Устройство для автоматического управления процессом бурения

Устройство для автоматического управления процессом бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

О П И С А Н И Fili„7$)975

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВЧДЕТЕЛЬСТВУ (61) Доно IIIHTP!!ür,oå к авт. свид-ву— (22) Зая::лспо 29.11.78 (21) 2690696.22-03 (51) I1.Кл Е 21 В 45t00 с присоеди«сн«cм заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет— по лелем изобретений и открытий (53) УДК 622.24.08 (088.8) (43) Опубликовано 30.07.80. Б!Ол:!CTcii! X 2Ч (45) Дата or, убликования описания 30.07.801 (72) Авторы изобретения

В. К. Бицутя, Ю. М. Дунаев и H. A. Колесников (71) Заявитель

Гродненски!! ордена Трудового Красного Знамени нефтяной институт им. акад. М, Д. Миллионщикова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

YHPABËЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕИИЯ

1зобрстсы11с îf«ocIITc51 к гор1юму делу, Т О 1 П С С вЂ” Т = Х Н И 1 С I I Т С Х и О Л 0 1. И П Л З Т С М Я Т Ичсского управления процессом бурс!;ия прсимуKccTLснно глубоких скзажии.

Известно устройство подачи долота для бурения нефтяных и горных скважин, содсржашс" датчик скорости проходки:, блок рсгулпровяния осевой нагрузки и экстре млль«ый регулятор (1).

В этом устройстве произзодят подачу д".ííÎÃÎ c IÃHB:12 ня Вход экстрсз|а, lы10ГО регулятора и магкспмизируют скорость пзоходки регулированием осевой нагpyBI II на долото.

Известно устройство, содержащее датчик скорости бурения, блок регул! рован«я осевой нагрузки и экстремальный регулятор (2), Однако известное устройстзо не обеспечивает оптимальность процесса бурения.

Цел!в изобрете .!«я является обеспечение выбора оптимальных значений r!;!paileTров реж;!ма бурения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено квадратом, диффсренциатором, блоком функциональной защиты, делителем и нормнрующиьм преобразозг Гелем, прп этом вход экстремалыlorî регулятора черсз нормирующий преобразователь подкл î IBH к выходу делителя, один вход

Irciòîpîfo через килдратор, а другой вход через последовательно сосдинспныс блок функ,«опальной зящ«ты и дифферснциатор

cooTI.:ис;!ы; зыхо;ом „"àTHHêà скорости про5 хаг1ки, а Выход экстремального регулятора

«0:!К. !ЮЧСII K !ВХОДУ ОЛО1 .Л РЕГ5 Л1!РОВЯHIIß

ОССВО;I ЛГР; ЗКИ.

В дни«О..5! уст,Ойстве управления процессом б, pelt!!51 реял! зованы основные зли 1.О11ом. рн;1сти разруьцсния горных по!род.

1!1л чертеже «рсдстявлена структурная схе..!а устройства.

5 còðn",!c во содержит датчик 1 ско!зос!и прсхо;кп, Выход .Оторого соединен с вхо15 дя;111 к: ядряторя 2 и Гг!фференциаторл 3, св .зл11;lor .:-рсз блок 4 функциональной за«виты с входом делителя 5. Другой зход делителя подкопа,ен к выходу квадрлтора, л Выход делителя черсз пормирующий пре20 co злзоватс.-.ь о связан с экстремальным ре гул Topou 7, воз.1сйствующим на блок pe-., >oBa!I;:.-: О сво: нагрузки 8, В процессе работы текущее знач: пие с.ггпллл скорости «роходк!i поступает с Вы25 хода датчика 1 íà вход квадратора и

Вход диффсрс:щ! ",òoðà 8. На выходе,: .лдРЛТОПЯ ПОЯ.-ЛЯСТСЯ Cll! НЯЛ, 7IPO!IOP11HOIIBJlb«ый квадрату скорости проходки, а на вы о ic!I!IôôñðcHiIèBToðà 8 сформируется сиг30 нлл. «ропорционально!! производной от ско751975 рости проходки по времен|и. Этот сигнал функционально защищают от paneнства нулю и положительности знака в блоке 4 фу.нкциональной защиты чтобы искгпочить деление на нуль и случаи роста механической скорости проходки при переходе в менее прочные горные породы) при последу.ощс>t формировании критерия оптимизации. В этих случаях на Hhlxo, å блока 4 сохраняется предыдущее значение сигнала производной.

В делителе 5 формируется критерий оптимизации, который пропорционален отношсишо квадрата скорости проходки к мо дулю ускорения, который после необходимого нормирующего преобразования в преобразователе б подается на вход экстремального регулятора 7. Регулятор, зоздействуя на блок регулирования осевой нагрузки 8, отыскивает и поддсржиьаст максимальное значение указанного выше KpllTcрия оптимизации.

Измеряют скорость в процессе долблс,ния, затем синхронно выделяют сигнал, пропорциональный модулю:ускорен ия проходки. После этого формируют критерий,оптимизации, для чего осуществляют деление сигнала, пропорционального квадрату скорости проходки, на сигнал, пропорциональный модулю ускорения. Результирующий сигнал нормируют IA пода|от на вход экстремального регулятора, где затем максимизируют сформированный критерий оптимизации путсм регулирования осевой нагрузки на долото в течение всего рейса таким образом, что всегда получают максимальную проходку на долото.

Внедрение данного способа автоматического управления процессом бурения позголяст оптимизировать роторнос бурение и сбеспсчиваст прогнозируемый средний рос г проходки на долото по сравнению с нсоп тимизпрованным бурением на 48% при спи>ксшш себестоимости бурения íà 22% и экономии долот íà 80% в расчете на три скважины.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления процессом бурения, содер>кащее дат;ик скорости проходки и экстремальный регулятор, связанный с олоком рсгулирования осевой нагрузки, о тли ч а ю ще е с я тем, что, с целью обеспечения выбора оптимальг ых значений параметроп режима бурения, устройство снабжено квадратором, диффсрснциатором, блоком функциональной за20 Шиты, делителем и нормирующим преобразователем, при этом вход экстремального регулятора через нормирующий нреобразователь подключен к выходу делителя, один вход которого через квадратор, а другой

25 вход через последовательно соединенные блок функциональной защиты и дифферснциатор соединены с выходом датчика скорости проходки, а выход экстремального регулятора подключен к входу блока pcl óЗО лирования осевой нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Вольгемут Э. А. vt др. Устройство подачи долота для бурения нефтяных i горных скважин. М., «Недра», 1969, с. 145—

152.

2. Авторокое свидетельство СССР

Хо 447700559922, кл. Е 21 В 45/00, 17.09.75.

751975

Составитель Г Данилова

Техред В. Серякова Корректор И. Осиповская

Редактор Д. Павлова

Тпп. Харьк. фил. пред «Патент»

3; каз 842/1012 Изд. М 369 Тираж 626 Подписпос

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР пэ делам изобретений и открытий

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