SU1055863A1 - Способ управлени буровым агрегатом и устройство дл его осуществлени - Google Patents
Способ управлени буровым агрегатом и устройство дл его осуществлени Download PDFInfo
- Publication number
- SU1055863A1 SU1055863A1 SU782652601A SU2652601A SU1055863A1 SU 1055863 A1 SU1055863 A1 SU 1055863A1 SU 782652601 A SU782652601 A SU 782652601A SU 2652601 A SU2652601 A SU 2652601A SU 1055863 A1 SU1055863 A1 SU 1055863A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- drilling
- unit
- inputs
- values
- mode
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 13
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 claims 1
- 239000013643 reference control Substances 0.000 claims 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 10
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
1. Способ управлени буровым агрегатом , основанный на измерении механическсй скорости бурени , опрецелении, зааании и регулировании нагрузки на цолото и cKopocTH-jpro вращени в режимах опробовани и бурени и формировании управл ющего сигнала на исполнительные механизмы в заданном режиме работы, о т л ичающийс тем, что с целью повышени производительности бурового агрег;ата за счет сокращени длительности бурени при неоптимальных величинах управл ющих воздействий , в первом и каждом последующем тактах режима опробовани определ ют величину изменени механической скорости бурени , по которой корректируют нагрузку на долото и скорость его вращени , и формируют оптимальные упр 1вл ющне сигналы на дополнительные механизмы дл каждого последующего такта, при совпадении величин измер емых параметров в двух последующих тактах формируют сигнал перехода к режиму бурени , при котором задают оптимальнью дискретно-переменные уровни нагрузки на долото и скорости его вращени , в каждом такте режима бурени отслеживают изменени механическс скорости его вращени и по отклонению от оптимальных заданных уровней формируют сигналы перехода к режиму опробовани и задани управл ющих сигналов на исполнительнью механизмы дл его первого такта. 2. Устройство дл осуществлени спо (Л соба по п. 1, содержащее пульт бурильщика , цифроаналоговый преобразователь, локальные сигналы регулировани нагрузки на долото и скорости вращени допота, датчики технологического процесса бурени , таймер и блок контрол значений параметров процесса, отличающе.ел ел е с тем, что, с целью повышени производительности бурового агрегата за сх счет сокращени длительности бурени при а неоптимальных величинах управл ющих воздействий, устройство снабжено блокасо ми последовательного ввода параметров, формировани режимов, определени уточненных значений параметров, передачи данных, формировани оптимальных уставок управл ющих воздействий, коррекции параметров, дискретного усреднени механической скорости бурени и двум запоминающими блоками, к входам первого из них подключены через последовательно соединенные блоки последовательного ввода параметров и определе
Description
ки уточненных значений параметров выхоаы пульта бурильщика, а соответствующие вьосоаы первого запоминающе го блока поаключены через блок конт рол значений параметров к вхоцам блока формировани режимов, через блок передачи аанных к вхоаам второго запоминающего блока и непосрецственно к входам блока определени уточненных значений параметров, к другому входу которого подключен выход блока усреднени механической скорости бурени , причем вход последнего соединен с одним из выходов таймера, к входам кото рого подключены соответствующие выходы пульта бурильщика и блока фор63 мировани оптимальных уставок управл - ющих воздействий, два входа которого соединены с вторым выходом таймера и одним из выходов блока формировани режима, второй выход которого и выходы второго запоминающего блока подключены через блок коррекции параметров к двум другим входам блока формировани оптимальных уставок управл ющих воздействий, при этом четыре его выхода попарно подключены к соответствующим входам пульта бурильщика и цифроаналогового преобразовател , к двум другим входам которого подключены соответствующие выходы пульта бурильщика.
