Устройство контроля частоты вращения турбобура

(51) 5 Е 45/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕПЬСТВ Ь" 2 е Всесоюзно кого инстит ров разведки и Л,Ф.Крайзман Варламов В.П,оль в скважинах луатации, - 1. 3,(54)ВРАЦЕ(57)логиисе бу АСТОТЪ СТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИЯ ТУРБОБУРА зобретение относите исследования скважи ения и позволяет по определения частоты урбобура, Порядок р к технов процесысить точвращения ть оты а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ П(НТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИ(21) 4490136/24-03 (22) 11,09,83 (46) 23.06.90. Бюл (71) Южное отделен учно-исследователь геофизических мето (72) Ю.Б.Штейнман (53) 622,24(088,8) (56) Грачев Ю,В. и томатический контр при бурении и эксп Недра, 1968, с, 24 устройстве обеспечивают четыре триггера 1, 2, 4 и 9, распределительсигналов 3, генератор 5, два элемента И 6 и 7, а также счетчики 8, 9заданного минимального интервалаосреднения. Фактический временной интервал осреднения фиксируется регистрами (Р) 10, 11. За это время числоимпульсов с таходатчика фиксируетсяв Р 12-14 значащей части. Результатделения этих двух сигналов на выходеделителей 20-22 пропорционален частоте вращения турбобура, которая фиксируется Р 23-25 и через дешифраторпоступает на индикатор. Для увеличения точности измерения и приведенияв соответствие числа оборотов турбобура числом импульсов таходатчикаприменяют Р 15-18 дополнительныхмладших нулевых разрядов. 1 ил.Изобретение относится к технологическим исследованиям скважин в процессе бурения и может быть использовано для получения информации, полезной для прогноза состояния бурового оборудования и оптимизации реЖима бурения.Целью изобретения является повышение точности определения частоты Вращения вала турбобура.На чертеже приведена функциональНая схема устройства контроля частоты вращения турбобура, Основной рлок - блок выделения фактического нтервала осреднения содержит первый риггер 1 выделения первой и последей метки фактического интервала оседнения, второй триггер 2 выделения аданного минимального интервала оседнения, распределитель 3 сигналов, содержащий два двухвходовых элемента.И, третий триггер 4 блокировки частоты считывания числа меток, генератор 5 частоты считывания и секционных импульсов, два элемента И 6 и 7, а также двухразрядные двоичйо-десятичные счетчики 8 и 9 заданиого минимального интервала осреднения. В устройство входят также регистры 10 и 11 фактического интервала усреднения, дополненный регистр чис,йа меток, содержащий регистры 12-14 значащей части, регистры 15-18 дойолнительных младших нулевых разряДов и четвертый триггер 19 окончания еычитания, делители 20-22, а также регистры 23-25 частоты вращения турбобура.В устройстве выход таходатчика (не показан) соединен с первым и вторым входами распределителя 3 сигнайов, а также с первыми входами ре истров 12-14 значащей части, первый выход распределителя 3 сигналов подключен к Б-входу первого триггера 1, й прямой и инверсный выходы второго триггера 2 соединены с третьим и четвертым входами распределителя 3 сигйалов, второй выход которого подклюЧен к К-входам первого 1 и третьего 50 4 триггеров, Прямой выход первого триггера 1 и первый выход генератора 5 соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И 6, выход которого подключен к вхо дам счетчиков 8 и 9 заданного минимального интервала осреднения и регистров 10 и 11 фактического интерВала осредения, Выходы счетчиков 8 и 9 и регистров 12-14 значащей частисоединены с,К-входами соответственно второго 2 и четвертого 19 триггеров, а выходы регистров 10 и 11фактического интервала осредненияс первыми входами делителей 20-22,Инверсный выход третьего 4 и прямойвыход четвертого 19 триггеров, атакже второй выход генератора 5 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами второго элемента И 7, выход которого подключен квторым входам делителей 20-22 и квходам регистров 15-18 дополнительныхмладших нулевых разрядов, выход которого соединен с вторыми входами регистров 12-14 значащей части. Выходыделителей 20-22 через регистры 23-25частоты вращения турбобура и дешифратор подключены к индикатору (неуказан),Сущность изобретения состоит втом, что автоматически осуществляется усреднение числа оборотов за определенный интервал времени с учетомпоследнего приходящего тахоимпульса,Полученное усредненное число оборотов турбобура может быть использованодля целей управления, поскольку отражает реальный процесс бурения, а нефлуктуации в нем. Интервал усреднения выбирается, исходя из характераразреза скважины опытным путем. Необходимость усреднения, а не получениямгновенных отсчетов объясняется тем,что каждьгй конкретный отсчет можетбыть в значительной степени случаен,например, при прижатии или отрыведолота от забоя, т.е, каждое отдельное значение числа оборотов можетне соответствовать ни плотности пород, проходимых в скважине, ни техническому состоянию долота или турбобура, Выбор интервала осреднения осуществляется, исходя из задаваемой разрешающей способности способа исследования, из строения скважины, из литологических характеристик пород и тогда измеренное усредненное число оборотов является реальным отражением режима бурения и технического состояния породоразрушающего инструмента.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии все элементы устрочства устанавливаются в следующие положения; первый триггер 1, счетччки 8 и 9, регистры 10 и 11, 1573149 655 15-18, 12-14, 23-25 и делители 20-22 устанавливаются в нулевое состояние, Второй 2, третий 4 и четвертый 19 триггера устанавливаются в единичное состояние.