Способ определения веса бурового инструмента

Способ определения веса бурового инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6)) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04 75 (21) 2126843/03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.08.77.Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 15.09,77

Союз Советских

Социалистических

Республик (ll) 567807 а (51) М. Кл.

Е 21 В 45/00

Государственный иаиитет

Совета. Министров СССР ео делам изобретений и открытий (53) УДК 622.248.1 (088.8) (72) Авторы изобретения Б, И, Сорокотягин, Ю. М. Дунаев и В. Г. Крупельницкий

Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации добычи нефти, транспорта и хранения газа (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ BECA БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото в процессе бурения нефтянъ х и газовых скважин. 5

Известен способ измерения веса бурового инструмента с помощью силоизмерительных преобразователей, установленных на буровом крюке или вертлюге, позволяющий нецосредственно измерять вс урового инструмен- ip та (11.

Трудоемкость изготовления специальных преобразователей значительной грузоподъемности и габаритов, сложность их замены и недостаточно надежная связь преобраэовате- 15 ля с показывающим прибором - все это препятствует использованию данного способа в буровой практике.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения веса бурового инструмента путем измерения натяжения неподвижного конца талевого каната (21.

Однако при одном и том же значении веса инструмента, т. е. при одной и той же компоновке буровой колонны, силовоспринимающий преобразователь, установленный на неподвижной ветви талевого каната, выдает различные значения выходного сигнала в зависимости от направленности движения инструмента. Относительная разница между значениями выходного сигнала, видаваемыми измерительным преобразователем в состоянии покоя и значениями, выдаваемыми при спуске и подъеме бурового инструмента, имеет прежде всего различные знаки, а в свою очередь при пересчете к приведенной погрешности измерений изменяется в широком диапазоне от 6,5% до 23%.

Это происходит в силу влияния КПД талевой системы на перераспределение натяжений в самом талевом блоке и в неподвижном конце талевого каната, что снижает точность измерений и искажает динамчку процессов бурения.

Цель изобретения — повышение точности определения веса инструмента за счет введения поправки в измеряемую величину натяжения каната при движении инструмента.

Ilene достигается тем, что опред..ляют направление движения инструмента, а е

М7807

Выделив общую часть выражений (5) и (7), получим: 37

К= К.„

4 Ит -(.1- Ч) (8), Относительнаа разница между значениями

2 1 где Р— усилие натяжении неподвижного конца талевого каната

fl - число струн каната, несущих та- левый блок; — КПЙ одного вращающегося ролика; 0 т1 - — КПД последнего ролика кронблока м (под неподвижным концом талевого каната);

А — коэффициент, определяемый направлением движения инструменте, 1Б равный при спуске инструмента

2 tl-4

1, а при подъеме - - /g

На чертеже изображена блок-схема, поясняющая предлагаемый способ.

Способ заключается в следующем. 20

По усилию Р натяжения неподвижного конца талевого каната вес О бурового инструмента определяется как произведение этого усилия на число П струн, несущих талевой блок". (10}; бурового инструмента вычисляют по формуле:

1- ч;«-ч)

А

),,) М-1 (9).

Используя полученные выражения (8} и (9) и анализируя технологические операции процесса бурения, можно сформулировать основной вывод о том, что дла определения истинного значения веса бурового инструмента цо натяжению неподвижного конца талввого каната необходимо корректировать измеренные натяжения перед последующим отображением измеряемой величины в зависимости от признака движения инструмента по алгоритму:

И

9=Р

Ч qM(3 Ч ) (11), при спуске

Р= Р„К (4)

Поставив в уравнение (4) значения из урав-50 пений (1) и (2), получим: н („ ) (5), а при подъеме соответственно:

2 2 откуда le«- q

y (, )qМ-1 (7). 60

Однако эта формула справедлива лишь при условии, когда талевая система буровой установки находится в состоянии покоя, З0

В зависимости от направления движении инструмента натяжения неподвижного конца талевого каната описываютса уравнениями (- l)ll

Р„= И (g), З5 с -q) q" нри подъеме 2 = Ч „(„(3).

Р и

Ч

Анализ уравнений (1), (2) и (3) позволяет сделать выводы о значительном влия- нии динамики талевого блока на определение натяжения неподвижного конца каната и веса бурового инструмента.

Чтобы исключить это влияние, считаем, что усилие натяжения неподвижного конца каната в покое и при спуске связаны соотношением: где А — коэффициент, определяемый направлением движения, равный при спуске 1, а при подъеме—

-А 1м

Ч"-"

Введение поправки в измеряемую величину повышает точность контроли веса бурового инструмента, На чертеже изображено устройство дла реализации предлагаемого способа.

Устройство включает первичный измерительный преобразователь 1 веса бурового инструмента, блок 2 коррекции выходного сигнала, показывающий прибор З и формирователь сигналов 4 о направлении движения бурового инструмента, Устройство работает следующим образом.

При движении бурового инструмента вниз формирователь сигналов 4 о направлении движения бурового инструмента выдает управляющий сигнал, по которому блок 2 коррекпии выходного сигнала осуществляет деление текущих значений сигнала от первичного измерительного преобразователя 1 веса бурового инструмента на требуемый коэффициент К, а при наличии сигнала о подъеме инструмента блок 2 коррекции выходного сигнала осуществляет умножение сигнала от первичного измерительного преобразователя веса инструмента на требуемый коэффициент К>.

567807

Составитель Н. А. Туленинов

Редактор С, Титова Техред 3. Фанта Корректор А. Гриценко

За к аз 2 706/2 2 Тираж 757 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4i5

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

Изменения значений коэффициента К и

К осуществляются бурильшиком вручную в зависимости от вида применяемой оснастки талевого олока. Скорректированный сигнал отображается показываюшим прибором

3, Умножением показаний прибора на число струн каната, несущих талевой блок, и применением сменных шкал прибора обеспечивается определение веса бурового инструмента. 10

Обеспечивая повышенную точность измерения веса бурового инструмента,в свою очередь осуществляются косвенным путем повышение точности контроля осевой нагрузки на долото-одного из важнейших технологических параметров бурения, Особенно высоки технико-экономические показатели данного способа и устройства при бурении глу-. боких скважин в морском бурении. Ориентировочный экономический эффект составляет 20

9,3 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ определения веса бурового инструмента путем измерения натяжения неподвижного конца талевого каната. о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности за счет введения поправки в измеряемую величину натяжения каната при движении инструмента, определяют направление движения инструмента, а вес бурового инструмента Q вычисляют по формуле:

1- т q-„(-q) где P — усилие нат жения неподвижного конца талевого каната;

Н - число струн каната, несуших талевый блок;

КП,О, одного врашаюшегося ролика: м д- КПД последнего ролика кронблока, (под неподвижным концом талево- го каната)

А — коэффициент определяемый направлением движения инструмента, равный при спуске инструмента 1 и при подъеме — ga /т(Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе:

1. Мелик-Шахназаров А. М., Гробштейн А. С. Приборы для контроля веса бурового инструмента, М.,"Недра", 1961,ñ. 5-23, 2, Исакович P. Я. Технологические измерения и приборы, М., Недра, 1970, с. 338-343.