Устройство для предупреждения прихватов бурового инструмента

СОЮЗ СОЮТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИК, 111350 А 09) Ш Е 21 В 23/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ЗОБРЕТЕНИЙТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 972037, кл. Е 21 В 23/00, 1981.2. Авторское свидетельство СССРФ 544746, кл. Е 21 В 23/00, 1973.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДУПРЕЩЦЕНИЯ ПРИХВАТОВ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА,содержащее датчик веса бурильногоинструмента, соединенный с двумя нульорганами и через последовательно соединенные пороговый элемент и схемусовпадения с первым входом блока слежения, генератор импульсов, подключенный через схему совпадения к перОПИСАНИЕ К АВТОРСИОМУ СВ вому входу блока слежения, выход которого соединен с первым входом блока уставок, а первый выход последнего через первый нуль-орган и переключатель спуск-подъем подключен к блоку сигнализации и исполнительномумеханизму, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точностиформирования уставки веса и исключения ложного срабатывания аварийнойсигнализации, устройство снабженоключом и блоком гальванического разделения сигнала, вход которого соединен с выходом блока слежения, а выход соединен с вторым входом блокауставок, причем второй выход блокауставок через второй нуль-орган ипервый вход ключа подключен к переключателю спуск-подъем, при этомвторой вход ключа соединен с выходомпорогового элемента, а второй входблока слежения - с выходом датчикавеса.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для предупреждения захватов, возникающих вследствие затяжек и посадок при подъеме и спуске бурильного инструмента.Известно устройство для предупреждения прихватов бурильного инструмента П .Известно также устройство для предупреждения прихватов бурильного инструмента, содержащее датчик веса бурильного инструмента, соединенный с двумя нуль-органами и через последовательно соединенные пороговый элемент и схему совпадения с первым входом блока слежения, генератор импульсов, подключенный через схему совпадения к первому входу блока слежения, выход которого соединен с первым входом блока уставок, а первый выход последнего через первый нуль 1 О 15 20 Поставленная цель достигается тем, что устройство для предупреждения прихватов бурильного инструмента, содержащее датчик веса бурильного инструмента, соединенный с двумя нуль- органами и через последовательно соединенные пороговый элемент и схему совпадения с первым входом блока слежения, генератор импульсов, подключенный через схему совпадения к первому входу блока слежения, выход которого соединен с первым входом блока уставок, а первый выход последнего через первый нуль-орган и переключатель спуск-подъем подключен к блоку сигнализации и исполнительному механизму, снабжено ключом и блоком гальванического разделения сигнала, вход которого соединен с выходом блока слежения, а выход соединен с вторым входом блока уставок, причем второй выход блока уставок через второй нуль-орГан и первый вход ключа подорган и переключатель спуск-подъем подключен к блоку сигнализации и ис полнительному механизму 21.Однако известное устройство не может корректировать величину уставки при изменении длины колонны и допускает ложные срабатывания аварийной сИгнализации.Цель изобретения - повышение точности формирования уставки веса и исключение ложного срабатывания аварийной сигнализации. ключен к переключателю спуск-подъем, при этом второй вход ключа соединен с выходом порогового элемента, а второй вход блока слежения - с выходом датчика веса.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит датчик веса 1, блок слежения 2, блок гальванического разделения сигнала 3, блок уставок 4, нуль-орган затяжки 5, нуль-орган посадки 6, переключатель 7, связывающий нуль-орган затяжки 5 и нуль- орган посадки 6 с блоком аварийной сигнализации 8 и исполнительным механизмом 9, генератор импульсов 10, связанный с блоком слежения 2 через схему совпадения 11, и пороговый элемент 12, связанный с ключом 13.