплен стержень, установленный в направляющих роликах, связанных с выл кой, на котором установлена тросовая система, связывающая ведущий барабан с элеватором, причем датчик натяжения связан с системой подачи сигналов.

Кроме того, система подачи сигналов выполнена в виде преобразователя угол-код, сумматора, блока памяти, блока ввода информации и блока сравнения, причем вход преобразователя угол — код связан с ведущим барабаном, а его выход — с одним из входов сумматора, другой вход которого связан с одним из выходов блока памяти, вход которого связан с выходом блока ввода информации, а третий вход сумматора связан с выходом датчика натяжения, выход сумматора с вяз ан с одним нэ а входов блока сравнения, второй вход которого связан с другим выходом блока памяти, а выход блока сравнения

087655

10

3 1 связан с системой управления автоматизированной буровой установки.

На фиг. 1 представлена автоматизированная буровая установка, общий вид; на фиг. 2 — схема установки.

Буровая установка включает основание I на котором установлена выш-. ка 2 с кронблоком 3. Ведущий барабан 4 жесткб закреплен относительно кронблока 3 и соединен с преобразователем 5 угол — код. С кроиблоком

3 соединены тяга 6, стержень 7 и направляющие 8, в которых установлены с возможностью перемещений талевый блок 9 и элеватор 10. Талевый блок

9 при помощи талевой системы (не по1 казана) подвешен к кронблоку 3. Тяга 6 соединена с основанием 1 через датчик 11 .натяжения и узел 12 предварительного натяжения. Стержень

7 установлен в направляющих роликах 13, жестко соединенных с вышкой

2. Элеватор 10 связан с ведущим барабаном 4 посредством тросовой систе мы 14, проходящей через блок 15> ра-. сположенный в нижней части стержня

7. Автоматизированная буровая установка имеет систему подачи сигналов, состоящую из преобразователя 5 угол код, сумматора 16, блока 17 памяти, блока 18 ввода информации и блока

19 сравнения. Вход преобразователя 5 угол — кода связан с ведущим бара-. баном 4, а его выход — с одним из входов сумматора 16, другой вход которого связан с выходом блока 17 .памяти, вход которого связан с выходом блока 18 ввода информации, в который оператор вводит в закодированном виде величину H — высоты ненагруженной вышки 2 и величины Н соответствующие отметки высот талевого блока 9 с элеватором 10 но отношению к основанию 1, где необходима остановка элеватора 10 для стыковки с исполнительными механизмами при спускоподъемных операциях или необходимо изменение его скорости перемещения, а третий вход сумматора 16 связан с выходом датчика 11 натяжения, выход сумматора

)6 связан с одним из входов блока 19 сравнения, второй вход которого связан с другим выходом блока 17 памяти, а выход блока 19 сравнения свя" зан с системой управления автоматизированной буровой установки, приводящей в действие соответствующие исполнительные механизмы.

Автоматизированная буровая установка работает следующим образом.

Лри вертикальных перемещениях элеватора,10 с талевым блоком 9 по направляющим 8 обе ветви тросовой системы 14 перемещаются и вращают ведущий барабан 4, связанный с преобразователем 5 угол — кода, который преобразует величину вертикального перемещения элеватора 10 в цифровой код, поступающий на вход сумматора 16. Следовательно, на вход сумматора поступает закодированная величина перемещения элеватора, от считанная от верха вышки. 2, обозначенная через H (на фиг.l отсчитываемая величина Н показана при деформации вышки 2, обозначенной пунктирной линией, когда вес бурильной колонны взят элеватором) . На второй вход сумматора 16 от датчика

ll натяжения поступает закодированная величина деформации вышки 2 в зависимости от веса бурильной колонны, обозначенная через Н. Сигналы с датчика 11 натяжения формируются сле. дующим образом. Тяга 6 при помощи узла 12 натяжения натягивается таким образом, чтобы деформация вышки

2 быпа бы в обратно пропорциональной зависимости от усилия натяжения тяги 6, т.е. чем больше вес колонны бурильных труб, тем меньше усилие натяжения тяги 6. Эти сигналы, соответствующие натяжению тяги 6, кодируются датчиком II натяжения ° На третий вход сумматора 16 поступает цифровой код с одного из выходов блока 17 памяти, куда он попадает с, блока 18 ввода информации, соответствующий высоте ненагруженной вышки

2, т.е. величине Н. В сумматоре 16 происходит алгебраическое сложение поступающих величин Н, Н и II,(Н-Н-Ei) и на выходе из сумматора 16 получаем

45 цифровой код, соответствующий величи" не перемещения элеватора 10 над основанием 1 независимо от веса буриль ной колонны, т.е. величине Н. Фиксируя эту величину, мы имеем текуЮ щую величину проходки скважины. Следовательно, на один из входов блока

l9 сравнения .с выхода сумматора 16 поступает закодированная величина Н, а на .другой вход сравнения поступает

55 закодированная информация из блока

17 памяти, введенная при помощи блоак ка 18 ввода информации, соответствующая отметкам Н высот талевого

5 I блока 9 с элеватором 10 по отнощению к основанию !, где необходима остановка элеватора 1О дпя стыковки с исполнительными механизмами при спускоподъемных операциях или необходимо изменение скорости перемещения. В блоке 19 сравнения проис" ходит сравнение величин Н и Я и прн их равенстве с выхода блока 19 сравнения подается команда в систему управления автоматизированной буровой установки для приведения в

087655 действие соответствующих исполнительных механизмов.

Автоматизированная буровая уста-. новка обладает более высокой надежностью эа счет .точного определения местонахвкдения элеватора независимо от веса бурильной колонны.

Информация о местополохении элеватора в буровой установке поступает

10 не дискретно, а непрерывно, что позволяет точно оценивать величину проходки сквалыжны

1087655

)087655 щедр Заказ 2618/29 Тираж 564 Подписное е

Филнал ППП Патемт, t.Óèãîðîä, ул.Проектная, 4