Устройство для измерения осевой нагрузки на долото

Устройство для измерения осевой нагрузки на долото

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистиивских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено14,09.71 (21) 1697414/03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано25.09.77»Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания15.10.77 (!1) 57357:3 (5l) М. Кл.

Е 2 В 19/08

Государстаенный комитет

Совета Министроа СССР оо делам иэооретений и открытий (53) УДК 62 2, 24 2 (088.8) Ю. N. Дунаев, Ю. Г. Кандабаров, О. В. Пилюцкий, Г. М. Кузнецов, В. П. Быганков, P. Э. Капланов и B. В. Шевче (72) Авторы изобретения

Специальное проектно-конструкторское бюро с автоматизации добычи нефти, транспорта и х газа "Нефтегазавтоматика" (71) Заявитель (54) УСТРОЙ ТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОЙ

НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО

Изобретение касается процесса бу рения, а именно техники автоматического управления и может быть использовано в информационно-измерительных системах бурения скважин.

Известны устройства для контроля и полуавтоматического измерения осевой нагрузки на долото(1 .

Данные устройства обладают ограниченной точностью измерения, низкой надежностью, а также не исключают ошибок, возникаюших при измерении веса бурового инструмента в динамике.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению являетс.- устройство для измерения осевой нагрузки на долото, включаюшее датчик веса, подключенный через согласуюшее звено к с„ мматору, блок памяти и показываюшие и регистрирующие приборы (2).

Однако это устройство также не обеспечивает высокой точности измерения.

Белью изобретения является повышение точности измерения.

Достигается это тем, что устройство снабжено индикатором работы ротора, индикатором готовности инструмента к бурению, порог овы ми устройствами, элементом П ирса, элементом задержки, формирователем вре5 менных интервалов и схемой совпадения, входы которой подключены через первый, второй и третий пороговые элементы соответственно к выходам датчика веса, индикатора работы ротора и индикатора готовности

О инструмента к бурению, а выход схемы совпадения подключен к первому входу блока памяти через элемен задержки и формирователь временных интервалов, при этом входы элемента Пирса соединены с выходами пороговых ycтройств, а выход элемента

Пирса подключен к второму- входу блока памяти и к второму входу формирователя временных интервалов, третий вход которого соединен с выходом датчика веса.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения осевой нагрузки на долото.

Устройство содержит датчик веса 1, индикатор 2 работы ротора, индикатор 3 готовности инструмента к бурению, пороговые

573570 элементы 4, 5 и 6, схему совпадения 7, элемент Пирса 8, элемент задержки 9, формирователь 10 временных интервалов согласуюшее звено 11, блок памяти 12, сумматор 13, показываюшие и регистрируюшие приборы 14 и 15.

I à6îràår устройство следуюшим образом.

Электрический сигнал or датчика веса 1 подают на показываюший и регистрирующий прибор 14. Этот сигнал пропорционален как обшему весу колонны на крюке в период взвешивания, так и текущему значению веса холонны в период бурения. Сигналы с датчика веса 1, индикатора 2 работы ротора и индикатора 3 готовности инструмента к бу- 15 рению через первый, второй и третий пороговые элементы 4,5 и 6 подаются на схему совпадения 7 и одновременно на элемент

Пирса 8.

Индикатор 2 работы ротора формирует 20 сигнал об установившемся движении ротора.

В качестве этого индикатора может быть либо датчик оборотов ротора, либо датчик крутящего Motv. åírà на роторе, либо датчик нагружения ротора, выполненный в виде тран-25 сформатора тока, установленного в шине питания привода ротора, который позволяет по изменению тоха, потребляемого приводом ротора, судить об установившемся движении стола ротора. 30

Индикатор 3 готовности инструмента к бурению выдает сигнал, предшествуюший началу разрушения горных пород. B качестве его может быть использован либо датчик давления, либо датчик подачи инструмента 35 к забою.

