SU1270307A1 - Устройство дл измерени глубины скважины в процессе бурени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащее блок логики,- вьшолненный в виде элемента ИЯИ-НЕ, последовательно соединенного через второй вход триггера с вторьт входом первого элемента совпадени , выход которого св зан с входом блока направлени  движени  бурильного инструмента, и дешифратора , св занного с вторым входом второго элемента совпадени  и через элемент НЕ - с первым входом третьего элемента совпадени , датчик положени  талевого блока, соединенный с первым входом первого элемента совпадени , датчик веса на крюке, подключенный к входу компаратора блока коррекции , датчик наличи  движени  инструмента , соединенный с вторым входом элемента ШШ-НЕ блока логики, счетчик импульсов Забой, первый вход которого св зан с выходом второго элемента совпадени  блока логики , и счетчик импульсов Над забоем. первый вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадени , а выход - с входом дешифратора, при этом первый выход блока направлени  движени  бурильного инструмента св зан с первым и вторым входами соответственно второго и третьего элемента совгГадеьш  блока логики, а второй его выход соединен с вторым входом счетчика импульсов Над забоем, о тличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерени , блок коррекции снабжен дополнительно двум  компараторами и выполнен в виде трех счётчиков импульсов, четырех i триггеров с установочными входами, семи элементов совпадени , двух эле (Л С ментов ИЛИ, дифференциатора и элемента НЕ, при этом входы компарато ров соединены с выходом датчика веса на крюке, выход компаратора св зан с первым входом первого элемента совпадени , выход первого дополнительного компаратора подключен через первый вход второго элемента совпадени  к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого св зан с первыми входами элемента ШШ-НЕ и триггера ка логики, выход первого элемента совпадени  соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и первыми входа ми шестого и седьмого элементов совпадени , выход второго дополнительного компаратора подключен к первому входу, а через элемент НЕ - к второму входу первого триггера, первый выход которого св зан через первый вход третьего элемента совпадени  с первым входом первого счётчика импульсов , а второй его выход - с вто

Description

рым входом этого счетчика, первый выход блока направлени  движени  бурильного инструмента св зан с первыми , а второй его выход соответственно с вторыми входами первого элемента ИЛИ и второго и третьего счетчиков импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего элемента совпадени , выход второго счетчика импульсов подключен к первому, а выход третьего счетчика импульсов соответственно к второму входу второго триггера, первый выход второго триггера соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов совпадени  j а второй Е1ыход BTOfioro Триггера св зан с BTOPHNM входами п того и седьмого элементов

совпадени , первые входы четвертого и п того элементов совпадени  подключены к выходу первого счетчика импульсов , а их выходы - соответственно к первому и второму входу третьего триггера, первый выход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента совпадени , а второй его выход - с вторым входом второго элемента совпадени , первый и второй входы четвертого триггера соединены с вьйсодами соответственно шестого и седьмого элементов совпадени , а его выход подключен через дифференциатор к второму входу счетчика импульсов Забой и к третьему входу рчетчика импульсов Над забоём .

Изобретение относитс  к нефт ной промьшшенности, в частности к техническим средствам контрол  процессов бурени  нефт ных и газовых скважин .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  глубины скважины путем коррекции показаний счетчиков Забой и Над забоем в положении инструг- ента на нулевой отметке в начале каждого рейсаJ ликвидирующей систематическую ошибку, накапливающуюс  при многократных спусках и подъемах бурильного инструмента в процессе проводки скважины.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство длл измерени  глубины скважины Б процессе бурени  содержит датчик 1 положени  талевого блока, датчик 2 веса на крюке, датчик 3 наличи  движени  инструмента, блок А направлени  движени  бурильного инструмента , блок 5 коррекции, состо mjrii из компараторов 6-8, элементов 9,10,15,20,21,23,24 совпадени , элементов ИЛИ 11 и 12, элемента НЕ 13, триггеров 14, 19, 22, 25, счетчиков 16-18 импульсов и дифференциатора 26 блок 27 логикиi СОСТОЯ1ЦИЙ из элементов 30, 31, 33 совпадени  s элемента ИЛИ-НЕ 28, триггера 29, элемента НЕ