Изобретение относитс к технике регулировани и может найти применение в устройствах управлени установками ме|Ханического разрушени горных пород. Механическое разрущение горных пород , например роторное бурение, св зано с тем, что в зависимости от литологйческого типа буримой породы должно i производитьс задание управл кнцих воздействий по нагрузке на породоразрущающий инструмент и скорость его вращени . Нахождение управл ющих воздействий св зано с посто нным контролем процесса и определено текущим состо нием инстру мента и буримой породы. Дл формировани управл ющих воздействий в автоматизированных системах используетс адаптивное устройство. Адап тивное устройство содержит модель техно логического процесса бурени , уточн емые параметры которой наход тс в ходе бурени и завис т от типа используемого долота н буримой породы. Параметры долота ввод тс в адаптивное устройство перед .началом бурени . Параметры буримой породы перец началом бурени неизвестны либо известны приближенно. Определение параметров буримой породы осуществл етс в хоце. технологического процесса бурени и занимает длительное врем . Продолжительность указанного режик4а определ ет врем нерационального использовани инструмента и при .бурении глубоких скважин сушественНО сказываетс .на производительности, так как с увеличением глубины продолжительность бурени одним долотом (проходка на долото) резко сокращаетс . Рациональное использование ресурса работы долота за счет совершенствовани способов и устройств управлени вл етс одним из основных направлений по увеличению производительности буровых установок глубокого и сверхглубокого бурени . Известна система автомагизированно1-х управлени , предполагающа св зь оператора с процессом через вычислительную . мащину ij . Известны также системы автоматического управлени , обеспечивающие оптимизацию режима бурени по критерию минимума стоимости метра проходки 2 .. Однако системы не работают в реальном масштабе времени и также не предусматривают оперативной оценки тех- нолс гнческой ситуации, В системе ДАТ информаци от датчиков, установленных на буровой, преобразуетс из аналоговой в цифровую форму, кодируетс на перфоленте и по телетайпу передаетс в вычислительный центр, где ЦВМ периодически подключаетс к обслуживанию буровой и информаци анализируетс с целью корректи{$овки программы бурени . Результаты расчета передаютс по телетайпу на буровую и используютс бурильшиком дл управлени привоцами исполнительных механизмов вручную. Таким образом, активный поиск информации и оперативное использование его результатов невозможно. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ управлени буровым агрегатом, основанный на измерении механической скорости бурени , определении, заданий и регулировании нагрузки на долото и скорости его вращени в режимах опробовани и бурени и формировании .управл ющего сигнала на исполнительные механизмы в заданном режиме работы Гз1. Устройство управлени буровым агрегатом включает пульт бурильщика, цифроаналоговый преобразователь, локальные системы регулировани нагрузки на до лото и скорости вращени долота, аатчики технологического процесса бурени , таймер, блок контрол значени парамет ров процесса. Известаое техническое рещение позвол ет получать оптимальные управл ющи воздействи только при длительном бурении одного и того же пласта порюды и не обеспечивает эффективной работы агре гата длительного бурени с исполь зованием нерациональных режимов в услови х частого изменени характеристик буримых пород в рейсе, что особенно существенно сказываетс в глубоком бурении при использовании инструмента с ограниченным ресурсом работы. , Недостатками известных способа устройства дл его осуществлени в- . л ютс больща продолжительность процесса нахождени параСжтров математической модели технологического процесса; необходимость повторени полного комплекса испытаний при изменении уточн емых параметров в процессе идентификации; нерациональное использование ресурса работы долота на забое; а также наличие фиксированного чиспа смен уставок управл ющих воздействий в комплексе испытаний, снижающее точность определени параметров математической моде ли технологического процесса, Целью изобретени вл етс повышение производительности бурового агрегата за счет сокращени длительности бурени при неоптимальных величинах уп равл ющих воздействий.. Поставленна цель достигаетс тем, ,что согласно способу управлени буровым агрегатом в первом и каждом после дующем тактах режима опробовани опрецел ют величину изменени механической скорости бурени , по которой корректируют нагрузку на долото и скорость его вращени , и формируют оптимальные управл ющие сигналы на исполнительные механизмы дл каждого последующего такта, при совпадении величин измер емых параметров в двух последующих тактах формируют сигнал перехода к режиму бурени , при котором задают оптимальные дискретно-переменные уровни нагрузки на долото и скорости его вращени , в каждом такте режима бурени отслеживают изменени механической коросги , нагрузки на долото и скорости егс вращени .