Способ определения посадки в рабочее положение съемного корноприемника и устройство для его осуществления

Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ61) Дополнительное к авт. санд-ву 1 Ъ(5 Ц И. Кл,Е 21 В 47/12 Щ Заявлено 10,75 (21 416 соединением заявки Государотееннык комнтет Соовто Икнистроо СССР оо делам каооретеннй к открытой(72) Авторы иэобретеии Б, Плоткин, А С. Емельяно Я, Копштейн Всесоюзный научноиси техники ЦЗаявнтел) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСАДКИ В РАБОЧЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ СЪЕМНОГО КЕРНОПРИЕМНИКА И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1ИЗобретение относится к способам и устройствам, используемым в технике бурения, и служит для автоматического контроля положения бурового инструмента, например съемного керноприемника, перемещаемого внутри бурильной колонны под действием силы тяжести или нагнетаемого бурового раствора, в частности для определения промежутков времени движения, а также моментов стопорения керноприемника и его посадки в рабочее положение,Известен способ определения посадки перемещаемого внутри бурильной колонны бурового инструмента, заключающийся в том, что при посадке в рабочее положение инструмента, перемещаемого на кабель-тросе, срабатывает электромеханический контакт и ток протекает через сигнализирующее или регистрирующее устройство по замкнутой электрической цепи 11. Для реализации способа необходимы с циальные приспособления для разматывания сматывания, расцепления и зацепления кабел троса с буровым инструментом при спус подъемных операциях, при этом кабель-тр быстро изнашивается. Кроме того, исполь ванне кабель-троса увеличивает движение б рового инструмента к забою, а также при педоватепьский институт методикиазведки дит к непроизводительным затратам времени прп его подъеме перед началом бурения.Известен способ определения момента по.садки инструмента в рабочее положение, ос.новаиный на искусственном возбуждении одноб кратного перепада давлений промывочной жидкости при посадке инструмента в рабочее положение и регистрации этого перепала 2.Однако такой способ отличается сравнительно низкой надежностью определения момента посадки при глубине бурения более 0,5 тыс. м, поскольку с ростом глубины относительная величина перепада давления, регистрируемого манометром в момент посадки инструмента в рабочее положение, уменьшается, а на глубине близкой 1,0 тыс. м практически уже о не регистрируется. Кроме того, при переходедвижущегося инструмента с искривленного участка колонны на прямолинейный возникает естественный иерепад давления, который может быть воспринят, как сигнал о посадке инструмента в рабочее положение. Это снижает О надежность и избирательную способность известного способа.Наиболее близким техническим решением кизобретению является способ посадки в рабочее положение съемного керноприемника 2 путем регистрации и измерения величины гидро607965 бО 3механических колебаний от движущегося инструмента в колонне с буровым раствором, возбуждения, регистрации и изменения последовательности импульсов при посадке инструмента в рабочее положение 13.Такой способ реализуется с помощью устройства для приема информации с забоя скважин по гидравлической линии связи, которое содержит датчики гидромеханического давления и скоростного напора, подключенные через фыльтр и усилитель к сумматору, и частотомер с показывающим и регистрирующим приборами.Однако известный способ и реализующее его устройство не позволяют избирательно оценивать положение в колонне бурового инструмента, поскольку при движении бурового инструмента в колонне возникают естественные гидромеханические импульсы, обусловленные изменением скорости движения, торможением, ударами инструмента о стыки бурильцои колонны, а также происходит уменьшение среднего уровня гидромехацических колебаний по мере перемещения бурового инструмента к забоьо, В это время регистрируется частота следования импульсов, в общем случае отличная от задан-, ной для гидрогенератора. При равномерном движении бурового инструмента и после его остановки в результате его стопореСня гидромеханические импульсы це возбуждаются и, следовательно, эти состояния при данном способе получения информации равнозначны. Кроме того, в момент посадки в рабочее положение возникает естественный гидромеханический импульс всегда болььцей интенсивности, чем предшествующий, и средний уровень гидромехацических колебаний становится минимальным.С увеличением длины бурильцой колонны ин. формационный сигнал затухает и уровець колебаний, принимаемых ца поверхности, может стать соизмеримйм с величиной помехи, возни кающей при движении промывочной )кидкости по бурильной колоцне, микровей). В результате воздействия помехи регистрируемая частота может отличаться от частоты импульсов, генерируемых гидропередатчиком, что резко снижает надежность определения момента посадки спускаемого бурового инструмента в рабочееположение.