Устройство для определения рациональных режимов бурения и каротажа скважин по буримости горных пород

Устройство для определения рациональных режимов бурения и каротажа скважин по буримости горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii)983258 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11.05.81 (21) 3299222/22 03 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

Е 21 В 44/00

Е 21 В 19/08 (Ва,тАарстааннь(а какнтат

СССР

ОпУбликовано 23.12.82; Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 23 12 82 ао делам нзабретенкй н открытий (53) MKS22.24..082 (088.8) В. Б. Ушаков, Л. А. Ткаченко, Ю. В, Плеханов, В. Ф. Устинов и Г. М. Ковин j г (72) Авторы изобретения,/

Северо — Кавказский филиал Всесоюзного научно — исследовательского . х . (( и конструкторского института "Цветметав гоматика" -" -..

t (71) Заявитель ( е (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ

БУРЕНИЯ И КАРОТАЖА СКВАЖИН ПО БУРИМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

1 !

Изобретение относится к шарошечному бурению взрывных скважин на карьерах, в част-. ности к устройствам автоматического отбора информации о параметрах бурения.

Известно устройство для каротажа скважин по буримости, когорое производит запись механической скорости бурения в функции глубины скважины (1) и (2).

Однако показания этого устройства в значительной степени определяются парамеграми режима бурения.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения рациональных режимов бурения, которое содержиг блок селективных сумматоров, блок выбора максимального уровня сигнала и переключатель, причем выходы узла конгроля и учета параметров. работы бурового станка связаны с вхо. дами блока селективных сумматоров и через переключатель с входами блока выбора максимального уровня сигнала, выходы которого подключены к входам блока селекгивных сум маторов (3) .

Недостатком известного устройства является невозможность его применения для пород перемещающейся крепости, поскольку сочетания скорости бурения V, осевой нагрузки P и частоты вращения W, фиксируемые в блоке

5 селективных сумматоров, зависят не только от парамегров режима бурения, но и от прочностных свойств разбуриваемых пород.

Целью изобретения является повышение точности определения рациональных режимов бурения в породах перемещающейся крепости, а также повышение гочности каротажа скважин по буримости горных пород.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения рациональных режимов !

:бурения и карогажа скважин по буримости горных пород, содержащее станцию учета и контроля параме гров бурения. соединенную через блок выбора максимального уровня сигналов с блоком селективного суммагора, дополнительно снабжено двумя блоками выбора максимального уровня сигналов, . распознающими матрицами и элементами запрета, причем вылоды станции конгроля и учета параметров

3258 4 между входами распознающих матриц таким образом, чтобы сочетания Р, W, Ч, свойственные одной горной породе, имели место только в одной распознающей матрице.

При бурении горной породы с неизменными прочностными свойствами на постоянном режиме у элементов И, находящихся на пересечении определенных "строки *и "столбца" каждой распознающей матрицы, заполнены

10 два входа (на каждом из них присутствует сигнал "1"), Третий же вход будет заполнен только у одного элемента в одной матрице, так как одному и тому же сочетанию P, W в разных

15 матрицах соответствуют различные значения скорости бурения Ч.

Выходной сигнал этого сигнала через n „ входовой элемент ИЛИ данной матрицы появляется на ее выходе. э0 Этот выходной сигнал, пройдя через элемент запрета, соответствующий данной матрице, дает разрешение на включение одной группы селективных сумматоров, регистрирующей итоговые и средние значения параметров бурения для

25 данного класса горных пород.

При изменении параметров режима бурения установится новое сочетание P, W. Теперь по два входа будет заполнено у других элементов И, находящихся на пересечении новых "строки" и "столбца" в каждой распознающей матрице.

Однако, если свойства буримой породы не изменились, сигнал останется на выходе той же самой матрицы.

При бурении другой породы на прежних

3S или изменившихся режимах бурения, сигнал появится на выходе другой матрицы, так как только в ней имеется элемент И, у которого все три входа будут заполнены при данном сочетании P, W, Y.

Выходной сигнал этой матрицы, пройдя через соответствующий элемент запрета, -дает разрешение на включение другой группы селективных сумматоров, соответствующей новой

45 буримой породе.