и по отклонению от оптимальных заданных уровней формируют сигналы перехода к режиму опробовани и задани управл ющих сигналов на исполнительные механизмы дл его первого такта. Кроме того, устройство дл осущес влени способа снабжено, блоками последовательного ввода параметров, формировани режимов, определени уточненных значений параметров, передачи данных , формировани оптимальных установок управл ющих воздействий, коррекции параметров, дискретного усреднени механической скорости бурени и двум запоминающими блоками, к входам первб- го из них подключены через последовательно соединенные блоки последовательного ввода параметров и определени уточненных значений параметров выходы пульта бурильщика, а соответствующие выходы первого запоминающего блока подключены через блок контрол значений параметров к входам блока формировани режимов, через блок передачи данных к входам второго запоминающего блока и непосредственно к входам i- блока определени уточненных значений параметров , к другому входу которого подключен выход блока усреднени механической скорости бурени , причем вход последнего соединен с одним из выходов таймера, к входам которого подключены соответствующие выходы пульта бурильщика и блока формировани оптимальных уставок управл ющих воздействий, два входа которого соединены с вторым входом таймера н одним из выходов блока формировани режима , второй выход которого и выходы второго запоминающего блока подключены через блок коррекции параметров к двум другим входам блока формировани оптимальных уставок управл ющих возаей- ствий, при этом четыре его выхода попарно поаключены к соответствующим входам пульта бурильщика и цифроанало- ГОБОГО преобразовател , к пвум входам которого поаключены соответствующие выходы пульта бурильщика. На фиг. 1 представлена блок-охема устройства цл управлени буровым агрегатом; на фиг. 2 - схема блока форми ровани оптимальных уставок управл ющих воздействий; на фиг. 3 - схема блока определени уточненных значений параметров процесса; на фиг. 4 - схема блока определени уточненных значений параметров; на фиг. 5 - схема блока передачи данныз на фиг. 6 - схема бло ка определени уточненных значений параметров; на фиг. 7 - схема пульта бурильщика; на фиг. 8 - схема блока формировани режимов; на фиг. 9 - схема блока дискретного усреднени механической скорости бурени ; на фиг. 10 схема блока последовательного ввода параметров. Устройство (фиг. 1) содержит объект управлени , датчики 2 технологического процесса, установленные на входе блока 3 дискретного усреднени механической скорости бурени , выход которого св зан с третьим входом блока 4 опреде ени уточненных значений парамет ров, первый и второй входы блока 4 определени уточненных значений пара-, метров подсоединены к первому и вто рому выходам блока о последовательног ввода параметров, четвертый и п тый входы блока 4 соедин ютс с п тым и щестым выходами первого запоминающего устройства 6, первый и второй вход которого подключены к первому и втором выходам блока 4 определени уточненны значений параметров, первый, второй, третий и четвертый выходы с первого запоминающего устройства 6 подключены к соответствующим входам блока 7 контрол значений параметров процесса, выходы блока 7 св заны с блоком 8 формирювани режимов, первый выход ко торого подведен к первому входу блока 9 передачи данных, второй и третий входы блока 9 соединены с п тым и шестым выходами первого запоминающего устройства 6, первый и второй выходы блока 9 передачи данных, св заны через первый и второй входы второго з поминающего устройства 10 его первым вторым выходами с (jToobiM и Tf) входами блока 1J. KOp|x Kiiiin пагйметро первый вход подключен к второму выходу блока 8 форми ювани режимов, первый и второй выходы блока 11 подключены к третьему и четвертому входам блока 12 формировани оптимальных уставок управл ющих воздействий, третий и четвертый входы которого св заны с пультом 13 бурильщика, первый и второй выходы блока 12 св заны через первый и второй вхопы цифроаналогового преобразовател 14 напр жени с локальными системами 15 регулировани , п тый выход блока 12 св зан с первым входом таймера 16, первый выход которого подключен к первому входу блока 3 дискретного усреднени механической скорости бурени , второй выход блока 16 подведен к первому входу блока 12,.