Устройство для измерения износа долота в процессе бурения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 Е 21 В 45/00 ТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИ(7 1) Сызранский филиал Куйбышевскогополитехнического институтаим. В.В.Куйбышева(56) Разведка и разработка нефтяныхи газовых месторождений. Сборниквып. 9. Из-во Львовского университета, 1972, с.93-95,Беликов В.Г., Посташ С,А. Рациональная отработка и износостойкостьшарошечных долот, М" Недра, 1972,с.105.Авторское свидетельство СССРР 590432, кл. Е 21 В 45/00, 1976,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСАДОЛОТА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ(57) Изобретение относится к техникебурения глубоких скважин и позволяетс высокой точностью измерять износвооружения долота (Д), Для этого впроцессе бурения непрерывно измеряютчастоту вращения Д датчиком 1, осевуюнагрузку датчиком 2 и текущее значение времени бурения преобразователем,ду 1 283361 блока (Б) 8 уставок поступают в Б 9, Здесь осуществляется вычисление времени Т 8 работы Д, обусловленного износом его вооружения. Одновременно с П 3 сигнал поступает в Б 6 памяти, Сигнал Т поступает на делитель 10, На второй его вход поступает сигнал с Б 8, пропорциональныи износу Ьвооружения Д. В делителе 10 осуществляется вычисление текущей скорости Ч,износа Д; Ч,= Ь, /Т,. Результат деления регистрируется Б 7 памяти. При очередной подаче сигнал с датчика 2 через формирователь 4 прямоугольных импульсов поступает в Б 5 управления. Его длительность рав на времени очередной подачи, С выходов Б 6 и 7 текущие значения ьТ и Ч, перемножаются в множителе 11, Выходной сигнал с него поступает на сумматор 12Здесь осуществляется сложение текущего значения Ь ., с предыдущим Ь . Суммарный сигнал поступает на индикатор 13 и одновременно в Б 5. Выходной сигнал с его выхода закрывает выходы Б 6 и 7Очередной цикл измерения осуществляется после поступления нового сигнала с формирователя 4. 2 ил.1283361Изобретение относится к бурению глубоких скважин и может быть использовано для определения износа вооружения шарошечного долота в процессе бурения, 5Цель изобретения - повышение точности измерений износа вооружения долота.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - Ю блок-схема блока расчета времени работы долота.Устройство содержит датчик 1 частоты вращения долота, преобразователь 2 осевой нагрузки, преобразователь 3 15 времени бурения. Преобразователь 2 осевой нагрузки. подключен к последовательно соединенным формирователю 4 импульсов, блоку 5 управления, первый выход которого соединен с вторым 20 входом первого блока 6 памяти, Второй вход блока 5 соединен с вторым входом второго блока 7 памяти. Блок 8 уставок четырьмя выходами соединен с входами блока 9 расчета времени работы долота, выход которого соединен с первым входом делителя 10. Выход преобразователя 3 времени бурения соединен с первым входом первого блока 6 памяти, выход которого подклю" 30 чен к последовательно соединенным множителю 11, сумматору 12, индикатору 13. Выходы датчика 1 частоты вращения долота и преобразователя 2 осевой нагрузки соединены с первыми 35 двумя входами блока 9 расчета времени работы долота. Второй вход делителя 10 соединен с пятым выходом блока 8 уставок. Выход множителя 11 подключен к первому входу блока 5 40 упоавления,Блок 9 расчета времени работы долота включает (фиг. 2) вычислитель 14, сумматор 15, элемент 16 возведе ния в степень, множители 17 и 18, делитель 19. Выходы вычислителя 14 и сумматора 15 соединены с входами множителя 17, а выход элемента 16 возведения в степень соединен с входом 50 множителя 18. Выходы множителей 17 и 18 подключены к делителю 19.Блок 9 расчета времени работыдолота по вооружению реализует сле дующий алгоритм:где Т - время работы долота, обусловленное износом его вооружения;Р, - максимально допустимая нагрузка на долото;Р - средняя нагрузка на долотов моменты очередных подачбурового инструмента;и - средняя частота вращениядолота в моменты очередныхподач бурового инструмента;Я - отношение ширины основаниязубца к его начальной тупизне;А - коэффициент, учитывающийконкретные условия работыдолота (коэффициент абразивности);- величина, зависящая от типомодели долота и параметроврежима бурения.