Устройство для автоматического управления процессом бурения

Союз Советских О П И С А Н И Е 1 1751975ИЗОБРЕТЕН И ЯК АВТОРСКОМУ СВЧДЕЕЛЬСТВУ Сак 11 апнстических Республик(451 Дата опбликования описяш я 30.07.8)(71) Заявитель Гродненский ордена Трудового Красного Знамени нефтяной институт им. акад. М, Д, Миллионщикова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕНИЯизобретение относится к горному;1 слу,тогиЕС -Т:ЦцС И ТСОЛОИЦ ЯЗТОМЯТИчсского управления процессом буреПня прс 1 муществснно глубоких скзажцц.Известно устройство подачи долота длябурения нефтяных и горных скважин, содержацс" датц,и скорости проодкц, блокрегулпроваци 51 Осев 01 няГрузк 1 и экстремал 1,цый регулятор 11.В этом устройстве произзодят подачу,1 ЯННОГО с.1 Гнала ня Вход экстрс)1 Я,1 ы 10 ГОрегулятора и маскспмизцруют скорость п)оходкц регулированием осевой на 1 рузкц надолото.Известно устройство, содержащее датчик скорости бурения, блок регул роваццяОссвой 1 ЯГрузки т Экстрсмяльный рсГулятор 2,Однако известное устройстзо це обеспечивает оптимальность процесса бурения,Целв изобретения является обеспечение Выбора оптимальных значений параметров режима бурения.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено квадратом, диффсренццатором, блоком фут(циональной защиты,делителем и нормируОщим преобразозг Гелем, прп этом вход экстремальцо 1 о регулятора черсз нормирующий преобразовательподкл очец к выходу делителя, один вод которого через киядратор, а другой входчерез последовательно сосдцнсиныс блокфуцк 1 гцоцяльной защиты и дифферснццаторсосдПисцы с Выходом датчика скорости про 5 ходки, а выод экстремального регулятораподк,ю,сц к Ходу Олока реГулцровянцяОссв 01 1.1 а Грзки.В:11 цО)1 ус Гройстве упряВлеБия прОцессом б, псцця реял зованы основные зяи коОм,рп;)стц разруьцсния горных пород.а чертеже представлена структурнаясхе)1 а устройства.)стро:с тво со;сржцт датчик 1 с 1 Опосп 1проо кц, выход которого соединен с вхо 15:1 Я;ц кзадраторя 2 и,фференццаторя ),св,зя;1;ого через блок 4 функццональцойзяцНты с Водом делителя 5. Другой зходделителя полилОчен к выход квадрятора,я .ыход делителя черсз пормцрующцй пре 20 со)язоватсль о связан с экстремальным регулятором 7, ВозлествуОгцим на блок ре-.,:;)Овация Освой нагрузки 8,В процессе работы текущее зцач ццесигналя скорости проходки поступает с Вы 25 хода датчика 1 на вод квадратораиВход диффсрсццпатора ). на выходе к,яд)Лтопа поязл 51 стся синял, пропорццоняльцьй квадрату скорости проходки, а на выходе;цффсрснццатора ) сформируется сиг 30 цял. п 1)опор)Понально 1 производной от скорости проходки по времени. Этот сигнал функционально защищают от равенства нулю и положительности знака в блоке 4 (рункциональной защиты (чтобы искгпочить деление на нуль и случаи роста механической скорости проходки при переходе в менее прочные горные породы) при последующем формировании критерия оптимизации. В этих случаях на выходе блока 4 сохраняется предыдущее значение сигнала производной.В делителе 5 формируется критерий оптимизации, который пропорционален отношсишо квадрата скорости проходки к мо дулю ускорения, который после необходимого нормирующего преобразования в преобразователе б подается на вход экстремального регулятора 7. Регулятор, зоздействуя на блок регулирования осевой нагрузки 8, отыскивает и поддержиьает максимальное значение указанного выше критерия оптимизации.Измеряют скорость в процессе долблс,ния, затем синхронно выделяют сигнал, пропорциональный модулю ускоревия проходки. После этого формируют критерий,оптимизации, для чего осуществляют деление сигнала, пропорционального квадрату скорости проходки, на сигнал, пропорциональный модулю ускорения. Результирующий сигнал нормируют и подают на вход экстремального регулятора, где затем максимизируют сформированный критерий оптимизации путсм регулирования осевой нагрузки на долото в течение всего рейса таким образом, что всегда получают максимальную проходку на долото,Внедрение данного способа автоматического управления процессом бурения позголяст оптимизировать роторнос бурение и сбеспсчиваст прогнозируемый средний рос г проходки на долото по сравнению с нсоп тимизпрованным бурением на 48% при сии женин себестоимости бурения на 22% иэкономии долот на 30% в расчете на три скважины.Формула изобретения10Устройство для автоматического управления процессом бурения, содержащее дат;ик скорости проходки и экстремальный регулятор, связанный с олоком рсгулирования 15 осевой нагрузки, о тли ч а ю ще е с я тем,что, с целью обеспечения выбора оптималь ых значений параметров режима бурения, устройство снабжено квадратором, диффсрснпиатором, блоком функциональной за Шиты, делителем и нормирующим преобразователем, при этом вход экстремального регулятора через нормирующий нреобразователь подключен к выходу делителя, один вход которого через квадратор, а другой 25 вход через последовательно соединенныеблок функциональной зашиты и дифферснциатор соединены с выходом датчика скорости проходки, а выход экстремального регулятора подключен к входу блока рсгу- ЗО лирования осевой нагрузки.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Вольгемут Э. А. и др. Устройство поЗ 5 дачи долота для бурения нефтяных и горных скважин. М., Недра, 1969, с. 145 - 152,2. Авторокое свидетельство СССРМ 470592, кл, Е 21 В 415/00, 17,09.75.751975 Составитель Г. ДаниловаТехред В. Серякова Корректор И. Осиповская Редактор Д. Павлова Тпп. Харьк. фил. пред. Патент 3; каз 842/1012 Изд, М 369 Тираж 626 ПодписпосНПО Поиск Государственного комитета СССР пэ делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5