Устройство для измерения скоростибурения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 ц 848608l(23) Приоритет Опубликовано 23.07.81.Б 1 оллетень Р 1 е 27 па делам изобретений и открытий(5 З) УДК 622.24. .082 (088.8) Дата опубликования описания 25.07.81 нч. и;Ь1Э.А. Айзуппе, В.А. Кулишенко, М.И. Сергееф и Ш,АЖапиоттаев; .Методическая экспедиция геолого-экономичес хисследований (МЭГЭИ) Министерства геологии узбекскои ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ дрЧе,= У - ьдт,15 скорость буренияскорость перемещения колонны,"нагрузка на долото 20время;константа; зависящая от глубины скважины и типоразмерабурильных труб. где Ч Ч Р ФИзобретение относится к бурению скважин, в частности к созданию устройств для измерения скорости этого процесса,Сложность измерения механической скорости заключается в том, что, являясь показателем стохастического процесса - бурения, она носит случайный характер. Будучи связанной со скоростью перемещения верхнего конца колонны, скорость бурения определяется формулой А.И. Дряхлова 2Задача сводится к определению математического ожидания по реапизации,фф),Известно устройство,. в которомд,с, выбирается в зависимости от скорости бурения, содержащее дешифраторс блоком управления, связанным с регистром результата. Выход дешифраторасоединен со схемой совпадения кодов,воздействующий на схему управления ичерез нее на счетчик времени 111 .Недостаток этого устройства, теаки остальных приборов, реализующихпринцип Чт = -ф - большой интервалвремени, когда отсутствует контрольза скоростью, что создает трудностипри оптимизации бурения. В описанномустройстве это усугубляется тем, чтовинтервалы имеют различную длительность.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, в котором реализован метод скользящего среднего.Сущность его сводится к использова(3) 25 15) Уа "гю ль 3нию в осредненни информации, получен. ной за предыдущий период. Рабата устройства происходит по формуле где п - число интервалов за времяусреднения;У; - усредненное значение скорости;У - измеренное (мгновенное) значение скорости подачи.Устройство имеет импчльсный датчик проходки, с которым поочередно связываются накопители, Через каждый такт накопители подключаются через собиратель-сумматор к регистру текущего среднего, а последний - к входу сумматора. Другой его вход связан с ре- . .гистром предыдущего значения, в который число У, попадает через регистр результата, и результат осреднения . умножается на" . Индикатор подкП+ 1лючен.к выходу регистра результата через делитель на числощф 1,.Все цепи связаны через ключи, открытие которых производится блоком управления 12.Недостатком указанного устройства является относительно низкая надежность, которая. вызвана сложностью схемы.Цель изобретения - повьппение надежности. устройства за счет упрощения схемы. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик проходки, сумматор, регистр результата, счетчик, индикатор и блок управления снабжено инвертором, при этом датчик проходки подключен через последовательно соединенные счетчик и сумматор к регистру результата, выход которого подключен непосредственно к цифровому входу счетчика и со сдвигам вправо на два разряда ко входам инвертора и индикатора, а выход инвертора соединен со входом сумматора, причем блок управления подключен к управляющему входу счет-. чика и входу "Запись" регистра результата.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства .для измере" ния скорости бурения. 4Устройство содержит импульсныйдатчик 1 проходки связанный со счетным входом счетчика 2, а выход пос;леднего связан с входом х сумматора 3 Выход у сумматора соединенс входом регистра 4 результата, выполненного на двухступенчатых 0триггерах. Выход У регистра 4 подключен непосредственно к цифровому 10 входу счетчика 2 и со сдвигом вправонадва разряда к входу индикатора5 и инвертора 6. Выход инверторасоединен с входом х сумматора 3.2Блок 7 управления своими выходами 15 связан с входом "Запись" регистрарезультата и управляющим входомсчетчика.Устройство Работает следующимобразом.20 Усреднение интервала проходки завремя дЬ , соответствующее циклуработы блока управления, происходитпо формуле где Ч - текущая усредненная скоростьбурения;З 0 Ч ,- скорость бурения, полученная в результате предыдущего цикла усреднения;ю - число, положенное в основание системы исчисления, реа лизованной в устройстве;Ч=М/ат,где ЬТ - время цикла усреднения;ЬЬ - интервал проходки, пробуренной за времяЬ:Ь= ЬТ /113Например, в случае двоичной системы исчисления формула имеет виднаиболее простой реализациис- Ч 4С45 Реализация формулы (31 при системе исчисления с основанием производится следующим образом, Число с выхбда регистра результата подается навход индикатора со сдвигом вправо на 50 один разряд, что соответствует делению его на п . Величина У деленнаяна 11 ч , .есть. усредненная скоростьбурения Ч , которая выдается оператору, Одновременно У подается на 55 цифровой вход счетчика. Сигналом сблока управления происходит обнуле -ние счетчика и запись в него числа .5 8486084В течение времени 4 С в счетчике л 10000 ч, т.е. Р =0,99748, то в пред-происходит. накопление суммы лагаемом устройстве, содержащем 7х,: пЬ.+ Ч (б) аналогичных элементов Р=0,99928.которая поступает на вход Х 1 сумма- Надежность увеличивается, так кактора. Одновременно на другом входе ,она определяется числом соединений,сумматора Х находится инвертирован-, в том чисае паек, а с уменьшениемная величина. При этом на выходе числа элементов число соединений резУ имеем ко уменьшается.У =пЧ ф Ч+Ч =(т)Ч +Ч (7) . Формула изобретенияЬ ь ф. 1 О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР У 471423, кл. Е 21 В 45/00, 1973,2. Авторское свидетельство СССР Р 542821 кл. Е 21 В 45/00, 1975 прототип)./33 Филиал ППН Патентг. Ужгород, ул, Проектная,4 Через новый интервал 1 Й сигналом с блока управления производится запись в первую ступень регистра. При исчез-, новении сигнала "Запись" У, перепи сывается во вторую ступень и появляется на выходе регистра. Попадая со сдвигом на вход индикатора, он делится на т и согласно формуле ,31 соответсвует Ч . При прекращении 20действия сигнала на входе Запись он сразу появляется на другом выходе блока управления, вызывая запись величины тЧ в счетчик 2, и далеес+цикл повторяется.Выходные импульсы проходки следуют через интервалы ЬЬ . Их нужно выбирать таким образом, чтобы накопленная за Ют, сумма ЬЬ соответствовала скорости в желательной системе исчис- ЗО ления в м/ч.Эффективность предлагаемого устройства заключается в увеличении надежности. Если известное устройство, состоящее из 21 укрупненного элемен та, безотказно работает в течение Устройство для измерения скорости бурения, содержащее датчик проходки, сумматор, регистр результата, счетчик, йндикатор и блок управления., о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено инвертором, при этом датчик проходки подключен через последовательно соединенные счетчик и сумматор к регистру результата, выход которого подключен непосредственно к цифровому входу счетчика и со сдви" гом вправо на два разряда ко входам инвертора и индикатора, а выход инвертора соединен со входом сумматора, причем блок управления подключен к управляющему входу счетчика и входу "Запись" регистра результата.