Целью изобретения является повышение надежности определения момента посадки инструмента в рабочее положение;Это достигается тем, что проводят синхроньве накопление регистрируемых гидромеханических колебаний с последовательностью импульсов, аналогичной возбуждаемой в момент посадки инструмента в рабочее положение, при значении величины колебаний в экстремуме текущего импульса большем, чем в экстремуме предшествующего, и большем в начале текущего импульса, чем после его окончания.Пример. При непрерывной регистрации гидромеханических импульсов, возникающих от начала продвижения керцоприемцика до момента его посадки в рабочее положецие, когда дополнительно генерируется определенная последовательность импульсов, возможны несколь. ко вариантов соотношения измеряемых величин. Возможные варианты и получаемая при этом информация приведены н таблице.1 а чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления способа оцре. деления посадки в рабочее положение съемного керцоприемника,Устройство содержит датчикгидромеханических колебаний, жестко закрепленный на бурильной колонне, фильтр 2 ци)кних частот, усилитель 3 с регулируемым коэффиььиентом усилеция, кодирующий блок 4, блок 5 задержки, схемы 6 и 7 сравцеция, блоки 8 и 9 памяти, коммутирующий блок 10, декодиру 1 О- щий блок 11, блок 2 управления и блок 13 регистрации.Датчик 1 гидромехацических колебаний через фильтр 2, усилитель 3 и кодирующий блок 4 соединен с блоком 5 задержки, вход и выход которого подключены к схеме 6, предназначенной для сравнения -Скуп)ей ццформа. ии и предшествуюц;ей. Выход схемы сравнения 6 цодсоедицен к блоку 12 управления, выходы которого соединены с входами блоков памяти 8 и 9 ц с входамц коммутирующего 10 и декодцрующего 11 блоков, при этом выход блока управления соединен с сдним нз входов схемы 7 сравнения. Выход декодирующего блока 11 соединен с блоком 13 регистрации, который информиоует 0 положении керцоприемника, например, с помощью светового табло. Последовательность импульсов в момент посадки керноприемцика в рабочее положение создается забойным генератором .14.Устройство работает следуюшим образом.Перемецают буровой инструмент в бурильной колонне, прьь этом возникают естественные гидромехаццческие колебания, а после посадки инструмента в рабочее положенис генератором 14 возбуждают искусственные гидро. механические импульсы определенной последовательности. Указанные колебания, распространяясь по бури 1 ыОц колонне и Оуровому раст. вору, преобразуются датчиком 1 в электрцческци сигнал. После выделеня рабочей части спектра 1 астот в фильтре 2 и усилителе 3 сигнал поступает ца вход кодиру 1 ощего блока 4, С выхода олокз 4 ццф)мгпьця Б де 0 ичцом коде поступает ца один цз входов схемы 6 сравнения, а через блок 5 задержки - на второй вход схемы 6. В схеме 6 в результате сравнения текущей и задержанной ицформа- ььиЙ вырабатываются си Гн 31 ы, соответствующие моментам времени начала, экстремального значения ц Окоциция импульса гцдромехацических колебаний, При поступлении этих сиг. палов в блок 12 уь,равлеция в цем вырабатываются комацдь 1, управляющие работой блоков 8 и 9 11 амяты, коммутирующего блока О, схемы 7 сравнения и декодируюпего бло. ка 1.В момент времени, соответствуюциЙ началу пмпульса гидромехаццческих колебаний, блок 12 управленц выдает в блок 8 памяти ко. мацду разрешения записи Информации Об уровне фона гндромехацическцх колебаний в момент начала текупего импульса.607965 Получаемая информация езультат синхронного накопления Соотношение величины колебани в начале и после окончания текущимпульсаД оотношение экстремальных значенийтекущего и предшествующегоимпульсов Керноприемни находится вдвижении Величина колеба ний в начале текущего импульса меньше или равна величине колебаний после его окончания Синхронное нкопление непроводят Зкстремальноезначеиие текущего импульса меныпе экстремального значения предшеству- ющего Синхронное накопление непроводят Величина колебаний вмоментначала текущегоимпульса меньшеили равна величине колебанийпослеокоичанияимпульсаВеличина колебаний в момент начала текущегоимпульса большевеличины колебаний после егоокончания Экстремальное значение текущего импульса больше экстремального значения предшествующего Керноприемникнаходится вдвижении Синхронное накопление непроводят Экстремальное значение текущего им. пульса меньше экстремального значения предыдущего Керноприемн застопорен5В момент наличия экстремального значения текущего импульса блок 12 управления выдает в коммутирующий блок 10 команду, разрешающую прохождение информации об экстремальном значении предшествующего импульса с блока 9 памяти на один из входов схемы 7 сравнения. На