Автоматическое устройство для подачи порошкообразных материалов в скважину

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 011 1/00 1511 4 Е 21 В 44 ьное проектВсесоюзноготоматика" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССР 11 530943, кл. Е 21 В 21/00, 1974,Авторское свидетельство СССР 9 659722, кл. Е 21 В 21/00, 1974. (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ ,СКВАЖИНУ(57) Изобретение относится к буровой технике и позволяет с высокой точностью дозировать порошкообразный материал при изготовлении буро вого раствора (БР), Для этого навходе и выходе из скважины установлены датчики 1 и 2 объема БР. Сигналы с них через аналого-цифровыепреобразователи (АЦП) 3, 4 поступа,ют в сумматор 5, а. с него на входключа 6. На управляющий вход ключа6 поступает сигнал с задатчика 8,времени цикла циркуляции БР в скважине. По истечении этого временисигнал с сумматора 5 о количествеБР поступит в умножитель 7. На второй его вход поступает сигнал с датчика 9 плотности БР через последовательно соединенные АЦП 10, сумматор 11 и масштабирующий блок 12, Сумножителя 7 сигнал, пропорциональный количеству необходимого утяжелителя, через элемент 13 сравненияпоступает на исполнительный элемент(ИЭ) 14. Он управляет процессом по1286747 дачи утяжелителя. На второй входэлемента 13 поступает через АЦП 19сигнал с датчика 18 веса порошкообразного материалаЛри резком изменении скорости измйения уровня БР Изобретение относится к буровой технике, а более конкретно к автоматизации циркуляционного оборудования, предназначенного для приготовления, подач бурового раствора в циркуляционную систему скважины.Целью изобретения является повышение точности дозировки порошкообразного материала при изготовлении бурового раствора.На чертеже изображена схема, автоматического устройства подачи порошкообразных материалов в скважину,Устройство содержит датчик объема бурового раствора 1, установленный на выходе блока приготовления бурового раствора (не показан) - на входе в скважину, датчик объема бурового раствора 2, установленный на выходе из скважины. Выходыуказанных датчиков через соответствующие аналого-цифровые преобразователи 3 и 4 подключены к первому и второму входам сумматора 5, выход которого соединен с первым входом ключа 6, выход ключа 6 соединен с первым входом умножителя 7. Выход регулируемого задатчика времени 8 соединен с вторым входом ключа 6, Выход датчика плотности бурового раствора 9 через аналого-цифровой преобразователь 10, второй сумматор 11, масштабирующий блок 12 соединен с вторым входом умножителя 7, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения 13, выход элемента сравнения 13 соединен с первым входом исполнительного элемента 14. Выход датчика скорости изменения (понижения или повышения) уровня бурового раствора 15 через аналого-цифровой преобразователь 16 и компаратор 17 подключен к второму входу исполнительного элемента 14 Датчик веса порошкообразна ИЭ 14 поступает сигнал с датчика 15 скорости через АЦП 16 и компаратор 17. В зависимости от знака изменения скорости ИЭ 14 обеспечивает нужную производительность, 1 ил. ных материалов 18 через аналого-цифровой преобразователь 19 соединен свторым входом элемента сравнения 13.Устройство работает следующим об 5 разомИнформация с датчиков объема бурового раствора 1 при закачке буровогораствора в циркуляционную систему ис датчика 2, установленного на выхо 10 де из скважины, через АЦП 3 и 4поступает в сумматор 5. В сумматореэти две величины объема складываютсяи оттуда сигнал поступает на входключа 6.С регулируемого задатчика времени8 сигнал об истечении времени циклациркуляции бурового раствора посту пает на управляющий вход ключа 6. Всостав регулируемого задатчика време 20 ни 8, подсчитывающего время циклациркуляции бурового раствора в скважине, входят датчики измерения глубины скважины Н и производительности25насосов ЦН, а также задатчик внутреннего диаметра труб (Й) площади сечения в затрубном кольцевом пространстве (Р ),Время цикла циркуляции подсчитывается по Формуле30осии(1)где 1 Б - время. движения раствора вбурильных трубах от устьядо забоя скважины;35 1- время движения раствора отзабоя до устья скважины,н,а. Н, 10.Н, ,с . + с к (2)4 Ц,Дн н 40По истечении времени цикла, которое определяется в задатчике времени 8, последний посылает сигнал наключ 6. После этого ключ 6 переда ет инФормацию о количестве бурового(4) раствора с сумматора 5 в умножитель 7.