Устройство для измерения условного износа породоразрушающего инструмента

Устройство для измерения условного износа породоразрушающего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 11 590432

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.06.76 (21) 2374080/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 02.02.78 (51) М. Кл.-" Е 21В 13/00

Е 21В 45/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР до делам иаабретений и открытий (53) УДК 622.245(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. H. Семенцов и А. А. Шаповал

Ивано-Франковский институт нефти и газа (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСЛОВНОГО ИЗНОСА

ПОРОДОРАЗРУШАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к устройствам автоматики и информационно-измерительной техники и может применяться в нефтяной и газовой промышленности для измерения ус;I o B н О Г О и 3 H o c 2 B o o p ) ж е н и я и О р О д О р 3 s p ) ш а ющего инструмента при бурении нефтяных и газовых скважин.

Из вестно устройство для определения состояния породоразрушаю щего инструмента ,косвенным методом по характеру перемещения б1 рильной колонны (1).

Наиболсс близким техническим решением по сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения условного износа .породоразрушающего инструмента, содержащее преобразователь времени бурения,,прсобразоватсль приращения проходки, преобразователь осевой нагрузки, запоминающие узлы, устройство (блок) управления, делительнос устройство (блок) и индикатор. Известное устройство реализует алгоритм Е,.=

=АТ/ЬН (1), где L — условный износ долота; ЛН вЂ” приращение подачи; ЬТ вЂ” интервал времени, в течение которого достигается приращение подачи ЛН, Приращение, подачи в

-:аком устойстве для конкретного режима, бурения выбирается постоянным (2).

Однако изменение подачи бурильного инструмента IBQ времени при подаче с тормоза лебедки носит дискретный характер, в связи с чем при измерении условного износа Е с постоянным шагом квантования подачи

Hii>ii= coIlsf. имеется систематическая погрешность его измерения.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения условного износа от дискретизации путем определения момента измерения.

Это достигается тем, что предлагаемое уст10 ройство снабжено формирователем импульсов и делителем частоты, при этом, выход преобразователя осевой нагрузки подключен к одному из входов блока управления через последовательно соединенные формирователь

15 импульсов и делитель частоты.

На фиг. 1 .представлена структурная схема предлагаемого устройства; на, фиг. 2 — примеры графиков изменения во времени подачи

20 буро|вого инструмента и осевой нагрузки на

ДОЛОТО.

Из графиков на фпг. 2 видно, что подачу инструмента производят циклп 1ески. При этом длительность цикла непостоянна и скла25 дывается из .перемещения на величину ЛЙ; за время очередной подачи И;; и перемещения 6/I, за, время Ë/; свободной разгрузки бурового инструмента, которое вызвано деформацией тале вого каната при изменении осе30 вой нагрузки на величину Af;. При таком ха590432 (2) (5) и относительной(100,, ==

Е, оЕу

ЛН ой„

65 рактере перемещения бурового инструмента истинное значение условного износа равно

» » (Ы, - - of,)

i =.1

Еу—

Х (Л/1, + ofi)

i ""1 где n — - количество циклов подач бурового инструмента.

Максимальная погрешность измерения условного из носа .получается при совпадении окончания шага квантования подачи с окончанием очередной подачи бурового инструмента, т. е. когда

Н„,„= g (Л/1, + 66,) — Ц1, = hH — oh (3)

i -1

При этом измеренное значение приращения времени Т»„, равно

Т„,„= g (Ы1+ ot1) — Ы„: — ЬТ вЂ” Л1„, (4) а измеренное значение условного износа виэм ЛН ЛН -„1, Учитывая (1) и (4), получаем выражения для оценки абсолютной

Л Т вЂ” fI.fn Л Т ЛТьй — — ЛНЛ1

ЛН Ы... ЛН ЛН(ЛН вЂ” й„) погрешностей измерения условного износа породоразрушающего инструмента.

Из выражения (6) следует, что уменьшения относительной погрешности измерения можно достичь путем увеличения шага квантования подачи. При этом уменьшается час:тота .получения отсчетов.

Однако минимальное значсHHL погрешности измерения условного износа без уменьшения частоты получения отсчето в можно получить прн условии H,» „— = ЛИ, т. е. при нз:1срснии рассматриваемо" î параметра в мо.1енты очередных подач бурового инструмента.

Устройство содержит преобразователь вре11сни бурения 1, преобразователь 2 приращения проходки, преобразователь осе вой нагрузки 3, формирователь импульсов 4, делитель частоты 5, блок управления 6, запоминающие узлы 7, 8, 9, делительный блок 10 и индикатор 11.

Преобразователь времени бурения 1 подсоединен к входу запоминающего узла 7.

Преобразователь 2 приращения проходки установлен на вышке буровой установки, 5

33

50 3 3

Привод преобразователя 2 осуществляется с помощью шкива, через который переброшен тросик, прикрепленный одним концом к вертлюгу, а другим — к противовесу (на чертеже не показаны). Выход преобразователя 2 подсоедине н к,входу запоминающего узла 8.

Преобразователь осевой нагрузки 3 устанавли вается на неподвижном конце талевого каната (на чертеже не показан) и через формиро ватель им пульсов 4, делитель частоты 5 и блок управления 6 подсоединен к запоминающим узлам 7 и 8. Выходы запоминающих узлов 7 и 8 связаны с,входами делительного блока 10. Выход делитель ного блока 10 присоединен к запоминающему узлу 9, один выход которого обратной связью соединен с блоком v правления 6, а, другой — с индикатором 11.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии выходы запоминающих узлов 7 и 8 закрыты. От преобразователя,времени бурения поступает сигнал на вход запоминаю щего узла 7. Одновреме нно от преобразователя 2 приращения проходки подается сигнал на вход запоминающего узла 8. При очередной, подаче бурильного инструмента от преобразо вателя осевой нагрузки 3 через формирователь импульсов 4 на вход делителя частоты 5,поступает импульс. ь1ерез число импульсов, соответствующее установке величины шага дискретизации

КТ»», и о пределяемое коэффициентом деления делителя частоты, в устройство управления подастся сигнал, отпирающий запоминающие узлы 7 и 8. С выходов последних поступают сигналы, пропорциональные текущим значениям ЛТ»,;„и Л11»,,„на делительный блок 10, где осуществляется операция деления согласно выражения (2). Результат деления регистрируется запоминающим узлом 9 и отображается индикатором 11. Одновременно с осуществлением операции деления происходит накопление сигналов для следующего измерения. После поступления очередного импульса с выхода делителя частоты полученный результат предыдущего измерения с помощью устройства управления снимается и осу цествляется очередной цикл измерения.

Использование устройства с описанной управляющей цепочкой позволяет уменьшить погрешность измерения условного износа породоразрушающего инструмента по сравнению с известными устройствами, что дает возможность получить более достоверную информацию о состоянии породоразрушающего инструмента при бурении скважины.

Формула изобретения

Устройство для измерения условного износа породоразрушающего инструмента, содержащее преобразователь времени бурения,,преобразователь приращения .проходки, преобразователь осевой нагрузки, запоминаю590432

-1 щие узлы, блок управления, делптельный блок и индикатор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения условного износа от дискретизации путем определения момента измерения, оно снабжено формирователем импульсо в и делителем частоты, при этом выход преобразователя осевой натраузки подключен к одному из входов блока управления через последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты.

Источниии информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР № 463779 кл. Е 21В 45/ОО, 1974.

2. Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений. Сборник, вып. 9. Издво Львовского университета, 1972, с, 93 — 95.