Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения

20 ч 70 20 40 50 11Изобретение относится к контролюбурения скважин, в частности к системам измерения их глубины.Известно устройство для измеренияглубины бурящихся скважин косвеннымметодом по угловому перемещению роликов кронблока, содержащее чувствительный и задающий органы на крон-.блоке буровой установки, сигналы скоторых воздействуют на пересчетныеустройства 13.Недостатком указанного устройства является необходимость его отключения на время спуско-подъемных операций, а также предварительного за-мера длины каждой бурильной трубывручную.Известно также устройство дляизмерения глубины скважины, котороесодержит датчик положения шаль-блока., датчик веса на крюке, блок напр авления движения бурильного инструмента, счетчик импульсов и блок коррекции, состоящий иэ датчика наличия движения инструмента, схемыИЛИ-НЕ, триггера, схемы И и компаратора Е 23,Однако В данном устройстве прирезком торможении при движении пустого крюк-блока вниз вес на крюкеможет достигнуть значения, превышающего уставку компаратора, что приведет к срабатыванию триггера и вызовет ошибку измерения по глубине,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустоойство для измерения глубинысквахогны в процессе бурения, содержащее датчик оборотов лебедки, датчик веса на крюке, блок логики,блок счетчиков и блок коррекции, который включен между блоком логикии блоком счетчиков, индикаторы давления бурового раствора и срабатыва"ния клиновых эахватон Г 31.3 этом устройстве разрешение наотсчет результата измерения производится только при поступлении сигналов с датчика веса на крюке, с инди"катора давления бурового раствора .на входе или с индикатора срабатывания клиновых захватов.Недостатком известного устройстваявляется отсутствие четкого сигналас датчика веса на крюке иэ-за тренияколонны труб о стенки скважины, атакже из-эа возникновения поршневогоэффекта при движении долота в глинистом растворе. Кроме того, при испольй2зовании клиновых захватов происходит проскальзывание труб в них, что тоже создает сбои при выдаче сигнала с индикатора срабатывания клиновых захватовПриведенные выше недостатки отрицательно сказывагстся на точности измерения.Цель изобретения - повышение достоверности измерения.Указанная цель достигается тем, чтс устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения, содержащее взаимосвязанные блок логики, блок счетчиков, блок коррекции, включающий генератор импульсов, а также датчик веса на крюке, индикатор давления бурового раствора и датчик оборотов лебедки, подключенные к блоку логики, состоящему иэ узла ручного ввода ийформации, вход которого соединен с датчиком оборотов лебедки, а выход - с распределителем импульсов, выходы которого соединены с установочными входами триггера управления реверсом и через первую схему ИЛИ и элемент задержки - с выходом блока логики и первым входом ключа, выход которого подключен к выходу блока логики, а второй вход через вторую схему ИЛИ соединен с индикатором давления, оба выхода триггера управления реверсом соединены с выходами блока логики, а один иэ выходов указанного триггера соединен также с первыми входами двух схем совпадения, вторые вхоцы которых подключены к выходу дешифратора нуля, вход которого и выходы схем совпадения соединены с выходами блока логики, снабжено схемой блокировки сигнала веса по заданной скорости движения буровой колонны вниз, состоящей из двух дополнительных схем совпадения, устройства цифрового сравнения и триггера, причем выход триггера соединен с второй схемой ИЛИ, связанной с датчиком веса, индикатором давления и входом первой иэ двух дополнительных схем совпадения, а входы триггера подключены к выходу указанной схемы совпадения и выходу устройства цифрового сравнения один из входов которого подключен к индикатору импульсов, а другой вход соединен с выходом первой и одним иэ входов второй дополнительных схем совпадения, причем входы последней соединены соответственно с выходом708чика 2 веса, индикатора 3 давленияи триггера 10,При скорости спуска, выше заданной, например более м/с, и сигна 1 тгле Вниз счетные импульсы с выходасхемы ИЛИ 12 через схему И 5 поступают на первые входы схемы И 6 иустройства 7 цифрового сравнения,на второй вход которого поступаетсигнал с заданной частотой, определяющей заданную скорость спуска отгенератора 2 Ь импульсов блока 22коррекции. Если скорость спуска вышезаданной, то на выходе схемы 7 формируется сигнал логической единицы,который поступает на второй входтриггера 1 О и дает разрешение на запись информации по первому входу,т.е, с выхода схемы И 6, На второйвход схемы И 6 поступает сигнал синдикатора 2 веса, который временамидает сбой из-за превышения скоростиспуска. При этом триггер 10 принимает состояние логического нуля, т.е.запоминает и имитирует наличие весана крюке, Если скорость ниже заданной, на выходе схемы 7 формируетсясигнал логического нуля, которыйвозвращает триггер 1 О в исходное состояние, т.е, на его выходе устанавливается сигнал логической единицы.Тогда сигнал с датчика 2 веса на крюке поступает непосредственно черезсхему ИЛИ 16. Таким образом, осуществляется блокировка сбоев сигнала ве 35са в моменты его исчезновения, возникающих вследствие трения инструмента с стенки скважины. 