SU907226A1 - Устройство дл измерени механической скорости бурени - Google Patents

Description

(Sk) УСТРОЙСТВО дл  ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ

t

Изобретение относитс  к бурению глубоких скважин при разведке и добычи полезных ископаемых и предназначено дл  определени  мгновенной механической скорости бурени .

Мгновенна  механическа  скорость бурени  М, характеризующа  работу долота и эффективность управлени  процессом бурени , естьв текуща  скорость перемещени  нижнего конца бурильной колонны в процессе бурени  скважины VP.

Отличие VP от V;,j,приводит к большой погрешности измерени  мгновенной механической скорости бурени  по скорости подачи бурильной колонны. Дл  уменьшени  этой погрешности широко используетс  усреднение скорости подачи бурильной колонны на некотором интервале ut.

Известно устройство дл  измерени  усредненной механической скорости бурени  с переменным интервалом усреднени , содержащее счетчик импуль

еов подачи, счетчик времени усреднени , задатчик времени, триггер, логические вентили, блок делени , регистр результата и индикации, схему совпадени  кодов, дешифратор и блок управлени  дешифратором. В этом устройстве благодар  автоматическому изменению интервала усреднени  погрешность измерени  уменьшаетс  1 .

Однако устройство выдает усредto ненные значени  механической скорости бурени , а не мгновенное ее знамение .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс 

15 устройство дл  измерени  механической скорости бурени , учитывающее колебани  осевой нагрузки на долото и содержащее датчик длины спущенного инструмента, датчик скорости

Claims (2)

1. 20 подачи, датчик осевой нагрузки на долото, блок дифференцировани , блок суммировани  и фильтр, причем выход датчика скорости подачи соединен с одним из выходов блока суммировани , другой вход которого через блок дифференцировани  соединен с выходом датчика осевой нагрузки на долото, выход блока суммировани  соединен со входом фильтра, а выход датчика длины спущенного инструмента св зан с блоком дифференцировани . Мгновенна  механическа  скорость бурени  в этом устройстве определ етс  путем коррекции погрешностей, обусловленных колебани ми осевой нагрузки на долото. За счет дополнительной информации об изменении осевой нагрузки на долото устройство дает возможность получать значени  мгновенной механической скорости бурени  2. Недостатком этого устройства  вл  етс  погрешность измерени  мгновенной механической скорости бурени , обусловленна  наличием блока диффере цировани  осевой нагрузки на долото, Осева  нагрузка на долото  вл етс  забойным параметром, и канал измерени  этого параметра подвержен воздействию различных помех. При дифференцировании высокочастотные помехи усиливаютс , что приводит к погрешности мгновенной механической скорости бурени , так как продифференцированный сигнал суммируетс  с сигналом, снимаемым с датчи ка скорости подачи бурильного инструмента . Дл  уменьшени  указанной погрешности на выходе устройства включаетс  фильтр, однако фильтраци  выходного сигнала приводит к по влению динамической погрешности измерени  , Цель изобретени  - повышение точности измерени  мгновенной механической скорости бурени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  механической скорости бурени  дополнител но введены интегросумматор, блок сравнени , регулирующий орган с регу лируемым потенциометром, причем выход датчика скорости подачи буриль ного инструмента соединен с одним из входов интегросумматора, второй вход которого соединен с выходом регулируемого потенциометра, выход интегросумматора св зан с одним из входов блока сравнени , другой вход которого соединен а выходом датчика осевой нагрузки на долото, выход блока сравнени  св зан со входом регулирующего органа, а выход датчика длины спущенного инструмента - с интегросумматором . На чертеже представлена структурна  схема устройства. Устройство состоит из датчика 1 скорости подачи бурильного инструмента , св занного с одним из входов интегросумматора 2, датчика 3 осевой нагрузки на долото, св занного с одним из входов блока k сравнени , другой вход которого соединен с выходом интегросумматора, регулирующего органа 5, вход которого св зан с выходом блока k сравнени , а выход с регулируемым потенциометром 6, соединенным со вторым входом интегросумматора , и датчика 7 длины спущенного в скважину инструмента, вь)ход которого св зан с интегросумматором. Устройство работает следующим образом, С датчика 1 скорости подачи снимаетс  напр жение пропорциональное скорости подачи бурильного инструмента VP, а с регулируемого потенциометра 6 - напр жение Uyf, пропорциональное мгновенной механической скорости бурени  Vjv,, Эти два напр жени  суммируютс  и интегрируютс  в интегросумматоре 2, Интегросумматор решает дифференциальное уравнение (1), поэтому на его выходе по вл етс  напр жение UH, пропорциональное величине осевой нагрузки на долото Р UH JK4() dt Уразнение (2) равносильно решению дифференциального уравнени  (1) относительно Р ( V,-V) dt Коэффициент К , определ ющий посто нную времени интегросумматора, EF пропорционален коэффициенту измен етс  сигналом, снимаемым с датчика 7 длины спущенного инструмента. Напр жение Уц с выхода интегросумматора сравниваетс  с напр жением Up с выхода датчика 3 осевой Hai- рузки на долото, которое пропорционально действительному значению осевой нагрузки на долото. Если напр жени  и, и Up отличаютс  друг от друга, то на выходе блока 4 сравнени  по вл етс  сигнал, который посредством регулирующего органа 5 измен ет величину регулируемого потен циометра 6, а следовательно, и нэпр жение тех пор, пока напр жени  Un и Up не сравн ютс . Эти напр жени  будут равны друг дpyry только тогда, когда напр жение будет пропорционально истинному зна чению мгновенной механической скорости бурени . Если регулирующий орган 5  вл ет с  статическим преобразователем с коэффициентом преобразовани  К, то Vwi )С учетом выГЭжени  (1), получим UVM- ,,)dt-U,. Выходным сигналом устройства  вл етс  напр жение, снимаемое с регулируемого потенциометра 6. Таким образом, интегросумматор моделирует переходные процессы в колонне бурильных труб, при этом напр жение Uvn пропорциональное скорости подачи бурильного инструмента , задаетс  датчиком скорости подачи, а напр жение U/M автоматически устанавливаетс  таким,.чтобы напр жение U,(( на выходе интегросумматора было равно напр жению Up , снимаемому с датчика осевой нагрузки на долото. Согласно уравнени м (1) и (2) в этом случае напр жение иу будет пропорционально мгновенной механической скорости бурени . Точность устройства дл  измерени механической скорости бурени  повыситс  , если в качестве регулирующего органа 5 выбрать астатическое звено. В устройстве отсутствует блок дифференцировани , что снижает вли ние помех на точность измерени  механической скорости бурени , а вместо блока дифференцировани  введен интегросумматор, что еще больше повышает помехоустойчивость, а следовательно и точность измерени . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  механической скорости бурени , содержащее датчик скорости подачи бурильного инструмента, датчик осевой нагрузки на долото и датчик длины спущенного инструмента, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него дополнительно введены интегросумматор, блок сравнений, регулирующий орган с регулируемым потенциометром, причем выход датчика скорости подачи бурильного инструмента соединен с одним из входов интегросумматора, второй вход которого соединен с выходом регулируемого потенциометра, выход интегросумматора св зан с одним из входов блока сравнени , другой вход которого соединен с выходом датчика осевой нагрузки на долото, выход блока сравнени  св зан со входом регулирующего органа, а выход датчика длины спущенного инструмента с интегросумматором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР M- jyUZB, кл. 21 В kS/QO, 1975.
2. 2.Бражников В.А., Кузнецов В.А. Информационные устройства дл  определени  э(1фективности управлени  процессом бурени . М., Недра, 1978, с. 7б-80 (прототип).