32, дешифратора О счетчика 34 импульсов Над забоем, счетчика 35 импульсов Забой и счетчика 36 импульсов Над забоем. Выход датчика 1 положени  тгшевого блока соединен с первым входом элемента 30 совпадени  , а выход датчика 2 веса на крюке соединен с входами компараторов 6 8 . Выход компаратора 6 подключен к первому входу элемента 9 совпадени , а выход его соединен с первым входом элемента ИЛИ 11 и первыми входами элементов 23 и 24 совпадени , выходы которого соединены с установочными входами триггера 25. Выход последнего через дифференциатор 26 соединен с входами Установка О счётчиков Забой и Над забоем. Выход компаратора 7 соединен с первым входом элемента 10 совпадени , выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 11, а выход этого элемента соединен с первым входом элемента ИЛИНЕ 28 и первым входом триггера 29. Датчик 3 наличи  движени  инструмента подключен к второму входу элемента ИЖ-НЕ 28, выход которого соединен с вторым входом триггера 29, а выход этого триггера соединен с вторым входом элемента 30 совпадени , выход которого подключен к входу блока 4 направлени  движени  бурильного 3 инструмента. Выход компаратора 8 со динен с первым установочным входом . триггера 14 и через элемент НЕ 13 подключен к его второму установочно му входу. Первый выход триггера 14 соединен с первым входом элемента 15 совпадени , а второй его выход подключен к второму входу (Установ ка О) счетчика 16, первый (счетный ) вход которого соединен с выходом элемента 15 совпадени . Первый выход (Вниз) блока 4 направлени  ( движени  бурильного инструмента подключен к первому входу элемента ШШ 12, выход которого соединен с вторьм входом элемента 15 совпадени , к первому входу (Установка О) счетчика 17, к первому (счетному) входу счетчика 18 и к второму и первому входам соответственно элементов 31 и 33 совпадени , а второй выход (Вверх) этого блока соединен с вторым входом элемента ИЛИ 12, с вто рым (счетным) входом счетчика 17, с вторым входом (Установка О) счетчика 18 и вторым входом счетчика 36 Над забоем, выход которого подключен к входу дешифратора О 34. Выход дешифратора О 34 соединен с вторым входом элемента совпадени  33 и с входом элемента НЕ 32, выход которого подключен к первому входу эле мента 31 совпадени . Выходы счетчиков 17 и 18 импульсов соединены с установочными входами триггера 19, первый выход которого подключен к второму входу элементов 20 и 23 .дени , а второй его выход соединен с вторыми входами элементов 21 и 24 совпадени . Первые входы элементов 20 и 21 совпадени  подключены к выходу счетчика 16 импульсов, а выходы этих элементов соединены с установоч ными входами триггера 22, выходы которого соединены с вторыми входами элементов 9 и 10 совпадени . Устройство работает следующим образом . В начальный момент спуска инструмента управл юпщй сигнал, разрешающий счет импульсов от датчика 1 положени  талевого блока счетчиком 35 импульсов Забой, поступает с датчика 2 веса на крюке на блок 27 логики от компаратора 6 через открытый элемент 9 совпадени  и элемент I1. Уставка компаратора 6 выбираетс  большей значени  веса одной ут же074 ленной бурильной трубы и меньшей веса одной свечи, составленной из этих бурильных труб. При спуске инструмента , когда сигнал от датчика веса достигает значени  уставки двухпорогового ко1 паратора 8, закрываетс  элемент 9 и открываетс  элемент 10, в результате чего управл ющий сигнал датчика 2 веса на блок 27 логики поступает от компаратора 7 через открытый элемент 10 и элемент 11. Значение уставки компаратора 7 выбираетс  больше значени  веса вертлюга с квадратом , а значение уставки дбухпорогового Компаратора 8 об зательно должно превьшать значение уставки компаратора 7. С целью исключени  ложных переключений элементов 9 и 10 при случайных колебани х нат жени  талевого каната, контролируемого датчиком 2 веса на крюке, например, при разгоне и торможении буровой лебедки , компаратор 8 производит переключение элементов 9 и 10 только в том случае, если сигнал от датчика 2 веса соответствует значению уставки компаратора 8 на прот жении некоторого интервала движени  талевого .