SU1164405A1 - Анализатор заклинки долота - Google Patents

Abstract

АНАЛИЗАТОР ЗАКЛИНКИ ДОЛОТА, содержащий формирователь, детектор, селектор сигнала заклинки, реле времени , индикаторный блок, отличающийс  тем, что, с целью ff Jt M повышени  точности определени  Момента времени окончательного заклинивани  опор долота, он снабжен полосовым фильтром, позиционным элементом и логическим блоком, причем полосовой фильтр включен меуду формирователем и детектором, а позиционный элемент соединен с шдикаторным блоком через логический блок с селектором сигнала заклинки, вход логического блока подключен к выходу селектора сигнала заклинки, а выход логического блока соединен с индикаторным блоком непосредственно, а также через реле I времени. (Л Г/7 JL JUL Jt.

Description

т

fa

%/A/

Изобретение относитс  к областй бурени  нефт ных и газовых скважин и может быть использовано дл  предотвращени  аварий с шарошечным долотом в процессе роторного бурени , а также дл  исключени  преждевременного подъема долота..

Известно устройство дл  обнаружени  повреждени  опор долота в роторном бурении путем выделени  и визуального контрол  за изменени ми .крутильных колебаний, возникших в мОмен перехода его опор в заклиненное состо ние . .

Известен анализатор заклинки долота, содержащий формирователь, детектор, селектор.сигнала заклинки, реле времени, индикаторный блок, который позвол ет формировать и регистрировать , параметр, пропорциональный крут щему моменту роторного стола и обратно пропорциональный осевой нагрузке на долото и диаметру долота. По характерному изменению этого параметра определ етс  начало процесса заклинивани  опор долота LZJ , (Однако ни одно из известных устройств не позвол ет принимать однозначное решение о.поДъеме долота оператором, что приводит- к большим субъективным ошибкам.

Цель изобретени  - повьш1ение точности определени  окончательного заклинивани  опор долота.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что анализатор заклинки долота, содержащий формирователь, детектор, селектор сигнала заклинки, реле времени, индикаторный блок, снабжен полосовым фипьтром, позиционным элементом и логическим блоком, причем полосовой -фильтр включен между формирователем и Детектором, а позиционный элемент соединен с. индикаторным блоком через логический блок с селектором сигнала заклинки, вход логического блока п6дклю.чен к выходу селектора сигнала заклинки, а выход логического блока соединен с индикаторным блоком непосредственно, а также через реле времени.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого анализатора заклинки долота; на фиг. 2 - его функциональна  схема,

Анализатор содержит формирователь 1, полосовой фильтр 2, детектор 3, селектор 4 сигнала заклинки.

позиционный элемент 5, логический блок.6, реле 7 времени и индикаторны блок 8.

Селектор 4 сигнала заклинки состоит из линейного пре-образовател  9, первого ключа 10, второго ключа 11, злемента 12 задержки, блока 13 пам ти и порогового злемента 14. А логический блок 6 состоит из конъюнктора 15, злемента 16 обратной задержки дизъюнктора 17, вспомогательного реле 18 времени, инвертора 19,конъюнтора 20 и инвертора 21,

Сигнализатор работаетследующим образом.

Перед началом бурени  оператор устанавливает позиционный элемент 5 в положение Нуль и задает технологические уставки f, , f, KQ, Т„, Т,,

TZ

где fj. нижний предел частоты крутильных колебаний колонны бурильных труб, (1/12 Гц)J f- - верхний предел частоты крутильных колебаний колонны бурильных труб, (1/3 Гц); Kj, - коэффициент увеличени 

амплитуды крутильных колебаний колонны бурильных труб; Tf, - продолжительность провала

сигнала заклинки; Т. - продолжительность кратковременного сигнала заклинки;

Т „ - основна  продолжительность сигнала заклинки (причем Т Т,).

