Стабилизатор массы бурильного инструмента

(54) (57) СТАВИЛИ НОГО ИНСТРУМЕНТА массы и задатчик ные к входам бло вой нагрузки, вых нен с входом инд АТОР МАССЫ БУРИЛЬ- содержащий датчик массы, подключен" а вычисления осеод которого соедикатора и с первыми ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ САНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ 3743951/22-0322.05.842310.85. Бюл, У 39Г,Н.Семенцов, В.П.ПетреГорбийчук и Н.М.СаухИвано-Франковский кистии и газа622.241(088.8)Погарский А.А. Автоматиесса бурения глубоких скНедра, 1972, с. 58-61.Авторское свидетельство С33717, кл. Е 21 В 44/00,входами блока вычитания и компаратора, задатчик осевой нагрузки, выход которого соединен с вторымивходами блока вычитания и компаратора, исполнительный механизм и генератор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения надежнос"ти функционирования, стабилизатормассы бурильного инструмента снабженуправляемым формирователем импульсов, а генератор выполнен с фиксированной частотой следования импульсо-, при этом выход компараторачерез генератор соединен с первымвходом управляемого формирователяимпульсов, выход которого подключенк исполнительному механизму, а выход блока вычитания соединен с вторым входом управляемого формирователя импульсовИзобретение относится к бурениюскважин на нефть и газ, в частностик регуляторам подачи долота на забойв процессе бурения скважин,Целью изобретения является повышение надежности функционированиястабилизатора веса бурильного инструмента.На Фиг. 1 представлена блок-схемастабилизатора веса бурильного инструмента, на фиг. 2 - временная диаграмма, иллюстрирующая работу элементов стабилизатора при отработкесигнала рассогласования.Стабилизатор веса бурильного инст румента содержит датчик 1 веса, задатчик 2 веса, блок 3 вычисленияосевой нагрузки, индикатор 4 осевойнагрузки, компаратор 5, блок 6 вычитания, задатчик 1 осевой нагрузки, 20генератор 8 фиксированной частоты,управляемый формирователь 9 импульсов, исполнительный механизм 10.Выходы датчика 1 веса и задатчика 2 веса соединены с входами блока 3 вычисления осевой нагрузки,выходной сигнал которого одновременно подан на вход индикатора 4, первый вход компаратора 5 и первый входблока 6 вычитания, на .вторые входыкоторых подключены выход задатчика 7 осевой нагрузки. Выход компаратора 5 соединен с запускающим входомгенератора 8 фиксированной частоты,а выход блока 6 вычитания соединен35с управляющим входом управляемогоформирователя 9 импульсов. Выход генератора 8 через управляемые Формирователь 9 импульсов соединен с входомисполнительного механизма 10. Устройство работает следующим образом.Сигналы с датчика 1 веса бурильного инструмента и задатчика 2 веса взвешенного инструмента поступают 45 на входы блока 3, в котором производится вычислениеВъВ т =Рос (")где Я - вес взвешенного бурильногоВВВинструментамит - текущее значение веса бурильного инструмента;Рос - осевая нагрузка на долото.Значение Рос подается на индикатор 4 осевой нагрузки. После спус ка колонны перед бурением производится взвешивание бурильного инструмента. При этом оператор ручкой задат-чика 2 веса взвешенного инструмента устанавливает индикатор 4 осевой нагрузки в нулевое положение. В процессе бурения происходит разгрузка инструмента на забой и на выходе блока 3 вычисления появляется сигнал, соответствующий осевой нагрузке на долото Рос . Этот сигнал сравнивается с сигналом уставки задатчика 7 в компараторе 5 и в случае выполнения условия Род"-Рс 1 на выходе компаратора 5 появляется сиг-. нал, запускающий генератор 8 импульсов, период следования которых поступает на входы блока 6 вычитания, где вычисляется сигнал рассогласованияй Р= Рст -ос (2)Этот сигнал поступает на управляющий вход управляемого формировате-, ля 9 импульсов, длительность выходных импульсов и, которого прямо пропорциональна величине сигнала рассогласованияи="Ьргде К - коэффициент пропорциональности, выбираемый из услови= КЬР,цТ . (4)Процесс отработки сигнала рассогласования при скачкообразном уменьшении осевой нагрузки на инструмент показан на временной диаграмме (Фиг. 2).В случае наличия на выходе блока 6 вычитания значительного постоянного сигнала рассогласования АР , что характерно для процесса разбуривания мягких горных пород, при Фиксированной частоте импульсов на выходе генератора 8 их длительность увеличивается формирователем 9 в соответствии с (3). Соответственно. увеличивается и шаг подачи инструмента на забой исполнительным механизмом 10, что обеспечивает повышенную скорость подачи, При незначительном значении сигнала рассогласования, что характерно для длительного бурения в твердых горных породах, пропорционально уменьшается и шаг подачи инструмента при той же фиксированной частоте, чем обеспечивается более медленная подача инструмента с незначительным шагом, Данное обстоятельство исключает возможность перегруза бурильного инструмента и связанных с этим осложнений, так как в отличие от регуляторов с пода1186789 Составитель В.Шиловедактор Н.Пушненкова Техред А.Бойко Корректор А,Т писное аз 6518/35 Тир ВНИИПИ Государственног по делам изобретен 113035, Москва, Ж, аж 539 Пкомитета СССР ий и открытий аушская наб.,/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 чей инструмента от импульсов постоянной длительности, по мере приближения осевой нагрузки к заданнойвеличине шаг подачи уменьшается, Этопозволяет плавно и с более высокойточностью подвести инструмент к забою в соответствии с заданной осевойнагрузкой. Подача бурильного инструмента при фиксированной частоте срабатывания исполнительного механизма стабилизатора веса бурильного инструмен- та как при бурении в твердых, таки в мягких породах, и обеспечение необходимой скорости изменением цены шага единичной подачи .аозволяют выбрать для исполнительного механизма оптимальную частоту срабатывания, обеспечивающую наиболее длительное и надежное его функционирование. Эта частота задается в качестве рабочей фиксированной частоты генератора.