Регулятор подачи долота

Регулятор подачи долота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение м.б. использовано при проводке нефтяных и газовых скважин с плавучих буровых объектов. Цель - повышение точности поддержания нагрузки на долото в процессе бурения при вертикальных перемещениях плавучего бурового объекта. Для этого регулятор снабжен датчиком 23 вертикальных перемещений, сумматором 25, источником смещения 24. датчиком -7 27 скорости перемещений и двумя нелинейными -элементами (НЭ) 26, 28. Выходы датчика 23 и счетчика 24 соединены с соответствующими входами сумматора 25. Его выход через один НЭ 26 подключен к третьему, а ерез датчик 27 и другой НЭ 28 - к четвертому входам регулятора (Р) 16 ЭДС, к его парному и второму входам подключены Р 15 веса и датчик 20 ЭДС. Выходы Р 16 и датчика 22 тока якоря подключены к входам Р 17 тока якоря, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя 13. Благодаря совместному действию сигналов с выходов Р 15 веса датчика 20 ЭДС, первого НЭ 26 с зоной нечувствительности и второго НЭ 28 с двухполярной х-кой на выходе Р 16 ЭДС образуется сигнал такой величины, что ЭДС преобразователя 13, работающего в инверторном режиме, увеличивается. Ток якоря двигателя 2 уменьшается, и скорость подачи долота возрастает настолько, чтобы отрьгаа его от забоя не произошло. 1 ил. S сл Од ot ч а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 В 44 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4097353/22-03 (22) 16.05.86 (46) 15.08.88. Бюл. N 30 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М.Азизбекова (72) Т.С.Атакишиев, А.А.Барьюдин, А.Г.Гусейнов и Э.П.Ишханов (53) 622.24 (088.8) (5e) Электропривод новых буровых установок с применением тирнсторных преобразователей. М;: ВНИОЭНГ, 1972, с. 147, 153.

Регулятор подачи долота РПДЭ-7 с тиристорным преобразователем М.:

ВНИИЭлектропривод, 1984, с. 36, (54) РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ДОЛОТА (57) Изобретение м.б. использовано при проводке неФтяных и газовых скважин с плавучих буровых объектов.

Цель - повышение точности поддержания нагрузки на долото в процессе бурения при вертикальных перемещениях плавучего бурового объекта. Для этого регулятор снабжен датчиком 23 вертикальных перемещений, сумматором

25, источником смешения 24. датчиком

„.SU„„1416676 А I

27 скорости перемещений и двумя нелинейными -элементами (НЭ) 26, 28. Выходы датчика 23 и счетчика 24 соединены с соответствующими входами сумматора 25. Fro выход через один НЭ 26 подключен к третьему, а ереэ датчик

27 и другой НЭ 28 — к четвертому входам регулятора (P) 16 ЭДС, к его первому и второму входам подключены

P 15 веса и датчик 20 ЭДС. Выходы Р

16 и датчика 22 тока якоря подключены к входам P 17 тока якоря, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя 13. Благодаря совместному действию сигналов с выходов P 15 веса датчика 20 ЭДС, первого НЭ 76 с зоной нечувствительности и второго НЭ 28 с двухполярной х-кой на выходе P 16 ЭДС образуется сигнал такой величины, что ЭДС преобразователя 13, работающего в инверторном режиме, увеличивается. Ток якоря двигателя 2 уменьшается, и скорость подачи долота возрастает настолько, чтобы отрыва его от забоя не произошло. 1 ил.

1416676

Изобретение относится к устройствам автоматического поддержания заданной осевой нагрузки на долото и может быть использовано при проводке нефтяных и газовых скважин с плаву5 чих буровых объектов.

Целью изобретения является повьппение точности поддержания нагрузки на долото в процессе бурения при вертикальных перемещениях плавучего бурового объекта.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого регулятора подачи долота во взаимосвязи с 15 основными конструктивными элементами плавучей буровой установки.

Плавучий буровой объект содержит установленные на буровой площадке 1 двигатель 2 постоянного тока ДПТ, 20 соединенный через понижающий редуктор 3, цепную подачу 4, барабан лебедки 5 с талевой системой 6. Талевый канат через кронблок 7 буровой вьппки

8 несет буровой инструмент, состоя- 25 щий из колонны бурильных труб 9 и бурового долота 10, перемещающихся внутри морского стояка 11, неподвижно укрепленного на донной плите 12, имеющей сквозное отверстие. При этом 30

ДПТ 2 питается от тиристорного преобразователя 13, в цепь управления которого последовательно включены задатчик 14 веса бурового инструмента, регулятор 15 веса, регулятор 16 ЭЛС и регулятор 17 тока якоря.

Устройство подачи долота содержит также датчик 18 веса бурового инструмента, установленный на "мертвом" конце 19 талевого каната, датчик 20 40

ЭДС, датчик 21 напряжения на якоре, датчик 22. тока якоря, датчик 23 вертикальных перемещений, источник

24 смещения, сумматор 25, первый нелинейный элемент 26, датчик 27 ско- 45 рости перемещений и второй нелинейный элемент 28.

Выход датчика 22 тока якоря соединен с первыми входами датчика 20

ЭЛС и регулятора 17 тока якоря выФ ход которого подключен к входу .тиристорного преобразователя 13. Выход датчика 21 напряжения на якоре соединен с вторым входом датчика 20

ЭДС, выход которого подключен к первому входу регулятора 16 ЭДС, выход

55 которого соединен с вторым входом регулятора 17 тока якоря. Выход датчика 18 и задатчика 14 веса бурового инструмента соединены с соответствующими входами регулятора 15 веса, выход которого подключен к второму входу регулятора 16 ЭЛС. Выход датчика

23 вертикальных перемещений и источника 24 смещения соединены с соответствующими входами сумматора 25, выход которого через первый нелинейный элемент 26 подключен к третьему, а через датчик 27 скорости перемещений и второй нелинейный элемент 28— к четвертому входам регулятора 16 ЭЛС.