второй вход блока 16 соединен с седьмым выходом пульта 13 бурильшика, третий, четвертый , п тый и щестой выходы блока 13 подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока 5 последовательного ввода параметров, первым и вторым выходом пульт 13 бурильщика св зан с третьим и четвертым входами цифроаналогового преобразовател 14. Третий и четвертый входы блока 12 формировани уставок (фиг. 2) св заны с выходом блока 11 коррекции параметров и вл ютс вторым и третьим входами блока 17 электронных ключей, первый вход блока 17 св зан с вторым выходом блока 8 формировани режимов, первый и второй выходы блока 17 подсоединены к первому и третьему входам блока 18 определени вида отработки долота , первый выход которого св зан с блоком 19 вычислени оптимальных уставок при отработке долота по износу опоры, третий выход блока 18 подключен k блоку 2О вычислени оптимальных уставок при отработке долота по износу его вооружени , второй вход блока 18 св зан с выходом таймера 16, а второй выход блока 18 - с входом таймера 16, выходы блоков 19 и 20 подсоединены к первому и второму вхоцам элемента ИЛИ 21, выход блока 21 св зан с пультом 13 бурильщика и входом цифроана- логового преобразовател 14. Первые входы элементов И, блоков 22 и 23 блока 7 контрол значений параметров (фиг. 3) св заны с первым и третьим выходами блока 6, вторые входы блоков 22 и 23 подключены к втерому и четвертому выходам блока 6, вьгхопы 71 ;блоков 22 и 23 подключены на первый и втхэрой вхоаы элемента И 24, вы° ход которого св зан с вторым входом блока 8 формировани режимов, первые вхоаы блоков 22 и 23 соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, блоком 25, выход которого подключен к первому входу блока S формировани ре- жимов. Второй выход блока 8 формировани режимов подключен к первому входу блока 26 электронных ключей блока 11 коррекции параметров (фиг. 4), второй и третий входы блока 26 св заны с выходом блока запоминающих устройств 1О а первьШ и второй выходы блока элект ройных ключей подключены к первому и второму входам блока-формировател 27 адаптивной модели, выходы которого св заны с третьим и четвертым входами блока 13 формировани оптимальных уставок управл ющих воздействий. Второй и третий входы блока 9 передачи данных (фиг. 5) подключены на вто рой и третий входы блока 28 электрон . ных ключей, разрешающий первый вход блока 28 св зан с блоком 8 формирсеани режимов, первый и второй выходы блока 9 передачи данных подключены к первому и второму входам блока запоминающих устройств 10. Вторые входы блоков 29 и 30 блока определени уточненных значений параметров (фиг. 6) св заны с выход бло ка 5 последовательного ввода парамет-. ров, первые входы блоков 29 и ЗО подключены к выходу блока 3 дискретного усреднени механический скорости бурени , третьи выходы блшсов 29 и 30 св заны с п тым и шестым выходами блока запоминак цих устройств 6, а выходы блоков 29 и ЗО подключены соотвегственно к первому и второму входам блока 6. Пе{жый и второй входы пульта 13 бурилыиика (фиг. 7) св заны с третьими и четвертыми выходами блока 12 формировани оптимальных уставок управл ющ воздействий, вл ютс первыми входами блоков 31 и 32 электронных ключей и выведены к приборам 33 и 34 наблюг дени , вторые входы блоков 31 и 32 электронных ключей поцсоецинены к вых дам блоков 35 и 36 задани управл ющих воздействий, входы которых св заны с третьим выходом переключател 37 вида работы, второй выход блока 37 св аан с входами блоков 38 и 39 цифрово63 го задани приближенных значений уточн емых параметров, выходы которых подключены к второму и четвертому входам блока 5 последовательного ввода параметров , а третий и п тый выходы блока 13 соединены с первым и третьим входами блока 5, первый выход блокапереключател 37 вида работы подключен через блок 4О задани дискретной смены уставок управл ющихвоздействий к второму входу таймера 16. Первый и второй входы блока 41 элементов И блока 8 формировани режимов (фиг. 8) соединены с первым и втогн 1м выходами блока 7 контрол значений параметров, первый вход блока 41 также св зан с вторым входом блока 12 формн вани оптимальных уставок, второй выход блока 8 подключен к первому вхоцу блока коррекции параметров и первому входу блока 9 передачи данных. Второй и третий входы блока 42 блока 3 дискретного усреднени механической скорости бурени (фиг. 9) подключены к датчикам 2, первый вход блока 42подключен к первому выходу таймера 16, выход блока 3 дискретного усред- нени механической скорости бурени подведен к третьему входу блока вычислител коррекции параметров. Первые входы блоков 43 и 44 электронных ключей блока 5 последовательного ввода параметров (фиг. 1О) подключены к четвертому и шестому выходам бло-Ка 13, вторые входы блоков 43 и 44 св заны с третьим и п тым выходами пульта 13 бурильщика, выходы блоков 43и 44 подсоединены к первому и второму входам вычислител 4 коррекции параметров. Дл нахождени значений уточныемых параметров используют однократное бурение с применением заданных значений уставок управл ющих воздействий напрузки на допою и скорости его вращени . Значени управл ющих воздействий дл последующего бурени определ ют в виде оптимальных значений дл прин того критери качества управлени , по уточненным в послецнем такте режима параметрам . Уточнение параметров может производитс следующим образом. Дл уточнени параметров модель представл ют в вице tnv-Co-enKt ennUnp-tniuc-jF, где V - механическа скорость бурени : . коэффициент, вводимый в уравнение (равен 1); показатель схорости вращени цопота, уточн емый параметр; коэффициент буримости породы , уточн емый параметр; скорость вращени цолота, управл ющее возцействие; нагрузка на долото, управл