Пороговые элементы 4, 5 и 6 повышакт помехозашишенность по уровням сигналов и защишают остальную часть измерительной схемы от ложных срабатываний. Наличие 40 всех трех сигналов с пороговых элементов

4, 5 и 6 на входах схемы совпадения 7 через элемент задержки 9 позволяет сработать формирователю 1 0 временных интервалов,подключенному третьим входом х выходу 45 датчика веса 1.

Это обусловлено тем, что наличие трех вышеуказанных сигналов позволяет довольно однозначно судить о подготовленности всего оборудования и инструмента к процессу буре-50 ния, т.е. компоновка колонны захончена, колонна снята с элеватора, циркуляция промывочной жидкости восстановлена и производится проворачивание колонны с последуклцим встряхиванием на спуск для устранения зави-55 саний и затираний инструмента. Это позволяет получить наиболее действительное значение общего веса колонны на крюхе.

Именно в этот момент срабатывает формирователь 10 временного интервала, кото- 6О

4 рый подключит через первый вход блок памяти 12 на время, достаточное для запоминания электрического сигнала от датчика веса 1, соответствующего обшему весу колонны на крюке. В зависимости от формы электри че ского сигнала блок памяти 1 2 може т быть выполнен, например, в виде регистра, нагруженного на преобразователь кода в электрический сигнал, подаваемый на вход сумматора 13. Сюда же через согласуюший элемент 11 поступает электрический сигнал, пропорциональный текушему значению веса колонны на крюке. На выходе сумматора

13 выделяется абсолютная величина разности между полным весом колонны и его текушим весом, характеризуюшая осевую нагрузку на долото. Этот сигнал отображается показываюшим и регистрируюшим прибором 15.

Так как сигналы с выходов пороговых элементов 4, 5 и 6 одновременно подаются на входы элемента Пирса 8, то отсутствие сигнала на выходе элемента Пирса 8 и на вторых входах блока памяти 12 и формирователя 10 временного интервалов подтверждает разрешение на запоминание информации в блоке памяти 12. Отсутствие одного из сигналов на входе элемента Пирса

8 технологически означает прекрашение процесса разрушения и на выходе элемента Пирса 8 появится запрешающий сигнал, подаваемый на вторые входы 10 формирователя временных интервалов и блока памяти 12 для сброса памяти и подготовки записи нового значения электрического сигнала, соответствуюшего новому значению обшего веса холонны на крюке.

При последукяцйм переходе к бурению все процессь повторяются вновь автоматически с методическим исключением погрешностей переходного процесса взвешивания колонны и измерения осевой нагрузки на долото.

Применение предлагаемого устройства позволяет оптимизировать процесс разрушения горных пород и рациональную отработку долот.

Ф ормула изобретения

Устройство для измерения осевой нагру ки на долото, включающее датчик веса, подключенный через согласуюшее звено к сумматору, блок памяти и показывакяцие и регистрируюшие приборы, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено индикатором работы ротора, индикатором готовности инструмента к бурению, пороговыми устройст573570

Составитель А. Колосов

Техред Н. Андрейчук Корректор M. Демчик

Редактор E. Полионова

Заказ 3730/24 Тираж 757 Подписное

КНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

IIo делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вами, элементом Пирса, элементом задержки, формирователем временных интервалов и схемой совпадения, входы которой подключены через первый, второй и третий пороговые элементы соответственно к выходам датчика веса, индикатора работы ротора и индикатора готовности инструмента к бурению, а выход схемы совпадения подключен к первому входу блока памяти через элемент задержки и формирователь временных интер- Ip галов, при этом входы элемента Пирса соединены с выходами пороговых устройств, а выход элемента Пирса подключен к второму входу блока памяти и к второму входу

6 формирователя временных интервалов, третий вход которого соединен с выходом датчика веса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Мелик-Шахназаров А. M. и др. Приборы для контроля веса бурового инструмента, N., Недра", 1971, с. 92-96.

2. Белоусов В. Н. и др. Полуавтоматическое устройство для измерения веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото — Труды. Куйбышев НИИНП Бурение". Вып. 41, Куйбышев, 1969, с. 262266.