Регистрируемое значение плотности., бурового раствора датчиком 9 через АЦП 10 подается на вход сумматорагде вычисляется величина рассогласования д между заданным в сумматоре 11, удельным весом бурового раствора, определяемого технологией бурения у и текущим значео аднием плотности 11 олученное значение разности 6 поступает в масштабирующий блок 12, в котором происходит определение количества утяжелителя д, которое3следует добавить в 1 м бурового раствора, чтобы повысить его плотность на величину разности 6, полученную во втором сумматоре 11 где У - плотность утяжелителя (ба трита).30Величиныиц задаются в масштабирующем блоке перед началом бурения посредством цифровых задатчиковС масштабирующего блока 12 сигнал поступает на умножитель 7, где определяется количество утяжелителя, необходимого для утяжеления всего объема бурового раствора в циркуляционной системе С умножителя 7 сигнал поступает через элемент сравнения 13 на исполнительный элемент 14, который управ ляет процессом подачи утяжелителя из бункера. При этом с )датчика веса порошкообразных материалов 18 сигнал через АЦП 19 также поступает на элемент сравнения 13. При равенстве этих двух сигналов исполнительный элемент отключается, в результате чего подача барита прекращается. При начавшемся интенсивном нефте- .газопроявлении с большим аномально пластовым давлением Флюид иэ пласта поступает в скважину со значительным напором и тем самым увеличивает скорость восходящего потока, в результате чего резко меняется скорость повьшения уровня бурового раствора в приемных емкостях. В этот момент (эта ситуация называется предаварийной, так как грозит выбросом бурового раствора из скважины) сигнал с датчика скорости изменения уровня бурового раствора 15 через АЦП 16 подается на компаратор 17. В компараторе происходит сравнение заданной скорости изменения уровня бурового раст- вора в приемных емкостях и текущей. измеренной датчиком 15.Величина расхождения сигналов, определяемая компаратором 17, поступает на второй вход исполнительного элемента 14, который и обеспечивает нужную производительность. Схема привода исполнительного элемента 14 выполнена такгг 1 образом, что чем больше поступает сигнал на него, тем с большей производительностью он работает. По мере уменьшения сигнала скорость вращения приводного двигателя уменьшается до нуля и следовательно падает производительность. Формула изобретения Автоматическое устройство для подачи порошкообразных материалов в скважину, содержащее датчик объема бурового раствора, сумматор, ключ, умножитель и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозировки порошкообразного материала при изготовлении бурового раствора, устройство снабжено вторыми датчиком объема бурового раствора и сумматором, датчиком плотности бурового раствора, датчиком скорости изменения уровня бурового раствора, датчиком веса порошкообразных материалов, регулируемым задатчиком времени, компаратором, масштабирующим блоком, элементом сравнения и пятью аналого-циФровыми преобразователями, причем выход первого датчика объема бурового раствора через первый аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом первого сумматора, выход второго датчика объема бурового раствора через второй аналого-цифровой преобразователь соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу ключа, выход регулируемого задатчика време1286747 Составитель В. ШиловТехред М.Ходанич Корректор А. Обручар Редактор А. Гулько Заказ 7692/32 Тираж 532ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ни соединен с вторым входом ключа,выход которого подключен к первомувходу умножителя, выход датчика плотности бурового раствора через последовательно соединенные третий аналого-цифровой преобразователь, второйсумматор и масштабирующий блок соединен с вторым входом умножителя,выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, причем выход датчика веса порошкообразного бматериала через четвертый аналогоцифровой преббразователь соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом исполнительного элемента, а выход датчика скорости изменения уровня бурового раствора последовательно через пятый аналого-цифровой преобразователь и компаратор подключен к второму входу исполнительного элемента.