блока вверх или вниз, Этот интервал задаетс  уставкой счетчика 16, котора  выбираетс  в пределах 2-3 м. Счетчик 16 устанавливаетс  в нулевое состо ние каждый раз сигналом с второго выхода триггера 14, когда сигнал от датчика 3 веса не равен значению уставки двухпорогового компаратора 8. Триггер 14 управл етс  по одному входу непосредственно выходным сигналом компаратора 8, а по другому - через элемент НЕ 13. Когда сигнал от датчика 2 веса равен значению уставки компаратора 8, тогда сигнал первого выхода триггера 14 открывает элемент 15 дл  прохождени  счетных импульсов Вниз или Вверх от блока 4 направлени  движени  через элемент 12 на счетчик 6. Выходной сигнал счетчика 16 при достижении заданного значени  уставки через открытый элемент 21 переключает триггер 22, который закрывает элемент 9 и открывает элемент 10, в результате чего сигнал датчика 2 веса на элемент 11 поступает от компаратора 7. При этом элемент 21 совпадени  открыт сигналом с второго выхода триггера 19. Данный триггер выполн ет функцию элемента распознанаS ни  вида технологической операции спуска или подъема бурильного инстру мента следующим образом: импульсы от датчика 1 положени  талевого блока через открытый сигналом триггера 29 элемент 30 поступают на блок 4 направлени  движени  бурильного инструмента , на выходе которого образуютс  две последовательности импульсов , соответствующие движению инструмента Вверх или Вниз. Импульсы последовательности Вверх по ступают на счетный вход счетчика 17 и вход Установка О счетчика 18, а импульсы последовательности Вниз на счетный вход счетчика 18 и вход Установка О счетчика 17. Счетчики 17 и 18 имеют фиксированные уставки , значение которых больше величины максимального перемещени  инструмента при отрыве его от ротора при выполнении спуско-подъемных операций . Таким образом, при спуске инструмента от счетчика 18 поступает все врем  сигнал подтверждени  спуска на триггер 19, который устанавливаетс  в состо ние Спуск. В открытом состо нии элемента 10, так же как и в открытом состо нии элемента 9, происходит счет импульсов от датчика 1 положени  талевого блока счетчиком 35, который фиксирует длину опускаемого в скважину инструмента. В начале подъема инструмента из скважины счетчик 17 переключает триг гер 19 в состо ние Подъем, которьй подготавливает к включению элементы 20 и 23. При движении инструмента вверх происходит счет импульсов положени  талевого блока счетчиком 36 чем фиксируетс  положение долота над забоем. Счетчик 35 сохран ет накопленное им число, указьша  глубину скважины. На конечной стадии подъема когда вес инструмента достигает значени  уставки компаратора 8, сигнап счетчика 16 через элемент 20 уста076 навливает триггер 22 в состо ние, при котором открываетс  элемент 9 и закрьшаетс  элемент 10, чем осуществл етс  переключение уставок на управление работой блока логики от компаратора 6. Выходной сигнал компаратора 6 через открытый элемент 9 и 23 устанавливает триггер 25 в нулевое состо ние. После окончани  подъема и замены долота при собранном низе инструмента , вес которого превышает уставку компаратора 6, в начале движени  талевого блока вниз (начало спуска) триггер 19 устанавливаетс  в положение Спуск и через открытый элемент 24, управл емый выходным сигналом элемента 9, устанавливает триггер 25 в единичное состо ние. Выходной сигнал этого триггера проходит через дифференциатор 26, положительный импульс которого устанавливает в нулевое состо ние счетчики 35 и 36, чем и осуществл етс  коррекци  этих счетчиков в.начале каждого рейса. После этого начинаетс  следующий цикл измерений . Эффективность предлагаемого устройства измерени  глубины скважины состоит в том, что в нем осуществл етс  автоматическа  коррекци  счетчика глубины скважины и счетчика положени  долота над забоем в начале каждого рейса путем логической обработки сигналов минимального количества первичных датчиков, об зательных дл  работы любых устройств контрол  глубины скважины в процессе ее проводки . В свою очередь, автоматическа  коррекци  обеспечивает возможность работы устройства без вмешательства оператора на прот жении всего времени проводки скважины, что имеет первостепенное значение в системах диспетчерского контрол  группы буровых установок в автоматизированных сиЬтемах управлени  бурового предпри ти .