второй вход схемы 7 через блок 5 задержки поступает информация об экстремальном значении текущего импульса, и в схеме 7 происходит сравнение экстремальных значений текущего и предшествующего импульсов. Независимо от результата сравнения блок 12 управления по окончании сравнения выдает в блок 9 памяти команду разрешения перезаписи информации об экстре. мальном значении текущего импульса. Прн этом если экстремальное значение текущего импульса больше предшествующего, то схема 7. выдает импульс, поступающий на один из входов декодирующего блока и производящий его запуск,В момент окончания текущего импульса гидромеханических колебаний блок 12 управления выдает в коммутирующий блок 10 команду, разрешающую прохождение информации об уровне фона в момент начала текущего импульса с блока 8 памяти через коммутирующий блок 10 на один из входов схемы 7 сравнения, На второй вход схемы 7 поступает информация, соответствующая уровню фона в момент окончания текущего им 6пульса, При этом если уровень фона в момент окончания импульса меньше, цсм в мо..мент начала, то сигнал, поступающий с выхо.да схемы 7 на управляющий вход декодирую.щего блока 11, разрешает синхронное накоп.5ление импульсов, формируемых блоком 12 управления в момент наличия экстремальных значений импульсов гидромеханнческих колебаний.Б декодирующем блоке 11 формируютсяопорные импульсы, временная расстановка которых соответствует гндромеханическим импульсам искусственно возбуждаемым после посадки инструмента в рабочее положение. Если в декодирующем блоке 1 произошло совпадение во времени не менее трех первых импуль.сов, то в блок 13 регистрации поступает сигнал посадки инструмента в рабочее положение, в случае совпадения менее трех импульсов - сигнал о стопорении инструмента в бурильной колонне. 20Использование данного способа регистра -цни момента посадки съемного керноприемника и устройство для его осуществления позволяет повысить производительность труда прибурении разведочных скважин до глубины 25 200 м с использованием съемных керноприемников, а также исключить применение спе.циальных кабель-тросов для спуска бурильныхкоронок.607965 Продолжение таблицы Экстремальное значение текущего импульса больше. экс- тремального значения предшеству- ющего Величина колебаний в моментначала текущего импульсабольше величины колебанийпосле его окончания Керноприемникзастопорен Экстремальное значение текущего импульса больше экстремального значения п редыдущего Величина колебаний в начале текущего импульсабольше величиныколебаний послеокончания Керноприемникв рабочемположении фориила изобретения Полписио Тираж каэ 27732 ЦНИИПИ Филиал ороси, ул. Проеииаи,патент,1. Способ определения посадки в рабочее , положение съемного керноприемника путем ре. гистрации и измерения величины гидромеханических колебаний от движущегося инструмента в колонне с буровым раствором, возбуждения, регистрации и измерения последо. вательности импульсов при посадке инструмента в рабочее положение, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности определения момента посадки инструмента, проводят синхронное накопление регистрируемых колебаний с последовательностью импульсов, аналогичной возбуждаемой в момент посадки инструмента в рабочее положение, при значении величины колебаний в экстремуме текущего импульса большем, чем в экстремуме предшествующего, и большем в начале текущего импульса, чем после его окончания.2, Устройство для осуществления способа но и, 1, включающее датчик гидромеханических колебаний, фильтр, усилитель и блок регистрации, отличающееся тем, чтс оно снабжено кодирующим и декоднрующим блоками, двумя схемами сравнения, коммутирующим блоПроводят синхронное накопление, Произошло накопление менее трех импульсов илисовсем не прои- изошло накопленияПроизошло синкронное накопление опреде ленного количества импульсов еменеет ех ком, двумя блоками памяти и блоком управления, вход которого соединен с выходом кодирующего блока через первую схему сравнения, а выходы блока управления соединены соответственно с входами первого и второго блоков памяти и с входами коммутирующего и декодирующего блоков, при этом выход блока управления соединен с. одним из входов второй схемы сравнения, выход которой подключен к входу блока регистрации через декодирующий блок, а выход блока задержки сое О динен со вторыми входами первого и второгоблоков памяти, причем выходы первого и второго блоков памяти подключены к входам коммутирующего блока, выход которого соединен с третьим входом второй схемы сравнения, при этом выход усилителя соединен с входом блока задержки через кодирующий блок.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США2825535, кл, 173 в , 46 опублик. 1960.2. Проспект фирмы ВОУ 1.ЕЯ Р/872/5 М.3. Авторское свидетельство СССР356348,кл. Е 2 В 4712, 1970.