Цикл работы устройства начинается с приходом первой метки в виде положительного перепада напряжения с таходатчика, Каждая такая метка является сигналом о совершении турбогенератором стандартного числа оборотов 20. Цикл должен завершиться по истечении минимального стандартного интервала времени осреднения (100 с) с приходом очередной метки, принимаемой за последнюю, Первая метка через распределитель из сигналов поступает на Б-вход первого триггера 1, устанавливая его в единичное состояние, после чего через первый элемент И 6 с первого выхода генератора 5 начинают поступать секундные импульсы на счетчики 8 и 9, заданного минимального интервала осреднения, и в регистры 10 и 11 фактического интервала осреднения. Через 100 с счетчики 8 и 9, построенные на базе двоично-де. сятичных счетчиков, выдают импульс отрицательного перепада напряжения, поступающий на К-вход второго триггера 2. При этом второй триггер 2 изменяет свое состояние на нулевое, что, однако не приводит к изменению состояния первого триггера 1, потому что в отсутствие метки на его установочные входы с распределителя 3 сиг,налов поступают одинаковые положительные потенциалы, напряжения, т,е, регистры 10 и 11 продолжают счет секундных импульсов. С приходом очередной (принимаемой за последнюю) метки на К-вход первого триггера 1 поступает отрицательный перепад напряжения, переводящий его в нулевое состояние, при котором вентиль, первый элемент И,б прекращают поступление секундных импульсов в регистры 10 и 11 фактического интервала осреднения. Одновременно тот же отрицакль ный перепад на К-входе третьего триггера 4 изменяет его состояние на нулевое и частота считывания (например 100 кГц) со второго выхода генератора 5 через второй элемент И 7 поступает на вычитающий вход регистров 12-19 числа меток и одновременно на вторые входы делителей 20-22Поступление считывающих импульсов на дели 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тели 20-22 продолжается до тех пор, пока полностью не вычитается содержи" мое регистров 15-18 и 12-14, В этом случае четвертый триггер 19 изменяет свое состояние на нулевое и запирает второй элемент И 7. Таким образом, на делители 20-22 поступает число импульсов, равное числу, записанному в значащей части регистров 12-14, умноженному на 10 , где пИчисло дополнительных младших разрядов (15- 18), На первые установочные входы делителей 20-22 подаются коды, соответствующие зафиксированным в регистрах 10 и 11 значениям фактических интервалов осреднения, Деление осуществляется следующим образом. Счетчики делителей 20 и 21 работают в режиме вычитания, поэтому из общего числа вычитающих импульсов И на выход приходит только щ импульсов, где ш =Игде К - число, переданное из регистров 10 и 11 в делители 20-22, В схеме использовано четыре дополнительных младших разряда 15-18 регистров 12-18 числа меток, Два из них использованы для того, чтобы при делении поднять точность до 1 Е, а два других (вместе со счетчиком 22) для умножения числа меток на 20, чтобы получить число оборотов, С делителей 20-22 число импульсов, соответствующее числу оборотов в секунду, осредненное за фактический интервал времени, поступает в регистры 23-25 частоты вращения турбобура, откуда подается через дешифратор на регистрацию или в систему управления.Положительный эффект изобретения состоит в том, что за счет повышения оперативности удается своевременно влиять на режим бурения, а за счет повышения точности более качественно оценивать величину этого влияния, Наряду с измерением других буровых параметров это позволяет автоматизировать режим бурения, что может быть как технический эффект с точки зрения оптимальности бурения, так и экономический эффект, заключающийся в сокращении сроков и стоимости бурения,Формула изобретения Устройство контроля частоты вращения турбобура, содержащее таходатчик и индикатор, о т л и ч а ю щ е1573149 Составитель В,ШиловТехред 31.Сердюкова Корректор М. Кучерявая Редактор Г,Гербер Заказ 1628 Тираж 472 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинатПатент", г,ужгород, ул . Гагарина, 101 е с я тем, что, с целью повышенияточности определения частоты вращения вала турбобура, устройство снабжеКо четырьмя триггерами, распределителем сигналов, генератором, двумяэлЕментами И, счетчиком заданногоминимального интервала осреднения,делителем, дешифратором, а такжерегистрами фактического интервалаоседнения, значащей части, дополнительных младших непревых разрядов ичастоты вращения,турбобура, при этомвыод таходатчика соединен с первыми вторым входами распределителя сигнаюов и с первым входом регистра значаЩей части, первый выход распределителя сигналов подключен к Б-входупервого триггера, а прямой и инверсный выходы второго триггера соединены с третьим и четвертым входами распределителя сигналов, второй выходкоторого подключен к К-входам первого и третьего триггеров, прямой выход первого триггера и первый выходгенератора соединены с соответствующими входами первого элемента И, выход которого подключен к входам счетчика заданного минимального интервала осреднения и регистра фактического интервала осреднения, выходы счетчика заданного минимального интервала осреднения и регистра значащейчасти соединены с К-входами второгои четвертого триггеров соответственно, а выход регистра фактическогоинтервала осреднения - с первым входом делителя, инверсный выход третьего и прямой выход четвертого триггеров, а также второй выход генератора соединены с соответствующимивходами второго элемента И, причемвыход второго элемента И подключенк второму входу делителя и к входурегистра дополнительных младших нулевых разрядов, выход которого соединен с вторым входом регистра значащей части, а выход делителя черезрегистр частоты вращения турбобура и 25 дешифратор подключен к индикатору.