Анализатор заклинки долота

Анализатор заклинки долота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АНАЛИЗАТОР ЗАКЛИНКИ ДОЛОТА, содержащий формирователь, детектор, селектор сигнала заклинки, реле времени , индикаторный блок, отличающийся тем, что, с целью ff Jt M повышения точности определения Момента времени окончательного заклинивания опор долота, он снабжен полосовым фильтром, позиционным элементом и логическим блоком, причем полосовой фильтр включен меуду формирователем и детектором, а позиционный элемент соединен с шдикаторным блоком через логический блок с селектором сигнала заклинки, вход логического блока подключен к выходу селектора сигнала заклинки, а выход логического блока соединен с индикаторным блоком непосредственно, а также через реле I времени. (Л Г/7 JL JUL Jt.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЛУБЛИН

4(51) E 21 В 44/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

k a 8 TOP CNOMV СВИДЕТЙЛВСТВУ

Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2919249/ 22-03 (22) 06.05.80 (46) 30.06.85. Бюл. В 24 (72) Н.И.Рябов и М.И.Сергеев (53) 622.241(088.8) (56) 1. Патент США В 3703096, кл. Е 21 В 47/00, опублик. 1972.

2. Патент США В 3782190, кл. 73-151, опублик. 1974. (54) (57) АНАЛИЗАТОР ЗАИЖНКИ ДОЛОТА, содержащий формирователь, детектор, селектор сигнала заклинки, реле времени, индикаторный блок, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

„„SU„„1164405 повышения точности определения момента времени окончательного заклинивания опор долота, он снабжен полосовым фильтром, позиционным элементом и логическим блоком, причем полосовой фильтр включен между формировате. лем и детектором, а позиционный элемент соединен с индикаторным блоком через логический блок с селектором сигнала заклинки, вход логического блока подключен к выходу селектора сигнала заклинки, а выход логического блока соединен синдикаторным блоком непосредственно, а также через реле

1 времени.! 1164

Изобретение относится к областй. бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для предотвращения аварий с шарошечным долотом в процессе роторного бурения, а также для исключения преждевременного подъема долота.

Известно устройство для обнаружения повреждения опор долота в роторном бурении путем выделения и визу- 10 ального контроля за изменениями крутильных колебаний, возникших в момент перехода его опор в заклиненное состояние (1) ..

Известен анализатор заклинки 15 долота, содержащий формирователь, детектор, селектор сигнала заклинки, реле времени, индикаторный блок, который позволяет формировать и регистрировать. параметр, пропорциональ- 20 ный крутящему моменту роторного стола и обратно пропорциональный осевой нагрузке на долото и диаметру долота. По характерному изменению этого параметра определяется на- 25 чало процесса заклинивания опор долота f2) . Однако ни одно из известных устройств не позволяет принимать однозначное решение о.подъеме долота оператором, что приводит к большим субъективным ошибкам.

Цель изобретения — повышение точности определения окончательного заклинивания опор долота.

Поставленная цель достигается тем, что анализатор заклинки долота, содержащий формирователь, детектор, селектор сигнала заклинки, реле времени, индикаторный блок, снабжен полосовым фильтром, позиционным 40 элементом и логическим блоком, причем полосовой.фильтр включен между формирователем и детектором, а позиционный элемент соединен с индикаторным блоком через логический блок с селектором сигнала заклинки, вход логического блока подключен к выходу селектора сигнала заклинки, а выход логического блока соединен с индикаторным блоком непосредственно, 50 а также через реле времени.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого анализатора эаклинки долота; на фиг. 2 — его функциональная схема, 55

Анализатор содержит формирователь 1, полосовой фильтр 2, детектор 3, селектор 4 сигнала эаклинки, 405 г позиционный элемент 5, логический блок 6, реле 7 времени и индикаторный блок 8.

Селектор 4 сигнала заклинки состоит из линейного преобразователя 9, первого ключа 10, второго ключа 11, элемента 12 задержки, блока 13 памяти и порогового элемента 14. А логический блок 6 состоит из конъюнктора 15, элемента 16 обратной задержки, дизъюнктора 17, вспомогательного реле 18 времени, инвертора 19,конъюнктора 20 и инвертора 21.

Сигнализатор работает следующим образом.

Перед началом бурения оператор устанавливает позиционный элемент 5 в положение "Нуль" и задает технологические уставки f1 f2 Ко Тп, Т,„

Тяэ где f — нижний предел частоты крутильных колебаний колонны бурильных труб, (! /12 Гц);

f — верхний предел частоты кру2 тильных колебаний колонны бурильных труб, (1/3 Гц);

Ко — коэффициент увеличения амплитуды крутильных колебаний колонны бурильных труб;

Т„ — продолжительность "провала" сигнала заклинки;

Т вЂ” продолжительность кратко1 временного сигнала заклинки;

Т вЂ” основная продолжительность

2 сигнала заклинки (причем

Т, » Т1).