3 1204первой схемы ИЛИ и одним их выходов триггера управления реверсом.На чертеже представлена Функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство для измерения глубиныскважины в процессе бурения содержит датчик 1 оборотов лебедки, датчик 2 веса на крюке, индикатор 3давления бурового раствора на выхо- Оде, подключенные к блоку 4 логики,ссстояшему из логических схем И 5и 6, устройства 7 цифрового сравнения, распределителя 8 импульсов,узла 9 ручногс ввода информации, 5триггера 10, триггера 11 управленияреверсом, схемы ИЛИ 12, схемы И 3,элемента задержки 14, дешифратора15 нуля, схемы ИЛИ 16, ключа 17,схемы И 18, блок счетчиков 19, сос Отоящий из реверсивного счетчика 20"Над забоем" и счетчика 2 "Глубиназабоя", блок 22 коррекции, состоящий иэ реверсивного счетчика 23 витков каната, генератора 24 импульсов, 25панели 25 набора кода, ключа-триггера 26, формирователя 27 импульсов,схемы ИЛИ 28, шифратора 29, схемыИ 30, шифратора 31, счетчика 32 импульсов панели 33 набора кода, реверсивного счетчика 34 импульсов иформирователя 35 импульсов.Устройство работает следующим образом,Во время операции "Бурение" сигнаж датчика 1 оборотов лебедки поступают в блок 4 логики через устройство 9 ручного ввода информации нараспределитель 8 импульсов, который ораспределяет импульсы датчика 1 оборотов лебедки по каналам вверх ивниз в зависимости от направленияего вращения,Импульсы, поступающие с распределителя 8 импульсов на схему ИЛИ 12,преобразуются в счетные импульсы,а импульсы, поступающие на триггер11 - в сигналы, с помощью которыхпроизводится управление реверсом 50счетчиков устройства.Счетные импульсы проходят черезсхему ИЛИ 12, элемент задержки 14 ипоступают на ключ 17 и на счетныйвход счетчика 23. Ключ 17 пропускает импучьсы при наличии разрешениясо схемы ИЛИ 16, Это разрешение выдается по поступлению сигналов с дат".,четчик 23 производит непрерывный счет витков каната на барабане буровой лебедки. С этого счетчика поступают сигналы через панель 25 на шифратор 29, Последний имеет пять выходов по максимальному числу слоев каната на барабане буровой лебедки ). В зависимости от номера слоя витков каната на соответствующем выходе шифратора 29 появляется сигнал, который поступает на вход соответствующ Р схемы И 30Пройдя ключ 17, счетные импульсы поступают на формирователь 27 импульсов блока 22 коррекции. Передние Фронты сформированных импульсов производят сброс счетчика 32 и через Формирователь 35 импульсов считываются счетчиком 21, а задние фронты подключают генератор 24 через ключ-триг12047 5гер 26 на счетные входы счетчиков 32 и 34.Накопление дробных импульсов гекератора 24 на указанных счетчиках происходит до определенного числаИ 1 -п.5, соответствующего номеру слон витков каната на барабане лебедки.В момент, когда число импульсов на счетчике 32 соответствует номеру слон, на соответствующем выхоце шиф О ратора 31 тоже появляется сигнал При совпадении сигналов шифраторов 29 и 31 с соответствуню 1 ей схемы И 30 через схему ИЛИ 28 на ключ-триггер 26 поступает разрешение на переключение, тогда ключ-триггер 26 прерывает подачу дробных импульсов с генератора 24 на входы счетчиков 32 и 34. С приходом каждого счетного импульса происходит сброс счетчика 20 32 с последующим запуском счетчиков 32 и 34.Таким образом, на счетчике 34 происходит накопление дробных импульсов генератора 24 до величины 25 целого с последующим суммированием его счетчиком 20 через формирователь 35 импульсов. Этот импульс является корректирующим.Суммирование счетных импульсов Зо счетчиком 21 возможно только при наличии разрешения, которое поступает со схемы И 18 при совпадении сигналов с триггера 11 управления реверсом и с дешифратора нуля 15.Дешифратор нуля 15 выдает сигнал при наличии контакта бурового инструмента с забоем счетчик 20 показывает 0000),При нахождении инструмента в положении "Над забоем", совпадение происходит на схеме И 13 при движеОЯ Ьнии инструмента вниз. В этом случаесчетчик 20 переключается на вычитание, При движении инструмента вверхуправляющий сигнал триггера 11 управления реверсом переключает счетчик 20 на суммирование,Таким образом, при наличии контакта бурового инструмента с забоемсчетные импульсы считываются счетчи"ком 21 "Глубина забоя", а при отсут"ствии контакта - счетчиком 20 "Надзабоем". Счетчик 21 при этом сохраняет прежние показания.Отсчет показаний глубины скважи"ны и положения инструмента относительно забоя производится в метрах.Устройство ручного ввода информации 9 предназначено для первичнойустановки счетчиков 20,2.1 и 23.Панели 25 и 33 набора кода служатдля внесения поправок при применении различных типов лебедок и приизменении диаметра каната талевойсистемы,Снабжение устройства схемой бло-кировки сигнала веса по заданнойскорости движения буровой колоннывниз позволяет повысить достоверность измерения глубины скважины засчет ликвидации сбоев счетчиков глубины при исчезновении сигнала с датчика веса при большой скорости спус"ка бурового инструмента, когда происходит уменьшение эффективноговеса колонны за счет трения буровогоинструмента о стенки скважины.Таким образом, точное измерениеположения инструмента поможет предотвратить аварийные ситуации, избежать несчастных случаев и сократитьвремя на проведение спуско-подъемныхопер"ций,