При включении роторного стола на выходе формировател  1 по вл етс  сигнал М, пропорциональный крут щему моменту. Полосовой фильтр 2 пропускает электрические колебани  в диапазоне f - fg. Амплитуда этих колебаний пропорциональна амплитуде крутильных колебаний колонны бурильных труб, возникающих в момент начала процесса заклинки долота. Полосовой фильтр значительно повышает информативность сигнала, св занного с состо нием опоры долота. В детекторе 3 сигнал, пропорциональный амплитуде крутильных колебаний, преобразуетс  в уровень А напр жени  посто нного тока. Далее с выхода детектора сигнал поступает на вход селектора 4 сигнала заклинки. Селектор 4 сигнала заклинки работает в режиме отслеживани 

и запоминани  сигнала А до начала анализа (положение позиционного элемента 5 Нуль), а также в режиме анализа уровн  сигнала А (положение позиционного элемента 5 - Анализ). В обоих случа х на первый вход (Jp) порогового элемента 14 через линейный преобразователь 9 поступает текущий сигнал, уменьшенный в К раз.

На второй вход (П) в«первом случае поступает полный текущий сигнал через отк1Х 1тый ключ 10 и блок 13 пам ти. При этом на выходе порогового элемента. 14 будет логический нуль.

Во второй реж1д4 селектор заклинки переводитс  оператором после определени  и установки эффективного зна- . чени  осевой нагрузки на долото переводом позиционного элемента 5 в положение Анализ. При этом на выходе позиционного элемента 5 по вл етс  логическа  единица и подаетс  сигнал начала анализа Анализ (блок S),a через инвертор 21 клоч 10 закрываетс , через коньюнктор 20 ключ 11 открываетс . На второй вход (Пд) порогового элемента 14 через ключ 11, элемент 12 задержки и . блок 13 пам ти поступает сигнал Ад; (Г- временный сдвиг между сигналами, задаваемый схемно)..

После выполнени  услови 

А л

А -ч . на выходе порогового элеIxg

мфнта 14 по вл етс  единичный сигнал, названный сигналом заклинки. С по влением сигнала заклинки на выходе порогового элемента 14 ключ 11 зак ваетс  через инвертор 19 и конъюнктор 20. При этом на втором входе (Пдц) порогового элемента 14 блок 13 пам ти поддерживает уровень сигнала, равный AJ . Здесь t момент времени, когда по вл етс  сигнал заклинки. А по первому входу отслеживаетс  текущее значение сигнала JT-. Если продолжительность Ко

сигнала заклинки на выходе порогового элемента 14 меньше заданного значени  Т , то вспомогательное реле 18 времени сохран ет исходное состо ние При повторном по влении сигнала заклинки на выходе элемента 14 счет продолжительности сигнала заклин- « ки начинаетс  сначала, т.е.вспомогательное реле 18 времени не пропускает дл  дальнейшего анализа и индикации кратковременные по влени  сигнала заклинки. Если продолжительность сигнала заклинки больше времени Т, то на выходе реле 18 по вл етс  ед ничный сигнал которьА: запускает реле 7 времени; вьщает сигнал Внимание (блок 8); поступает на вход конъюнктора 15. Одновременно по вл етс  единичный сигнал на выходе элемента 16 обратной задержки. Если продолжительность сигнала заклинки превысит врем  , то вьщаетс  команда Подъем долота (блок 8). Если же будет наблюдатьс  кратковременный провал. сигнала з1аклиики, то на выходе ПОРОГОВОГО элемента 14 по витс  нулевой сигнал, но на входе вспомогательного реле 18 времени через обратный элемент 16 задержки в течение времени Т,,. Таким образом, вспомогательное реле 18 времени и реле 7 времени придут в исходное состо ние только в том случае, если продолжительность провала сигнала заклинки превысит врем  Т.

Использование предлагаемого анализатора в роторном бурении позвол ет значительно повысить точность определени  конечной стадии износа опоры долота, в итоге практически исключить авари  с долотом, создать предiпосылки дл  полного использовани  потенциальных возможностей долота (бурение до достижени  максимума рейсовой скорости или минимума стоимости метра проходки), не риску  при этом оставить на забое вароки.

Claims (1)

1. АНАЛИЗАТОР ЗАКЛИНКИ ДОЛОТА, содержащий формирователь, детектор, селектор сигнала заклинки, реле времени, индикаторный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения момента времени окончательного заклинивания опор долота, он снабжен полосовым фильтром, позиционным элементом и логическим блоком, причем полосовой фильтр включен между формирователем и детектором, а позиционный элемент соединен с индикаторным блоком через логический блок с селектором сигнала заклинки, вход логического блока подключен к выходу селектора сигнала заклинки, а выход логического блока соединен с индикаторным блоком непосредственно, а также через реле Iвремени.