При переходе из одной породы в другую возникают зоны пересечения подобластей, соответствующих различным горным породам (заштрихованы на фиг. 3), где возможно появление сигнала одновременно на выходах двух

50 матриц. Для предотвращения этого в устроистве предусмотрены элементы запрета.

Использование изобретения позволит получить зкономический эффект 36 тыс. руб.в год.

3 98. бурения соединены с входами блока селективных сумматоров, а через пбследовательно включенные блоки выбора максимального уровня сигналов, распознающие матрицы и элементы запрета, выходы станции учета и контроля сое динены с другими входами блока селективных сумматоров.

Распознающая матрица состоит из набора трехвходовых элементов И и ИЛИ, причем выход каждого элемента ИЛИ соединен;э с входом одного из элементов И, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ.

На фиг. 1 представлена функционально— структурная схема устройства; на фиг. 2—, функциональная схема распознающей матрицы; ! На фиг; 3 — пример распознавания двух классов разбуриваемых пород.

Устройство содержит станцию 1 учета и контроля параметров бурения . три блока 2 — 4 выбора максимального уровня сигнала, выходы. которых распределены между входами распознающих матриц 5 — 7 таким образом, чтобы. в каждой матрице имелись все возможные сочетания P и W, а выходы блока 4 распределяются по результатам опытного бурения, на этапе которого определяются все возможные сочетания Р, W и Ч для каждой разбуриваемой породы. Выходы распознающих матриц через элементы 8 — 10 запрета поступают на входы элементов И блока 11 селектнвных сумматоров, количество групп которого определяется количеством распознаваемых горных пород.

Распознающая матрица содержит набор и д трехвходовых элементов И, где и и k— количество уровней квантования частоты вра щения и осевой нагрузки соответсвенно, а также пх, входовых элементов ИЛИ.

Вторые входы элементов И селективных сумматоров соединены с выходами станции учета и контроля йараметров бурения.

Вход каждого трехвходового элемента И каждой матрицы, предназначенный для введения информации о.скорости бурения, соединен с выходом блока 4 (фиг. 1) через

Р-входовой элемент ИЛИ, где Р— количество уровней квантования скорости бурения, приходящихся Hà одноi . сочетание Р, W.

Работает устройство с предварительно

"обученными" распознающими матрицами следующим образом.

"Обучение" производится на основании опытного бурения небольшого объема горных пород с различными свойствами на различных сочетаниях Р, Ч/. При опьпном бурении на станции 1 фиксируются параметры режима бурения:Р и W, а также скорость бурения Ч, Затем, в соответствии с полученными результатами, выходы блоков 2 — 4 распределяют

Формула изобретения

1. Устройство для определения рациональных режимов бурения и каротажа скважин по Gy983258

5 римости горных пород, содержащее станцию учета и контроля параметров бурения, соединенную через блок выбора максимального уров ня, сигналов с блоком селективного сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения точности определения режимов бурения и каротажа скважин в перемещающихся по крепости. породах, оно дополнительно снабжено двумя блоками выбора максимального уровня сигналов, распознающи- тЭ ми матрицами и элементами запрета, причем выходы станции учета и контроля параметров бурения соединены с входами блока селективных сумматоров, а через последовательно включенные блоки выбора максималь- тв ного уровня сигналов, распознающие матрицы и элементы запрета, выходы станции учета и контроля соединены с другими входами селек тивных сумматоров.

2. Устройство по п. 1, о т л и. ч а ющ е е с я тем, что, с целью исключения влияния параметров режимов бурения на пе казатель буримости горных пород, распознаю- щая матрица состоит иэ набора трехвходовых элементов И и ИЛИ, причем выход каждого элемента ИЛИ соединен с входом одного из . элементов И, выходы которых соединены с. входами элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Куликовский Л. Д., Ушмаев В. И, Информационно — измерительные системы для управления процессом бурения. М., "Недра", 1972, с. 24.

2. Фийгерит M. А. Рациональная эксплуатация шарошечных долот. М., "Недра", 1965.

3. Авторское свидетельство СССР М 501142, кл. Е 21 В 19/08, )976.

983258

Мастотпа 8ращения й)

Рссе. 5,Составитель 8. Варламов

Хехред Е.Харитончик корректор А. ДзЯтко

Редактор О. Половка

Г1одписное

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

Заказ 9862/36 Тираж 623

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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