Устройство для управления процессом пакеровки с гидромеханическим пакером

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1)4 Е 21 В 47/О ГОСУДАРСПО ДЕЛ ОПИСАНИ РЕТЕН ТЕЛЬСТВ ВТОРСНОМ,Ф СВ(56) Лесецк Буровые маш ра, 1980, с и Ильский А.П. еханизмы. М.: Пед, 294-298. ы и 233 ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПАКЕРОВКИ С ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПАКЕРОМ, содержащее автомат подачи бурового инструмента, датчик давления промывочной жидкости, датчик веса бурового инструмента и пусковую задвижку насоса с дистанционным управ лением, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса пакеровки, оно снабжено блоком ввода-вывода, арифметико-логическим бло - 1 ком, двумя схемами управления, датчиком расхода жидкости из скважины, запоминающими блоками давления и веса,аналоговым дифференциатором, блокоминдикации и четырьмя аналого-цифровыми преобразователями, причем арифметико-логический блок подключен соответственно к блоку ввода-вывода,запоминающим блокам давления и веса,блоку индикации и через схемы управления - к автомату подачи и пусковойзадвижке насоса, а датчик давлениячерез первый аналого в цифров преобразователь подключен к запоминающемублоку давления и первому входу арифметико-логического блока, датчик ве- Яса через второй аналого-цифровой преобразователь подключен к запоминающему блоку веса и второму входу ариф- фифеметико-логического блока, третий вход фффкоторого через третий аналого-цифровой преобразователь и аналоговый дифференциатор соединен .с датчиком веса,при этом датчик расхода через четвертый аналого-цифровой преобразовательподключен к четвертому входу арифметико-логического блока.Изобретение относится к горномуцелу, а именно, к системам автоматического управления процессом пакеровки при использовании гидромеханического пакера. 5Цель изобретения - ускорение процесса пакеровки,На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого устройстваф нафиг. 2 - типовая конструкция гидромеханического пакера в исходном положении; на фиг. 3 - пакер при созданиидавления в нагнетательной линии, нафиг.4 - пакер при подаче бурового инструмента вниз и сохранении давления в линии, на фиг. 5 - блок-схема алгоритмаработы арифметико-логического устройства.Устройство содержит автоматподачи (АП) 1, пусковую задвижку насоса 20(ПЗН) 2 с дистанционным управлением,датчик 3 давления промывочной жидкости, датчик 4 веса бурового инстру"мента, датчик 5 расхода жидкости изскважины, аналого-цифровые преобразо ватели (АЦП) 6-9, аналоговый дифференциатор 10, арифметика-логическийблок (АЛБ) 11, схемы 12 и 13 управле -ния, блок 14 ввода-вывода параметров.запоминающие блоки 15 и 16 и блок 17 Зоиндикации.,Устройство предназначено для управления процессом пакеровки гидромеханического пакера следующей типовой конструкции. Пакер (фиг, 2) со- З 5 держит переводник 18, связанный с колонной бурильных труб. С переводником жестко связан ствол 19, соединенный по свободной посадке с гидро- цилиндром 20, имеющим боковые отвер стия, совпадающие в исходном положении с соответствующими боковыми отверстиями в стволе. В гидроцилиндре над указанными отверстиями расположен подпружиненный плунжер 21, шарнирно связанный с плашками 22. На переводнике снаружи закреплена нажимная втулка 23, в кольцевдй полости между последней и стволом скважины помещена подпружиненная упорная втулка 24, на которой установлены с возможностью взаимодействия с ней , нажимное кольцо 25 и уплотнительный элемент 26, а также закреплен конус 27.55Устройство работает следующимобразом,Собранный пакер опускают на колонне бурильных труб на глубину, соответствующую началу рабочего интервала, и подключают к нагнетательной линии, при этом автомат подачи и насос выключены. Пусковая задвижка насоса находится в положении, обеспечивающем минимальное давление при работе насоса.Перед началом .процесса пакеровки оператор вводит в блок 14 значения минимального давления Рмии, определяемого конструкцией пакера и обеспечивающего касание плашками 22 стенок скважины, например 5 10 Па,5максимального давления Ропределяемого давлением гидроразрыва пласта и устанавливаемого на некоторую величину меньше этого давления на 6У пример 4,9 10 Па,обезвешивания бурового инструмента Ь Й (кажущиеся потери веса бурового инструмента изза наличия сил сцепления между плашками пакера и стенками скважины), зависящие от его веса, прочности пород в рабочем интервале и обеспечивающие надежную пакеровку, например 5 10 Па, оптимальной скорости обез 41 свешивания. -которая выбираетсяс 11 оптисходя иэ времени прохождения интервала пакеровки.Включают насос и аппаратуру управления, Устройство управления начинает работать по алгоритму, приведенному на фиг. 5.С АЛБ 11 поступаеткоманда 28 в запоминающий блок 16, по которой запоминается начальный вес бурового инструмента ч цч, происходит включение автомата подачи АП 1 по команде 29, поступающей на схему управления 12 производится установка Рии по подпрограмме 30, в которой происходит анализ текущего давления Рц , поступающего с датчика 3 через АЦП 6, и выдача по результатам анализа команд на схему 13, по которым происходит прибавление или убавление Рек на величину Ь 1 (шаг), не превышающую разницы между Рц,ц, и давлением гид 4 роразрыва Р, например 510 Па (после достижения Ри плашки расходятся и входят в контакт со стенками скважины), проверяется условие 313 б, 36 3,.(не превышена ли разность начальногои текущего веса). 30 где - значение текущей скороститек изменения веса бурового инструмента, поступающее сдифференциатора 10 черезАЦП 9.5Если условие 31 не выполняется (плашки не вошли в зацепление, обеспечивающее необходимую скорость обез - вешивания) то после проверки услоФ1 О вия 32 и в случае его выполнения выдается на схему 13 управления команда 33 на прибавление шага + ЬР, по которой увеличивается давление в нагнетательной линии; далее снова про 15 веряется условие 31.Если условие 32 не выполняется (невозможно увеличить давление в линии без риска гидроразрыва пласта), то цикл повторяется с подпрограммы 30 установки Риин,В случае выполнения условия 31 вы - дается команда 34 на запоминающий блок 15 запомнить давление пакеровки Р (давление в момент, когда додд К 25 .стигнута оптимальная скорость обезвешивания) и проверяется условие 35юк Йтек 1с Если нет (нужная величина обезвешивания не достигнута), то переходят к подпрограмме 36 установкиР работающей анапогично подпрогрампвкме 30 и отличающейся тем, что проис-,ходит установка не Рмин т а Р лакЕсли условие 35 выполняется, товключается автомат подачи АП 1 покоманде 37, поступающей на схему 12,и после паузы 38, необходимой дляустановки равновесного давления вэатрубном пространстве, проверяетсяусловие 39Я = О,где Я - величина расхода жидкостииз скважины, что проверяеткачество герметизации затрубного пространства уплотнительным элементом.Если условие 39 не вьптолняется,то переходят к команде 29, а если выполняется, то по команде 40 открывается задвижка и по команде 41 включается индикация, сигнализирующаяоб окончании процесса пакеровки,Поддержание Р во время процесса,пакеровки постоянным позволяет реализовать процесс при минимально возможном давлении, что уменьшает рискгидроразрыва.