ющее воздействие; коэффициент затуплени зубьев Р, текущий износ вооружени . Дл нахожаени значений уточн емых параметров используют следующие формулы: K(wVexplenK{N-A).Co(N-i)(BnV(N)-e ienv(Ni-env en(K(N-o , (((епк(м-4и ((N)-eиV) jenv(n)-envvenn e«hin(eHK(N-i) raeKlrt-i)- значение уточн емого параметра прертествующего такта бурени ; V (М) - прогнозируемое значение ме ханической скорости бурени V - текущее значение механичес кой скорости бурени ; N - такт бурени .: Такты уточнени параметров повтор ют ао получени двух одинаковых значений по уточн емым параметрам в двух последующих тактах, после чего устройство перевод т во второй режим, в которомВВОДЯТ дискретно-переменней век тор управл ющих воздействий. Управл ющие воздействи подают на локальные системы регулировани . Сравнивают рас четное и текущее значени механическо скорости бурени , уточн ет параметры и отслеживают.изменени уточн емых , параметров в ходе бурени . При отклонении текущих значений параметров от расчетных значений перевод т устройство в первый режим, в котором дл нахождени управл ющих воздействий используют последние значени уточн емых параметров. Устройство работает следующим образом . С пульта 13 бурильщика задают чер цифроаналоговый преобразователь 14 на локальные системы 15 регулировани механизмами задани скорости вращени и нагрузки на долото уставки управл ющих воздействий и приближенные значени уточн емых параметров в блок 5. Одновре-: менно таймером 16 задают интервал времени бурени с заданными уставками управл ющих воздействий и устройство перевод т в первый режим, котора 1й осуществл етс в следующем виде. По заданного времени бурени из блока 16 поступает сигнал в блок 3 дискретного усреднени механической скорости бурени . Из блока 3 в блок 4 определени уточненных ч значенийГ параметров поступает сигнал усредненного значени механической скорости бурени за врем бурени в первом такте режима. В блоке 4 определ ютс уточненные значени параметров, которые запоминаютс в блоке 6 и одновременно передаютс в блок 7 контрол значений параметров и поступают Б блок 9 передачи данных. В блоке 7 производитс сравнение значений параметров, уточненных в последнем такте бурени , с параметрами , полученными в предществук щем такте бурени . В первом так re бурени за параметры предшествующего такта бурени принимаютс значени параметров, устанавливаемые с пульта бурильщика. При несоЕшадении значений расчетных и текущих параметров блоком 8 формировани режимов подаетс сигнал к продолжению режима. По этому сигналу в блок 11 коррекции параметров поступают значени уточненных параметров из запоминающего устройства 10 и осуществл етс пересылка уточненньгх значений парамегров в блок 12 формировани оптимальных уставок управл ющих воздействий. Блоком 12 формируютс и по сигналу с блока 16 выдаютс через блок уставки управл ющих воздействий на локальные системы 15 регулировани . Одновременно эти значени вывод тс на пульт бурильщика и выдаетс сигнал в таймер 16 на начало нового такта бурени . При совпадении значений уточн емых параметров блоком 8 формировани режимов выдаетс сигнал в блок 11 на перевод устройства во второй режим. По этому сигналу блоком 11 коррекции пара- метров уточненные значени параметров в блок 12 формировани оптимальных
уставок не ввоа тс . Оановременно блоком 12 формируютс дискретно-переменные управл ющие возаействи нагрузки на полото и скорость его вращени с посто нными уставками управл ющих воэцействий в такте и сменой их значений в кажцом такте режима. Управл ющие возцействи через блок 14 поступают в локальные системы 15 регулировани и ЬТывоа тс на пульт 13 бурильщика.
В блоке 12 формируетс сигнал зацани на смену уставок управл ющих воздействий , который подаетс на таймер 16 Блок 16 выдает сигнал разрешени на передачу усредненного значени механической скорости бурени , полученного за интервал времени бурени с заданными посто нными значени ми управл ющих воздействий, который поступает в блок определени уточненных значений параметров . Уточненные значени параметров поступают в запоминающее устройство 6 и далее в блок 7 контрол значеНИИ параметров процесса, а затем в блок 8 формировани режимов. .
В блоке 7 контрол значений парак5етров процесса осуществл етс сравнение значений уточненных параметров текушег и предществующего тактов режима бурени и формируетс сигнал на задание режима работы устройства. , Уточненные значени параметров, .полученные в последнем такте режима, запоминаютс на запоминающем устройстве 10, из которого они поступают в первом режиме в блок 11 коррекции параметров.
Устройство позвол ет увеличить производительность буровой установки за счет увеличени механической скорости бурени , уменьшени длительности работы с использованием неоптимальных режимов, а также позволит увеличить длительность работы инструмента на забое, что дает значительный экономический эффект.
Фиг,.1
От 8 От 11
От 16
г
К 16
«/z;
J4.
/Zi I
I.
Лг
.%
/7
г г
17
-Jw I /6j
,g, ,
/г;
/г;
л w
Фигг
От 6
Ъ 7
IZ
Р
Z5
L
гз:
гзг
}
23
гг;
fj/
tu,
I /
Ztt
.
