Устройство для измерения условного износа породоразрушающего инструмента

(51) М. Кл 21 В 13/00 21 В 45/00 исоединением заявки Ле Государстееннын комитеСовета Министров СССРдо делам изобретений) Дата опубликования описания 02.02.7871) Заявитель РОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСЛОВНОГО ИЗНОСАПОРОДОРАЗРУШАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Изобретение относится к устройствам автоматики и информационно-измерительной техники и может нрименяться в нефтяной и газовой промышленности для измерения условного износа вооружения породор азрушающего инструмента при бурении нефтяных и газовых скважин.Известно устройство для определения состояния породоразрушающего инструмента ,косвенным методом по характеру перемещения бурильной колонны 11.Наиболсс близким техническим решением по сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения условного износа породоразрушающего инструмента, содержащее преобразователь времени бурения, ,прсобразоватсль приращения проходки, преобразователь осевой нагрузки, запоминающие узлы, устройство (блок) уптравления, делительнос устройство (блок) и индикатор. Известное устройство реализует алгоритм Ет= =АТ(ЬН (1), где Еу - условный износ долота; ЛН - приращение подачи; ЬТ - интервал времени, в течение которого достигается приращение подачи ЛН, Приращение, подачи в таком устойстве для конкретного режима, бурения выбирается постоянным 2.Однако изменение подачи бурильного инструмента во времени при подаче с тормоза лебедки носит дискретный характер, в связи с чем при измерении условного износа Ет с постоянным шагом квантования подачи Н;,.= сонэк имеется систематическая погрешность его измерения,Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения условного износа от дискретизации путем определения момента измерения.Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено формирователем импульсов и делителем частоты, при этом, выход преобразователя осевой нагрузки подключен к одному из входов блока управления через последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты,На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на, фиг. 2 - примеры графиков изменения во времени подачи бурового инструмента и осевой нагрузки на дооо.Из графиков на фпг. 2 видно, что подачу инструмента производят циклически. При этом длительность цикла непостоянна и складывается из перемещения на величину ЛЙ; за время очередной подачи И и перемещения 6/г, за, время Л; свободной разгрузки бурового инструмента, которое вызвано деформацией талевого каната при изменении осевой нагрузки на величину Л,. При таком ха 590432" 100 == Е,. Ьц ой 60 65 рактере перемещения бурового инструментаистинное значение условного износа равноП(Ь, - ,)ссЕу -1;, (ЬЬ, + И,)с "1 где иколичество циклов подач буровогосснструмента.Максимальная погрешность измерения условного ссзноса получается при совпадении окончания шага квантования подачи с окончанием очередной подачи бурового инструмента, т. е. когдаН,=(Ь/сс+ Ьй) - Ы: ЬН - ой . (3)с -1 При этом измеренное значение приращениявремени Т. равно7 =М+ Ы,) - Ы=- Дт - Ь, (4) а измеренсное значение условного износа Уиэм Ьц Ьц .у Учитывая (1) и (4), получаем выражениядля оценки абсолютной ЬТ - Ь ЬТ ЬТьИЬНЫ( ) ЬН И,ЬН Ьц (ЬН - й) погрешностей измерения условного износапородоразрушающего инструмента,Из свьсражения (6) следует, что уменьшения относительной погрешности измеренияможно достичь путем увсличеьсия шага квантования подачи. При этом уменьшается час:тота получеясся отсчетов,Однако минимальное значение погрешноти измерения условного износа без уменьшения частоты получения отсчетов можно получить прн условии Н;,=Л 1(, т, е. при нз:ссрснии рассматрссваемого параметра в мо.сеьстьс очередных подач бурового инструмента.Устройство содержит преобразователь вресссни бурения 1, преобразователь 2 приращения проходки, преобразователь осевой нагрузки 3, формирователь импульсов 4, делитель частоты 5, блок управления 6, запоминающие узлы 7, 8, 9, делительный блок 10 ииндикатор 11.Преобразосватель времени бурения 1 подсоединен к входу запоминающего узла 7.Преобразователь 2 приращения проходки)становлен на вышивке буровой установки,5 10 15 20 25 30 3 40 -15 50 Эд Привод преобразователя 2 осуществляется с помощью шкива, через который переброшен тросик, прикрепленный одним концом к вертлюгу, а другим - к противовесу (на чертеже не показаны). Выход преобразователя 2 подсоединен к,входу запоминающего узла 8.Преобразователь осевой нагрузки 3 устаьсавливается на неподвижном конце талевого каната (на чертеже не показан) и через форхсирователь импульсов 4, делитель частоты 5 и блок управленься 6 подсоединен к запоминающим узлам 7 и 8, Выходы запоминающих узлосв 7 и 8 связаны с,входами делительного блока 10. Выход делительного блока 10 присоединен к запоминающему узлу 9, один выход которого обратной связью соединен с блоком усправления 6, а, другой - с индикатором 11.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии выходы запоминающих узлов 7 и 8 заскрытьс. От преобразователя,времени буренияпоступает сигнал на вход запоминаьощего узла 7. Одновременно от преобразователя 2 приращения проходки подается сигнал на вход запоминающего узла 8. При очередной, подаче бурильного инструмента от преобразователя осевой сагрузки 3 через формирователь импульсов 4 на вход делителя частоты 5,поступает импульс. Через число импульсов, соответствующее установке величины шага дискретизации ЛТзс и оспределяемое коэффициентом деления делителя частоты, в устройство управления подается сигнал, отпирающий запоминающие узлы 7 и 8. С выходов последних поступают сигналы, пропорциональные текущим значениям ЛТ,.и ЛНна делительный блок 10, где осуществляется операция деления согласно выражения (2). Результат деления регистрируется запоминающим узлом 9 и отображается индикатором 11, Одновременно с осуществлением операции деления происходит накоплеьсссе сигналов для следующего измерения. После поступления очередного импульса с выхода делителя частоты сполученный результат предыдущего измерения с помощью устройства управления снимается и осуществляется очередной сьикл измерения.Использование устройстсва с описанной управляющей цепочкой позволяет уменьшить погрешность измерения условного износа породоразрушающего инструмента по сравнению с известными устройствами, что дает возможность получить более достоверную информацию о состоянии породоразрушающего ссьсструмента при бурении скважины. Ф о р мул а изобретенияУстройство для измерения условного износа породоразрушающего инструмента, содержащее преобразователь времени бурения, лреобразосватель приращения проходки, преобразователь осевой нагрузки, запоминаю590432 6 АТ фиг,1 щие узлы, блок управления, делптельный блок и индикатор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения условного износа от дискретизации путем определения момента измерения, оно снабжено формирователем импульсов и делителем частоты, при этом выход преобразователя осевой натраузки подключен к одному из входов блока управления через последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частоты.Источниии информации,принятые во внимание при экспертизе 5 1, Авторское свидетельство СССР463779кл. Е 21 В 45(ОО, 1974.2. Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений. Сборник, вып. 9. Издво Львовского университета, 1972, с, 93 - 95.