Способ определения веса бурового инструмента

яц 1 ент бивав,о;:,ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51 1 В 45 Яе Государственный иаиитет Совета. Министров СССР ео делом изобретений и открытий(088,8) писания 15 0 Дунаев Крупельницки Специальное проектно- автоматизации добыч нструкторское бюро средствнефти, транспорта и храненияаза 1) Заявител РУМЕ НТ 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСА БУРОВО Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения веса бурового инструмента и й нагрузки на долото в процессе бурения тянъх и газовых скважин. 5Известен способ измерения веса бурового инструмента с помощью силоизмерительных преобразователей, установленных на буровом крюке или вертлюге, позволяюший нецосред.твенно измерять веса оурового инструмен осево нефта 11,Трудоемкость изготовления специальныхпреобразователей значительной грузоподъемности и габаритов, сложность их замены инедостаточно надежная связь преобраэователя с показывающим прибором - все этопрепятствует использованию данного способа вбуровой практике,Наиболее близким к предлагаемому является способ определения веса бурового инструмента путем измерения натяжения неподвижного конца талевого каната ( 21.Однако при одном я том же значении веса инструмента, т, е, при одной и той жекомпоновке буровой колонны, силовосприе е талевого каната ном к точ нос нижа искажае змерений бурения. зобретенияп цессо ель повышени чности т ввеопределения вес струмента за меряемую ве ения поправки в изтяжения каната при чичину натру мента, 1 ед;.ляюте нии инс что оп ель достигается вление движени инструмс 72) Авторы изобретения Б. И, Сорокотягин,нимающий преобразователь, установленныйна неподвижной ветви талевого каната, выдает различные значения выходного сигнала в зависимости от направленности движения инструмента. Относительная разницамежду значениями выходного сигнала, видаваемыми измерительным преобразователем в состоянии покоя и значениями, выдаваемыми при спуске и подъеме буровогоинструмента, имеет прежде всего различнызнаки, а в свою очередь при пересчете кприведенной погрешности измерений изменяется в широком диапазоне от 6,5% до 23",4Это происходит в силу влияния КПД талевой системы на перераспределение натяжений в самом талевом блоке и в неподвиж587807Выделив общую часть выражений (5) и (7)получим; л4 .и р у ) (8),Относительная разница между значениямиК и К составит: где Р - усилие натяжения неподвижногоконца талевого канатай - числа струн каната, несущих та-левый блок;- КПД одного Вращающегося ролика; 10ъ - - КПД последнего ролика кронблокам(под неподвижным концом талевого каната)А - коэффициент, определяемый направлением движения инструмента, 35равный при спуске инструмента2 П 1, а при подъеме -1 м lНа чертеже изображена блок схема, поясняющая предлагаемый способ.Способ заключается в следующем, 20По усилию Р натяжения неподвижного конца талевого каната вес О бурового инструмента определяется как произведение этого усилия на число П струн, несущих талевой блок," или 3бурового инструмента Вычисляют по формуле:1- т"ч;-)А. - "(9).Используя полученные выражения (8) и (9) и анализируя технологические операции процесса бурения, можно сформулировать основной вывод о том, что для определения истинного значения веса бурового инструмента пс натяжению неподвижного конца талевого каната необходимо корректировать измеренные натяжения перед последующим отображением измеряемой величины в зависимости от признака движения инструмента по алгоритму: иО=РЧЧм(- ) (11),(7)е 60 Однако эта формула справедлива лишьпри условиикогда талевая система буровой установки находится в состоянии покоя, 30В зависимости от направления движенияинструмента натяжения неподвижного концаталевого каната описываются уравнениями(1-Ч) ЧдР=й(2), З 5И т) -Ч ((з).РАнализ уравнений (13, (2) и (3) позволяет сделать выводы о значительном влиянии динамики талевого блока на определение натяжения неподвижного конца канатаи веса бурового инструмента,Чтобы исключить это влияние, считаем,что усилие натяжения неподвижного концаканата в покое и при спуске связаны соотношением: где А - коэффициент, определяемый направлением движения, равный при спуске 1, а при подъеме -2у 1 мч"."Введение поправки в измеряемую величинуповышает точность контроли веса буровогоинструмента,На чертеже изображено устройство дляреализации предлагаемого способа.Устройство включает первичный измерительный преобразователь 1 веса буровогоинструмента, блок 2 коррекции выходногосигнала, показывающий прибор 3 и формирователь сигналов 4 о направлении движениябурового инструмента,Устройство работает следующим обоазом.При движении бурового инструмента внизформирователь сигналов 4 о направлениидвижения бурового инструмента выдает управляющий сигнал, по которому блок 2 коррекции выходного сигнала осуществляет деление текущих значений сигнала от первичного измерительного преобразователя 1 веса бурового инструмента на требуемый коэффициент К, а при наличии сигнала о подъеме инструмента блок 2 коррекции выходного сигнала осуществляет умножение сигнала от первичного измерительного преобразователя веса инструмента на требуемыйкоэффициент К 2.567807 Составитель Н. А, ТулениновРедактор С, Титова Техред 3, фанта Корректор А. Гриценко Заказ 2706/22 Тираж 757 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Изменения значений коэффициента К и1К осуществляются бурильшиком вручную в зависимости от вида применяемой оснастки талевого блока, Скорректированный сигнал отображается показываюшим прибором 3, Умножением показаний прибора на число струн каната, несущих талевой блок, и применением сменных шкал прибора обеспечивается определение веса бурового инструмента. 1 ООбеспечивая повышенную точность измерения веса бурового инструмента,в свою очередь осуществляются косвенным путем повышение точности контроля осевой нагрузки на долото-одного из важнейших технологических параметров бурения, Особенно высоки технико-экономические показатели данного способа и устройства при бурении глубоких скважин в морском бурении. Ориентировочный экономический эффект составляет 20 9,3 тыс, руб. в год. формула изобретения 25Способ определения веса бурового инструмента путем измерения натяжения неподвижного конца талевого каната. о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышенияточности за счет введения поправки в измеряемую величину натяжения каната придвижении инструмента, определяют направление движения инструмента, а вес бурового инструментами вычисляют по формуле:1- тти- И-)где Р - усилие натжения неподвижного конца талевого каната;Н - число струн каната, несущих талевый блок;ф( - КПИ одного врашаюшегося ролика:мд- КПД последнего ролика кронблока,(под неподвижным концом талево-го каната)А - коэффициент определяемый направлением движения инструмента, равный при спуске инструмента 1 ипри подъеме - й /т(Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе:1. Мелик-Шахназаров А, МГробштейн А, С, Приборы для контроля веса бурового инструмента, М"Недра", 1961,с. 5-23,2, Исакович Р. Я. Технологические измерения и приборы, М., "Недра, 1970,с. 338-343,