Сущность работы устройства заключается в том, что допустимый вес бурильного инструмента формируется иэ сигнала, поступающего с блока слежения. Этот сигнал несет две ин,формации: об исходном весе бурильного инструмента, которая прямо поступает на блок уставок; об изменении веса бурильного инструмента в результате изменения длины колонны (при отвинчивании или навинчивании очередной свечи при спуске или подъеме колонны), которая выделяется с помощью блока гальванического разделения сигнала и поступает в блок уставок, где участвует в формировании допустимого приращения веса бурильного инструмента. В итоге на выходе блока уставок формируется автоматически откорректированный в зависимости от длины колонны допустимый вес бурильного инструмента. Устройство работает следующим образом.От датчика 1 на вход порогового элемента 12 поступает сигнал, уровень которого пропорционален весу бурильного инструмента. При превышении веса бурильного инструмента веса одной свечи пороговый элемент 12 дает разрешение для прохождения импульсов с генератора импульсов 10 через схему совпадения 11 на первый вход блока слежения 2.Таким образом, в блок слежения 2 заносится информация об исходном весе бурильного инструмента. Этот вес сравнивается с текущим весом, поступающим на второй вход блока слежения 2. На выходе блока слежения 2 формируется с заданной точностью сигнал, пропорциональный исходному весу бурильного инструмента. С выхода блока слежения 2 сигнал поступает на первый вход блока уставок 4 и на вход блока гальванического разделения сигнала 3С выхода блока гальванического разделения сигцала 3 сигнал, пропорциональный прираще О нию веса бурильного инструмента,поступает на второй вход блока уставок 4,При изменении длины колонны сигнал с датчика веса 1, поступающий на вто рой вход блока слежения 2, изменяется. Это изменение сигнала отСлеживается блоком слежения 2 и передается на вход блока гальванического разделения сигнала 3. На выходе блока 20 гальванического разделения сигнала формируется величина приращения веса бурильного инструмента после отвинчивания или навинчивания очередной свечи. 25Таким образом, в блоке уставок 4 формируется автоматически откорректированный сигнал, пропорциональный допустимому весу бурильного инструмента, для подъема и для спуска 30 колонны с учетом текущего веса бурильного инструмента. Сигнал с выхода блока уставок 4, пропорциональный допустимому весу бурильного инструмента при подъеме, поступает на первый вход нуль-органа затяжки 5. На второй вход нуль-органа затяжки 5 поступает сигнал от датчика веса пропорциональный текущему весу бурильного инструмента. 40При появлении затяжки сигнал, поступающий с датчика веса 1, превышает сигнал, поступающий с блока уставок 4, и нуль-орган 5 включает через переключатель 7 блок аварийной сигналиэации 8 и исполнительный механизм 9. Пороговый элемент 12 и ключ 13 служат для блокировки аварийной сигнализации исполнительного механизма при полной разгрузке талевой системы.При постановке бурильной йолонны на элеватор сигнал с датчика 1 резко изменяется и становится меньше сигнала, соответствующего весу одной свечи, При этом пороговый элемент 12 подает сигналы на схему совпадения 11 и ключ 13, запрещая прохождение импульсов с генератора 10, поэтому в блоке слежения сохраняется информация о ранее записанном весе и запрещается прохождение аварийного сигнала с нуль-органа посадки б.Как только колонна бурильных труб снимается с элеватора, соответственно снимается запрет для прохождения импульсов с генератора 10 и прохождения аварийного сигнала.Уставка веса бурового инструмента дР вычисляется по формулеаР = Рк,где Р - вес бурильного инструмента;к - коэффициент передачи узлагальванического разделения, к = 0,2.Перед спуском или подъемом исходный вес бурильного инструмента вводится в блок памяти, функцию памяти выполняет схема слежения. Иэ блока памяти информация поступает в блок формирования уставки бурильного инструмента и в сумматор. В сумматоре осуществляется суммирование исходного веса с уставкой, в результате чего формируется допустимый вес бурильного инструмента.Устройство позволяет повысить точность определения предаварийных ситуаций, что позволит сократить расходы на ликвидацию аварий, связанных с прихватами.1113508Составитель В. Булыгин Редактор В. Ковтун Техред Л,Коцюбняк Корректор Л. Пилипенко Заказ 6542/26 , Тираж 564 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открыТий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4