Система управления процессом бурения

О П И С А Н И ЕцУЯ 974 Союз Советских Социалистических РеспубликИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 61) Дополнительное,к авт,ид-ву 2) Заявлено 09,11.78 (21) 2682562/22-03 5. ) .Ч, Кл, з Е 21 В 45/О псоединением заявки -Государственный комитет(088.8) 72) Авторы изобр етения В.. Л. Рожанский и С, В. Тихомиров он бышевский политехнический, институт им. В. В.,Куйбышева) Заявитель СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУР Изобретение относится к области контроля и управления процессом бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для оптимизации процесса буревия как в реальном масштабе време ни, так и при его проектировании.Известно устройство управления процессом бурения, содержащее блоки измерений приращений по двум параметрам, делитель, блок скользящего усреднения, 1 О умножитель 1.Однако использование такопо устройства не дает достаточного эффекта из-за наличия тесной взаимосвязи основных технологических процессов на буровой, требую штих комплексного подхода для целей оптимизации и планирования процесса бурения.Известно также устройство для контроля и управления процессом бурения, содержащее датчики веса буранового инструмента 20 и проходки, блоии измерения механической скоростями и осевой нагрузки, блок анализатора рейсовой скорости, блок поиска эффективной осевой нагрузки, табло индикации 2. 2Недостатком его является, во-первых, то, что для нахождения эффективной осевой нагрузки требуется специальная операция по ее поиску, занимающая значительное время и часто повторяющаяся, Во- ЗО вторых, момент подъема долота находится по критершо равенства отношения рейсовой скорости к текущей механической скорости, заданной установке, что не позволяет достоверно оценить степень износа долота вследствие случайного характера изменения механической скорости в процессе бурения, В-третьих, устройство не имеет возможноспи регистрировать основные технологические параметры в форме, удобной для дальнейшей обработии с целью планирования технико-экономических показателей.Целью изобретения является повышение точности измерения параметров.Поставленная цель достигается тем, что система снабжена блоком памяти, преобразователями аналог-код и код-аналог, при этом выход преобразователя аналог-код подключен к одному из входов делителя, к второму входу которого подключен один из выходов устройства для управления процес сом бурения, два других выхода которого подключены к двум входам устройства для регистрации информации, а третий вход устройства для регистрации информации подключен к одному их выходов автомалического регулятора подачи долота, вход которого подключен к выходу делителя через последовательно соединенные блок скользящего усреднения, умножитель, блок40 45 50 55 60 65 памяти, преобразователь код-аналог, адругой выход автоматического регулятораподачи долота подключен к входу преобразователя аналог-код,На чертеже представлена блок-схемаизобретения.В состав системы входят устройство 1для управления процессом бурения, автоматический регулятор 2 подачи долота,устройство 3 для регистрации информации,преобразователь 4 аналог-код, делитель 5,блок б скользящего усреднения, умножитель7, блок 8 памяти, преобразователь 9 коданалог.На вход устройства 1 для управленияпроцессом бурения поступают сигналы сдатчика проходки. В устройстве 1 происходит измерение механической скоростибурения, значения которой поступают наустройство 3 для регистрации информациии измерения приращений мехавическойскорости ЛК, которые поступают в делитель 5. Кроме того, устройство 1 определяет момент подъема долота в связи с егоизносом, информация о котором тоже поступает в устройство 3 регистрации информации. На один из входов автомапическогорегулятора 2 подачи долота поступаютсигналы с датчика веса бурового инструмента, на другой вручную подается анало.говая величина, соответствующая проектнойосевой нагрузке для данного интервалабурения На этот же вход поступает дополнительное значение приращения осевой нагрузки ЬРд, формирующееся в блоках5 - 8 и необходимое для получения такогозначения осевой нагрузки, которое наиболее эффективно для текущих условий бурения. С этой целью с выхода автомати.чесиого регулятора 2 на вход преобразовагеля 4 аналог-код поступает сигнал, пропорциональный разности между текущимзначением осевой нагрузки и заданным.Затем это прира(щение осевой нагрузки ЬРпоступает в делитель 5, где происходит выРчисление отношениякоторое затемЬР апоступает в блок скользящего усредения,1 Рг - и+1где формируется величинаи Я - игде= 1,2 п - число точек измврений; и - заданное число, определяющее длину интервала усреднения. Затем эта величина умножается в умножителе 7 на текущее значение приращения механической скорости ЛВ, в результате чего формируется величина добавочного приращения осевой нагрузки ЬРц, поступающего затем в блок 8 памяти, в котором онохранится до изменения условий бурения и нахождения нового значения ЬРц, С выхода преобразова 5 10 15 20 25 зо теля 9 код-аналог это значение в аналоговой форме поступает на вход автоматического регулятора 2, с другого выхода которого на устройство 3 регистрации информации поступает текущее значение осевой нагрузки.Данная система управления процессом бурения обладает значительными преимуществами.Нахождение эффективной осевой нагрузки ведется непрерывно, основываясь на характере изменения самого процесса бурения, Это позволяет исключить непроизводительную операцию по ве поиску, на ко. торую затрачивается 3 - б мин времени механичеокого бурения и которая может повторяться десятин раз за одно долбление, В результате снижается время строительства скважины, а также расход энергии и реагентов. Автоматический регулятор подачи долота поддерживает не заданную заранее осевую нагрузку, а наиболее эффепивную в данный момент времени, что существенно увеличивает скорость механи ческого бурения. Достоверно определяет: момент подьема долота в связи с его износом в условиях случайного изменения свойств породы и режима бурения. Это позволяет снизить затраты на метр про. ходки и избежать аварийные ситуации и, за передержки долота на забое Кроме того, появляется возможность регистрации основных технолопических параметров в форме, удобной для дальнейшей статистической обработки в целях планирования основных технико-экономических показателей для других интервалов бурения и других скважин.Формула изобретенияСистема управления процессом бурения, включающая автоматический регулятор подачи долота, устройство для управления процессом бурения, устройство для регистрации информаций, делителя, блока скользящего усреднения, умножителя, о тл ич а ю щ а я ся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров, она снабжена блоком памяпи, преобразователями аналог-код и код-аналог, при этом выход преобразователя аналог-код подключен к одному из входов делителя, к второму входу которопо подключен один из вы ходов устройства для управления процессом бурения, два других выхода которого подключены к двум входам устройства для регистрации информации, а третий вход устройства для регистрации информации подключен к одному из выходов автомаческого регулятора подачи долота, вход которого подключен к выходу делителя через последовательно соединенные блок скользящего усреднения, умножитель, блок751974 Составитель Г. Данило Техред В. Серяков дактор Д. Павлова Коррек Фай аказ 979/1073 Изд. Ме 407 Тираж 626НПО Поиск Государственного комитета СССР но делам изобрет 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписноей и открытий. Харьк, фил. пред, Патент памяти, преобразователь код-аналог, а другой выход автоматического регулятора подачи долота подключен к входу преобразователя аналог-код Источники информации, принятые вовнимавие при экспертизе: 1. Пухова Г. Е., Хатнашвили Ц. С, Локальные математические модели систем управления. Киев, Наукова думка, 1971, с. 118 - 121.5 2. Авторское свидетельство СССРМа 248591, кл. Е 21 В 41/00, 13.01,70.