и V
Т7
. J
fpiiiz.7
0ml
Sz
Г
tit
i
,J
t
f
к 11 К9 fPtfi. В
OmZ
z
Ь.
Л
цг
От 6
3; tiZ}
г
I
L..
,/
/с г
Фыг.Ю
Claims (2)
1. Способ управления буровым агрегатом, основанный на измерении механической скорости бурения, определении, задании и регулировании нагрузки на долото и скорости_его врашения в режимах опробования и бурения и формировании управляющего сигнала на исполнительные механизмы в заданном режиме работы, о т л ичаюшийс'я тем, что с целью повышения производительности бурового агрегата за счет сокращения длительности бурения при неоптимальных величинах управляющих воздействий, в первом и каждом последующем тактах режима опробования определяют величину изменения механической скорости бурения, по которой корректируют нагрузку на долото и скорость его вращения, и формируют оптимальные уп равляющие сигналы на дополнительные механизмы для каждого последующего такта, при совпадении величин измеряемых параметров в двух последующих тактах формируют сигнал перехода к режиму бурения, при котором задают оптимальные дискретно-переменные уровни нагрузки на долото и скорости его вращения, в каждом такте режима бурения отслеживают изменения механической скорости его вращения и по отклонению от оптимальных заданных уровней формируют сигналы перехода к режиму опробования и задания управляющих сигналов на исполнительные механизмы для его первого такта.
2. Устройство для осуществления спо^ соба поп. 1, содержащее пульт бурильщика, 'цифроаналоговый преобразователь, локальные сигналы регулирования нагрузки на долото и скорости вращения долота, датчики технологического процесса бурения, таймер и блок контроля значений параметров процесса, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности бурового агрегата за счет сокращения длительности бурения при неоптимальных величинах управляющих воздействий, устройство снабжено блоками последовательного ввода параметров, формирования режимов, определения уточненных значений параметров, передачи данных, формирования оптимальных уставок управляющих воздействий, коррекции параметров, дискретного усреднения механической скорости бурения и двумя запоминающими блоками, к входам первого из них подключены через последовательно соединенные блоки последовательного ввода параметров и определе ния уточненных значений параметров выходы пульта бурильщика, а соответствующие выходы первого запоминающего блока подключены через блок контроля значений параметров к входам блока формирования режимов, через блок передачи данных к входам второго запоминающего блока и непосредственно к входам блока определения уточненных значений параметров, к другому входу которого подключен выход блока усреднения механической скорости бурения, причем вход последнего соединен с одним из выходов таймера, к входам которого подключены соответствующие выходы пульта бурильщика и блока фор мирования оптимальных уставок управляющих воздействий, два входа которого соединены с вторым выходом таймера и одним из выходов блока формирования режима, второй выход которого и выходы второго запоминающего блока подключены через блок коррекции параметров к двум другим входам блока формирования оптимальных уставок управляющих воздействий, при этом четыре его выхода попарно подключены к соответствующим входам пульта бурильшика и цифроаналогового преобразователя, к двум другим входам которого подключены соответствующие выходы пульта бурильщика.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782652601A SU1055863A1 (ru) | 1978-09-06 | 1978-09-06 | Способ управлени буровым агрегатом и устройство дл его осуществлени |
| US06/331,998 US4407017A (en) | 1978-09-06 | 1981-02-18 | Method and apparatus for controlling drilling process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782652601A SU1055863A1 (ru) | 1978-09-06 | 1978-09-06 | Способ управлени буровым агрегатом и устройство дл его осуществлени |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1055863A1 true SU1055863A1 (ru) | 1983-11-23 |
Family
ID=20780466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU782652601A SU1055863A1 (ru) | 1978-09-06 | 1978-09-06 | Способ управлени буровым агрегатом и устройство дл его осуществлени |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4407017A (ru) |