J

Т 2

27

FLp

W

11|--1

Wn L-5.J(

28

Т) 3

/-И

te

fS

ст.,.0

15

..

JT

Уст.,0 Подъем

д

J

Т 22

NST

„Cnycff

2

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащее блок логики, - выполненный в виде элемента ИЛИ-HE, последовательно соединенного через второй вход триггера с вторым входом первого элемента совпадения, выход которого связан с входом блока направления движения бурильного инструмента, и дешифратора, связанного с вторым входом второго элемента совпадения и через элемент НЕ - с первым входом третьего элемента совпадения, датчик положения талевого блока, соединенный с первым входом первого элемента совпадения, датчик веса на крюке, подключенный к входу компаратора блока коррекции, датчик наличия движения инструмента, соединенный с вторым входом элемента ИЛИ-HE блока логики, счетчик импульсов Забой”, первый вход которого связан с выходом второго элемента совпадения блока логики, и счетчик импульсов Над забоем, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадения, а выход - с входом дешифратора, при этом первый выход блока направления движения бурильного инструмента связан с первым и вторым входами соответственно второго и третьего элемента совладения блока логики, а второй его выход соединен с вторым входом счетчика импульсов Над забоем, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, блок коррекции снабжен дополнительно двумя компараторами и выполнен в виде трех счётчиков импульсов, четырех триггеров с установочными входами, семи элементов совпадения, двух элементов ИЛИ, дифференциатора и элемента НЕ, при этом входы компарато^:ров соединены с выходом датчика веса на крюке, выход компаратора связан с первым входом первого элемента совпадения, выход первого дополнительно- го компаратора подключен через первый вход второго элемента совпадения к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого связан с первыми входами элемента ИЛИ-HE и триггера блока логики, выход первого элемента совпадения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и первыми входа ми шестого и седьмого элементов совпадения, выход второго дополнительного компаратора подключен к первому входу, а через элемент НЕ - к второму входу первого триггера, первый выход которого связан через первый вход третьего элемента совпадения с первым входом первого счётчика импульсов, а второй его выход - с вто

   1270307 А1 рым входом этого счетчика, первый выход блока направления движения бурильного инструмента связан с первыми, а второй его выход соответственно с вторыми входами первого элемента ИЛИ и второго и третьего счетчиков импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего элемента совпадения, выход второго счетчика импульсов подключен к первому, а выход третьего счетчика импульсов соответственно к второму входу второго триггера, первый выход второго триггера соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов совпадения, а второй выход второго триггера связан с вторыми входами пятого и седьмого элементов совпадения, первые входы четвертого и пятого элементов совпадения подключены к выходу первого счетчика импульсов, а их выходы - соответственно к первому и второму входу третьего триггера, первый выход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента совпадения, а второй его выход - с вторым входом второго элемента совпадения, первый и второй входы четвертого триггера соединены с выводами соответственно шестого и седьмого элементов совпадения, а его выход подключен через дифференциатор к второму входу счетчика импульсов Забой и к третьему входу рчетчика импульсов Над забоев .