При включении роторного стола на выходе формирователя 1 появляется сигнал И, пропорциональный крутящему моменту. Полосовой фильтр 2 пропускает электрические колебания в диапазоне f — f . Амплитуда этих колебаний пропорциональна амплитуде крутильных колебаний колонны бурильных труб, возникающих в момент начала процесса эаклинки долота. Полосовой фильтр значительно повышает информативность сигнала, связанного с состоянием опоры долота. В детекторе 3 сигнал, пропорциональный амплитуде крутильных колебаний, преобразуется в уровень А напряжения постоянного тока.

Далее с выхода детектора сигнал поступает на вход селектора 4 сигнала заклинки. Селектор 4 сигнала заклинки работает в режиме отслеживания

11644 и запоминания сигнала А до начала анализа (положение позиционного элемента 5 "Нуль" ), а также в режиме анализа уровня сигнала А (положение позиционного элемента 5 — "Анализ" ).

В обоих случаях на первый вход (Хз„) порогового элемента 14 через линейный преобразователь 9.поступает текущий, сигнал, уменьшенный в К раэ.

На второй вход (Пь ) в-первом слу- 10 чае поступает полный текущий сигнал через открычъй ключ 10 и блок 13 памяти. При этом на выходе порогового элемента 14 будет логический "нуль".

Во второй режим селектор заклиики- 15 йереводится оператором после определения и установки эффективного зна- . чения осевой нагрузки на долото переводом позиционного элемента 5 в положение "Анализ". При этом на выходе 20 позиционного элемента 5 появляется логическая "единица" и подается сигнал начала анализа "Анализ" (блок 8),а через инвертор 21 ключ 10 закрывается, через конъюнктор 20 2$ ключ 11 открывается. На второй вход (Пз„) порогового элемента 14 через ключ 11, элемент 12 задержки и блок 13 памяти поступает сигнал А . .г .) (— временный сдвиг между сигналами, З0 задаваемый схеяно).

После выполнения условия

> А . на выходе порогового элеА

Ф мента 14 появляется единичный сигнал,>5 названный сигналом эаклинки. С появлением сигнала заклинки на выходепорогового элемента 14 ключ 11 закрывается через инвертор 19 и конъюнк-. тор 20. При этом на втором входе 40 (П „) порогового элемента 14 блок 13 памяти поддерживает уровень сигнала, равный А . Здесь и момент времени, когда появляется сигнал заклинки. А по первому входу отслеживается текущее значение сигнала †. Если продолжительность

Ат

Кр

05 4 сигнала заклинки на выходе порогового элемента 14 меньше заданного значения.Т, то вспомогательное реле 18 . времени сохраняет исходное состояние.

При повторном появлении сигнала заклинки на выходе элемента 14 счет продолжительности сигнала заклннки начинается сначала, т.е.вспомогательное реле 18 времени не пропускает для дальнейшего анализа и индикации кратковременные появления сигнала заклинки. Если продолжительность сигнала заклинки больше времени Т1, то на выходе реле 18 появляется еди ничный сигнал который: запускает реле 7 времени; выдает сигнал "Внимание" (блок 8); поступает на вход конъюнктора 15 ° Одновременно появляется единичный сигнал на выходе элемента 16 обратной задержки. Если продолжительность сигнала эаклинки превысит время Тд+Т, то выдается команда "Подъем долота" (блок 8).

Если же будет наблюдаться кратковрЕменный "провал",сигнала заклинки, то на выходе nopqrosoro элемента 14 появится нулевой сигнал, но на входе вспомогательного реле 18 времени через обратный элемент 16 задержки в течение времени Т . Таким образом, вспомогательное реле 18 времени и реле 7 времени придут в исходное состояние только в том случае, если продолжительность ".провала" сигнала заклинки превысит время Т>.

Использование предлагаемого анализатора в роторном бурении позволяет значительно повысить точность определения конечной стадии износа опоры долота, в итоге практически исключить аварии с долотом, создать предпосылки для полного использования потенциальных возможностей долота (бурение до достижения максжума рейсовой скорости или минимума стоимости метра проходки), не рискуя при этом оставить на забое шароки.

Составитель И. Карбачинская

Редактор М. Келемеш Техред 3.Палий Корректор,В.. Бутяга

Заказ 41 66/30 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4