| SU (1) | SU1055863A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2639219C2 (ru) * | 2013-12-20 | 2017-12-20 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Замкнутый цикл управления параметрами бурения |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6085885A (ja) * | 1983-10-17 | 1985-05-15 | 株式会社日立製作所 | 多関節機構の制御装置 |
| FR2559540B1 (fr) * | 1984-02-10 | 1986-07-04 | Gazel Anthoine G | Procede et dispositif pour le pilotage de la course de levage sur un mat ou une tour de forage |
| GB8416708D0 (en) * | 1984-06-30 | 1984-08-01 | Prad Res & Dev Nv | Drilling motor |
| US4794535A (en) * | 1986-08-18 | 1988-12-27 | Automated Decisions, Inc. | Method for determining economic drill bit utilization |
| US4845628A (en) * | 1986-08-18 | 1989-07-04 | Automated Decisions, Inc. | Method for optimization of drilling costs |
| FR2603942B1 (fr) * | 1986-09-15 | 1990-08-03 | Forasol | Systeme de forage |
| US4952000A (en) * | 1989-04-24 | 1990-08-28 | Thin Seam Miner Patent B.V., The Netherlands | Method and apparatus for increasing the efficiency of highwall mining |
| FR2647849B1 (fr) * | 1989-05-31 | 1995-12-29 | Soletanche | Procede de caracterisation d'une couche de terrain |
| GB9004952D0 (en) * | 1990-03-06 | 1990-05-02 | Univ Nottingham | Drilling process and apparatus |
| FI88425C (fi) * | 1990-10-08 | 1993-05-10 | Tampella Oy Ab | Foerfarande foer borrning av haol i sten |
| DE4105321A1 (de) * | 1991-02-20 | 1992-08-27 | Siemens Ag | Regelung eines warm- und/oder kaltwalzprozesses |
| US5332035A (en) * | 1991-07-15 | 1994-07-26 | Halliburton Company | Shut-in tools |
| US5390748A (en) * | 1993-11-10 | 1995-02-21 | Goldman; William A. | Method and apparatus for drilling optimum subterranean well boreholes |
| US5404959A (en) * | 1994-05-03 | 1995-04-11 | Longyear Company | Drill rig safety shutdown device |
| US7032689B2 (en) * | 1996-03-25 | 2006-04-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and system for predicting performance of a drilling system of a given formation |
| US6109368A (en) * | 1996-03-25 | 2000-08-29 | Dresser Industries, Inc. | Method and system for predicting performance of a drilling system for a given formation |
| US6612382B2 (en) * | 1996-03-25 | 2003-09-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Iterative drilling simulation process for enhanced economic decision making |
| US5794720A (en) * | 1996-03-25 | 1998-08-18 | Dresser Industries, Inc. | Method of assaying downhole occurrences and conditions |
| US6408953B1 (en) * | 1996-03-25 | 2002-06-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and system for predicting performance of a drilling system for a given formation |
| US6236894B1 (en) * | 1997-12-19 | 2001-05-22 | Atlantic Richfield Company | Petroleum production optimization utilizing adaptive network and genetic algorithm techniques |
| US7357197B2 (en) | 2000-11-07 | 2008-04-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for monitoring the condition of a downhole drill bit, and communicating the condition to the surface |
| US6681633B2 (en) | 2000-11-07 | 2004-01-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Spectral power ratio method and system for detecting drill bit failure and signaling surface operator |
| US6722450B2 (en) * | 2000-11-07 | 2004-04-20 | Halliburton Energy Svcs. Inc. | Adaptive filter prediction method and system for detecting drill bit failure and signaling surface operator |
| US6648082B2 (en) | 2000-11-07 | 2003-11-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Differential sensor measurement method and apparatus to detect a drill bit failure and signal surface operator |
| US6712160B1 (en) | 2000-11-07 | 2004-03-30 | Halliburton Energy Services Inc. | Leadless sub assembly for downhole detection system |
| US6817425B2 (en) | 2000-11-07 | 2004-11-16 | Halliburton Energy Serv Inc | Mean strain ratio analysis method and system for detecting drill bit failure and signaling surface operator |
| US7054750B2 (en) * | 2004-03-04 | 2006-05-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and system to model, measure, recalibrate, and optimize control of the drilling of a borehole |
| GB2413403B (en) | 2004-04-19 | 2008-01-09 | Halliburton Energy Serv Inc | Field synthesis system and method for optimizing drilling operations |