Регулятор подачи долота работает следующим образом.

В исходном состоянии, т.е. при отсутствии вертикальных перемещений плавучего объекта, сигнал с выхода датчика 23 вертикальных перемещений уравновешивается сигналом с источника 24 смещения. При этом на выходе сумматора 25 сигнал равен нулю, а регулятор подачи долота работает в режиме, обеспечивающем бурение с заданной точностью поддержания нагрузки на долото.

В случае волнения моря, т.е. при наличии вертикальных перемещений буровой установки величина сигнала на выходе датчика 23 изменяется пропорционально величине перемещения плавучего бурового объекта вверх или вниз относительно дна моря.

Рассмотрим момент, когда плавучий буровой объект перемещается вверх.

При этом величина сигнала на выходе датчика 23 вертикальных перемещений превьппает величину смещения. В результате чего на выходе сумматора 25 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход датчика ?7 скорости перемещений, сигнал на выходе которого пропорционален скорости перемещения плавучего бурового объекта относительно дна моря. Этот сигнал поступает на вход второго нелинейного элемента 28, а с его выхода на чертвертый вход регулятора 16 ЭДС, Если величина сигнала на выходе сумматора 25 превышает зону нечувствительности первого нелинейного элемента 26, то сигнал также поступает на третий вход регулятора 16 ЭДС. Благодаря применению первого нелинейного элемента 26 с зоной нечувствительности, относительно малые перемещения плавучего бурового объекта не влияют на процесс подачи инструмента. Благодаря приме1416676 5

55 нению второго нелинейного элемента

28 с двуполярной параболической характеристикой, сигнал на его выходе при малых скоростях перемещения плавучего бурового объекта изменяется незначительно, а с увеличением входного сигнала резко растет коэффициент усиления второго нелинейного элемента 28, что приводит к более эффективной отработке вертикальных перемещений, происходящих с большой скоростью.

Благодаря совместному действию сигналов с выходов регулятора 15 ве" са, датчика 20 ЭДС, первого нелинейного элемента 26 с зоной нечувствительности и второго нелинейного элемента 28 с двуполярной параболической характеристикой, на выходе регулятора 16 ЭДС образуется сигнал такой величины, что ЭДС тиристорного преобразователя 13, работающего в инверторном режиме, увеличивается.

Это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока якоря двигателя 2, а, следовательно, и развиваемого им момента. В результате этого скорость подачи бурового инструмента возрастает настолько, чтобы отрыва его от забоя не произошло.

При перемещении плавучего бурового объекта вниз, величина сигнала на выходе датчика 23 вертикальных перемещений, становится меньше величины смещения. В итоге на выходе сумматора 25 появляется сигнал положительной полярности, который пройдя через первый нелинейный элемент 26, поступает на третий вход регулятора

16 ЭДС. Этот же сигнал, пройдя последовательно через датчик 27 скорости перемещений и нелинейный элемент 28 поступает на чертвертый вход регулятора 16 ЭДС, создавая с сигналами на первом и втором его входах такое сочетание, что тиристорный преобразаватель 13, воздействуя на двигатель 2, уменьшает скорость подачи инструмента на забой, если скорость вертикального перемещения плавучего бурового объекта меньше скорости подачи или осуществляет приподъем бурового инструмента, если скорость вертикальных перемещений превышает скорость подачи.

При изменении буримости породы изменяется скорость подачи инструмента, что вызывает изменение сигналов на выходе датчика ЭДС, а, следовательно, и на выходе регулятора

ЭДС. Благодаря этому изменяется напряжение на выходе тиристорного преобразователя и момент, развиваемый двигателем. В итоге изменяется скорость вращения двигателя, компенсируя влияние изменения буримости породы.

Таким образом, определение величины и скорости вертикальных перемещений плавучего бурового объекта и использование этой информации в сис" теме автоматического регулирования подачей долота позволяет изолировать влияние указанных возмущающих воздействий на процесс бурения при вертикальных перемещениях. Это, в свою очередь, повышает точность поддержания заданной нагрузки на долото, а следовательно, и среднюю скорость проходки скважины.

Формула изобретения

Регулятор подачи долота, содержащий датчик тока якоря, выход которого соединен с первыми входами датчика ЭДС и регулятора тока якоря, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя, датчик напряжения на якоре, выход которого подключен к второму входу датчика

ЭДС, выход датчика ЭДС соединен с первым входом регулятора ЭДС, датчик и задатчик веса .бурового инструмента, подключенные к соответствующим входам регулятора веса, выход которого соединен с вторым входом регулятора

ЭДС, выход регулятора ЭДС соединен с вторым входом регулятора тока якоря, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с целью повышения точности поддержания нагрузки на долото в процессе бурения при вертикальных перемещениях плавучего бурового объекта, регулятор снабжен датчиком вертикальных перемещений, сумматором, источником смещения, датчиком скорости перемещений и двумя нелинейными элементами, причем выход датчика вертикальных перемещений подключен к первому, а выход источника смещения — к второму входам сумматора, выход которого соединен с входом первого нелинейного элемента и через

1416676

Составитель В.Шилов

Техред А.Кравчук

Редактор Р.Середа

Корректор М. Мак симишин ец

Заказ 4044/31

Тирах 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР па делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 датчик скорости перемещений — с входом второго нелинейного элемента, при этом выход первого нелинейного элемента подключен к третьему, а выход второго нелинейного элемента— к четвертому входам регулятора ЭДС.