Блок 8 уставок представляет собой блок потенциометров, с помошью которых задаются параметрыкоэффициент А и показатель степени р, где Ь- износ вооружения долота в относительных единицах В0 в начале долбления; Ьи, = 1 при полностью изношенном долоте). Множитель 11 реализует зависимость ич а Т(2) где Ь,текущий износ вооруженияшарошечного долота;скорость износа вооружения долота;интервал времени, в течение которого происходиточередная подача долота(время измерения),Параметры Рр, Ь , А и 3 определяются по данным ранее отработанных долот (статистическим данным), если такие данные отсутствуют (бурение ведется на малоизученных площадках), то значения этих параметров устанавливаются по показаниям предыдущего долбления. Ошибка при этом не превышает наиболее распространенную при использовании статистических данных. Необходимость лишь учитывать неравномерность использования такой информации на границах смены свойств породы и при смене типа долота. Параметр устанавливается для каждой типомодели долота.3 12833В сумматоре 12 результат измерения износа вооружения долота при данной подаче бурильного инструмента складывается с результатами предыдущих измерений. 5В предлагаемом устройстве блок 5 управления представляет собой Ютриггер, реализованный на логических элементах ИЛИ-НЕ с прямым выходом, а Формирователь 4 импульсов - триггер 10 Ч 1 мидта.ьн /а(3) 40 Результат деления регистрируется блоком 7 памяти. При очередной подаче бурильного инструмента от преобразователя 2 осевой нагрузки через Формирователь импульсов 4 в блок 5 управления поступает прямоугольный сигнал, длительность которого равна времени очередной подачи бурильного инструмента, На выходе блока 5 управления появляется сигнал логической "1", который открывает блоки 6 и 7 памяти. С выходов последних поступают сигналы, пропорциональные текущим значениям дТ и Чщ, на"ьумножитель 11, где осуществляется операция умножения согласно выражению (2). Результат умножения поступает на вход сумматора 12, где осу 50 55 Устройство работает следующим образом.Перед началом операции бурения в 15 блоке 8 уставок задаются параметры: Рр, Б, А,и Ь . В исходном состоянии выходы блоков 6 и 8 памяти закрыты. В процессе бурения от преобразователя 3 времени бурения по ступает сигнал, пропорциональный текущему значению времени, на вход блока 6 памяти. Одновременно с датчика 1 частоты вращения долота, преобразователя 2 осевой нагрузки и блока 8 25 уставок (параметры А, Б,З, Рр) подаются сигналы, пропорциональные своим значениям на блок 9 расчета времени работы долота, В последнем осуществляется операция согласно 30 выражению (1). Результат вычисления Т поступает на один из входов делиВтеля 10, на другой вход которого с блока 8 уставок поступает параметрин ф35В делителе 10 производится расчет текущей скорости износа долота по формуле 61ществляется операция сложения значения износа вооружения долота при данной подаче бурильного инструмента с предыдущими значениями измерений, а затем поступают на индикатор 13.Одновременно сигнал окончания операции умножения по цепи обратной связи поступает в блок 5 управления, в результате чего на выходе блока управления появляется сигнал логического "О", который поступает в блоки памяти 6 и 7 и запрещает прохожде-ние сигналов с этих блоков в множитель 11. Таким образом, осуществляется цикл измерения износа вооружения долота при данной подаче буриль-ного инструмента. При следующей подаче после поступления сигнала с формирователя 4 импульсов осуществляется очереднОй цикл измерения.Формула изобретенияУстройство для измерения износа долота в процессе бурения, содержащее преобразователь осевой нагрузки, выход которого соединен с выходом формирователя импульсов, преобразователь времени бурения, выход которого соединен с первым входом первого блока памяти, блок управления, первый выход которого соединен с вторым входом первого блока памяти,делитель, выход которого соединен с первым входом второго блока памяти, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений износа долота, устройство снабжено датчиком частоты вращения долота, блоком расчета времени работы долота, блоком уставок, множителем и сумматором, причем выходы датчика частоты вращения долота и преобразователя осевой нагрузки соединены с первыми двумя входами блока расчета времени работы долота, первые четыре выхода блока уставок соединены с другими входами блока расчета времени работы долота, вы - ход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с пятым выходом блока уставок, при этом выход первого блока памяти соединен с первым входом множителя, выход которого соединен с сумматором и пер5 1283361вым входом блока управления, второй выход последнего соединен свторым входом первого блока памяти,,выход второго блока памяти подключен к второму входу множителя, выходФормирователя импульсов соединен свторым входомблока управления,авыходсумматора подключен к. индикатору . Составитель Г.АлексееваРедактор С,Лисина Техред Н.Глущенко Корректор М.Максимишинец Заказ 7394/27 Тираж 532 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4