| FI123273B (fi) * | 2005-08-30 | 2013-01-31 | Sandvik Mining & Constr Oy | Käyttöliittymä kallionporauslaitteelle |
| US7404454B2 (en) * | 2006-05-05 | 2008-07-29 | Varco I/P, Inc. | Bit face orientation control in drilling operations |
| US7461705B2 (en) * | 2006-05-05 | 2008-12-09 | Varco I/P, Inc. | Directional drilling control |
| GB2468251B (en) * | 2007-11-30 | 2012-08-15 | Halliburton Energy Serv Inc | Method and system for predicting performance of a drilling system having multiple cutting structures |
| BRPI0919556B8 (pt) * | 2008-10-03 | 2019-07-30 | Halliburton Energy Services Inc | método, sistema para perfurar um poço, e, meio legível por computador |
| NO338750B1 (no) | 2009-03-02 | 2016-10-17 | Drilltronics Rig Systems As | Fremgangsmåte og system for automatisert styring av boreprosess |
| US9593567B2 (en) | 2011-12-01 | 2017-03-14 | National Oilwell Varco, L.P. | Automated drilling system |
| US10012026B2 (en) * | 2014-01-31 | 2018-07-03 | Furukawa Rock Drill Co., Ltd. | Drilling device and automatic throttle control program |
| CN114370264B (zh) * | 2022-01-11 | 2023-12-15 | 中国石油大学(北京) | 机械钻速确定、钻井参数优化方法、装置及电子设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3752966A (en) * | 1971-05-28 | 1973-08-14 | Santa Fe Int Corp | Drill bit utilization optimizer |
| IT1021726B (it) * | 1973-10-09 | 1978-02-20 | Tampella Oy Ab | Sistema di co trollo di perforatri ci da roccia e perforatrice per la realizzazione di tale sistema |
| US4165789A (en) * | 1978-06-29 | 1979-08-28 | United States Steel Corporation | Drilling optimization searching and control apparatus |
-
1978
- 1978-09-06 SU SU782652601A patent/SU1055863A1/ru active
-
1981
- 1981-02-18 US US06/331,998 patent/US4407017A/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Kennedy I.L. Data monitorinq ontodays rig. and Gas Journal, 1973, V.71, №39, 13.119-120, 125-126. 2. Wei -site analysis headed for economy, new capabi 1 i t ies. and Gas Journal, 1973, V.71, N 39, P.P. 132, 13, 136, Ul. 3. Применение управл ющих вычислительных машин в электропривоцах зарубежных буровых установок. Обзор зарубежной литературы. М., ВНИИОЭНГ, 1977,. с. 21-29. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2639219C2 (ru) * | 2013-12-20 | 2017-12-20 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Замкнутый цикл управления параметрами бурения |
| US10907465B2 (en) | 2013-12-20 | 2021-02-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Closed-loop drilling parameter control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4407017A (en) | 1983-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1055863A1 (ru) | Способ управлени буровым агрегатом и устройство дл его осуществлени | |
| EP4026984B1 (en) | System and method for real-time monitoring and optimizing operation of connected oil and gas wells | |
| GB2600589A (en) | Method of modeling fluid flow downhole and related apparatus and systems | |
| CN104145079A (zh) | 为井下作业确定优化参数 | |
| US10458217B2 (en) | Real-time engineering analysis based system control | |
| CN116582596B (zh) | 数据处理方法、装置和基于物联网的plc数据传输系统 | |
| CN108595803A (zh) | 基于递归神经网络的页岩气井生产压力预测方法 | |
| CN114370264B (zh) | 机械钻速确定、钻井参数优化方法、装置及电子设备 | |
| CN104569666A (zh) | 基于电-图模型的电力变压器故障预测方法 | |
| CN111144001A (zh) | 一种基于bp神经网络的矿山井筒工程tbm控制方法 | |
| US11448057B2 (en) | Adjusting well tool operation to manipulate the rate-of-penetration (ROP) of a drill bit based on multiple ROP projections | |
| CN115628930A (zh) | 一种基于rbf神经网络的掘进机井下截割工况预测方法 | |
| CN114266286B (zh) | 一种焊接过程信息的在线检测方法及装置 | |
| CN110750455A (zh) | 基于系统日志分析的智能在线自更新故障诊断方法和系统 | |
| CN117313278A (zh) | 一种大型液压桩锤运行控制参数的智能匹配方法及系统 | |
| US2322478A (en) | Well surveying method and apparatus | |
| CN117172113A (zh) | 一种旋转导向钻井井眼轨迹预测方法、系统、设备及介质 | |
| CN114370284B (zh) | 盾构开挖面地层性质实时感知与掘进参数调整方法及系统 | |
| CN114063455B (zh) | 土压平衡盾构机推进速度控制方法、建模方法及装置 | |
| CN109725526A (zh) | 一种多变量半自适应预测控制方法 | |
| Fonseca et al. | A genetic neuro-model reference adaptive controller for petroleum wells drilling operations | |
| CN106894778A (zh) | 一种基于反馈调节的压井作业节流阀自动控制系统及其方法 | |
| CN112360341A (zh) | 基于机器学习的滑动定向钻井工具面状态辨识方法 | |
| CN116913105B (zh) | 一种基于循环神经灰色模型的短时交通流预测方法 | |
| SU1143832A1 (ru) | Способ регулировани процесса бурени и устройство дл его осуществлени |