Устройство для определения зон аномально-высоких пластовых давлений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 В 47 НИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ САНИЕ ИЗО СКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Институт кибернетики АН АЗССР и Отдел автоматизированных систем управления АН АЗССР( 56) Авторское свидетельство СССР У 1051244, кл. Е 21 В 47/06, 1982.Авторское свидетельство СССР У 1120755, кл, Е 21 В 47/06, 1983, ( 54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ , ЗОН АНОМАЛЬНО-ВЫСОКИХ ПЛАСТОВЫХ ДАВЛЕНИЙ в процессе бурения нефтяных скважин, содержащее блок преобразователя скорости вращения долота, блок преобразователя скорости проходки, блок преобразователя нагрузки на долото, блок преобразователя диаметра долота и блок преобразователя плотности промывочной жидкости, каждый из которых подключен к соответствующим входам вычислителя, первый блок индикации, блок сигнализации, первый регистр памяти, первый элемент И и счетчик импульсов, первый выход вычислителя через первый .реЯО 204709 гистр памяти подключен к входу первого блока индикации и к одному извходов первого элемента И, другойвход и выход которого соответственно подключены к второму выходу и соответствующему входу вычислителя,третий и четвертый выходы которогоподключены соответственно к счетному входу и к входу сброса счетчика импульсов, выход которого подключен к входу блока сигнализации, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности и оперативности определения зон аномально-высоких давлений, оно снабжено вторым итретьим элементами И, вторым регистром памяти и вторым блоком индикации, причем первый выход вычислителя подключен к первому входу второго элемента. И, выход которого через второй регистр памяти соединен свходом третьего элемента И, другойвход которого подключен к выходусчетчика импульсов, а второй входвторого элемента И соединен с четвертым выходом вычислителя, пятыйвыход которого подключен к входувторого блока индикации, а выходтретьего элемента И соединен с соответствующим входом вычислителя.Изобретение относится к бурениюнефтяных скважин, а именно к технике обнаружения зон аномальновысоких пластовых давлений повнешним буровым характерис,тикамскважин.Целью изобретения является повышение точности и оперативности определения зон аномально-высоких давлений.На фиг,1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг,2 - алгоритм работы устройства; на фиг.3 " график изменения значения а -экспоненты:в процессе бурения.На фиг.1 приняты следующие обозначения: блок 1 преобразователяскорости вращения долота; блок 2преобразователя скорости проходки;блэк 3 преобразователя нагрузки надолото; блок 4 преобразователя диаметра долота; блок 5 преобразователяплотности промывочной жидкости;вычислитель 6, первый блок 7 индикации, блок 8 сигнализации; первыйрегистр 9 памяти; первый элемент И;О; счетчик 11 импульсов, второйэлемент И 12; третий элемент И 3;второй регистр 14 памяти, второйблок 15 индикации," аа,а 6соответственно первый, второйи пятЫй выход вычислителя,На фиг. Э приняты обозначения:о, - показатель экспоненты;время, Д 1 - период вычисления-экспоненты; линия Б 1 соответствует нормальному режиму бурения, линия СЭ соответствует участку,предшествующему зоне аномальновысокого пластового давления; линия Э соответствует зоне аномально-высокого пластового давления, т,е. предаварийному режиму бурения,Принцип работы предлагаемого уст"ройства следующий. С выхода блоков 1-5 на соответствующие входы вычислителя 6 поступают соответственно двоичные коды: скорости вращения долота Б, скорости проходки 7, нагрузки на долото Р, диаметра долота В и плотности промывочной жидкости, На основе этих данных вычислитель 6 определяет значения показателя 4,-экспоненты в данный момент времени 1 по формуле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55рв,После вычисления значения 4. на. втором выходе а вычислителя 6 получается сигнал, который поступает на первые входы первого элемента И 10 и второго элемента И 12. Так как второй вход первого элемента И 10 подключен к выходу первого регистра 9 памяти, то содержимое первого регистра 9 памяти, пройдя через первый элемент И 10,поступает на соответствующий вход вычислителя 6. При этом в вычислителе 6 определя ется знак разности между текущим значением показателя -экспоненты (в данком случае А) и предыдущим значением показателя А-экспоненты (в данном случае А о = О), запоминаемым в первом регистре 9 памяти, Если знак разности отрицательньй, то на третьем выходе а 5 вычислителя 6 вырабатывается сигнал, который поступает на счетный вход счетчика импульсов 11. Если же знак разности положительный (как в данном случае), то на четвертом выходе вычислителя 6 выраба " тывается сигнал, который одновременно поступает на вход сброса в нулевое. состояние счетчика 11 импульсов и на второй вход второго элемента И 12При этом открывается, второй элемент И 12, "и значения о с первого выхода а вычислителя 6, пройдя через второй элемент И 12, записываются во второй регистр 14 памяти. Кроме того, значения о(1 с первого выхода а вычислителя 6 записываются в первый регистр памяти 9. Так как выход первого регистра 9 памяти под" ключен к входу первого блока 7 индикации, то первый блок 7 индикации показывает текущее значение р,-экспоненты ( в данном случае 1,)Процесс вычисления ( -экспоненты по формуле (1) повторяется периодически через интервал времени 61В момент времени 1аналогично описанному в вычислителе 6 определяется значение с, После вычисления К на втором выходе а, вычислителя 6 получается сигнал, который поступает на первые входы первого элемента И 10 и второго элемента И 12. Так как второй вход первого элемента И 10 подключен к выходу первогорегистра памяти 9, то содержимоепервого регистра памяти 9 ( В данномслучае 01), пройдя через первыйэлемент И 1 О, поступает на соответствующий вход вычислителя 6. Приэтом в вычислителе 6 определяетсязнак разности между значениями сС иЕсли) ( О, то на третьемвыходе аз ВычислителЯ 6 выРабатывается сигнал, который поступает насчетный вход счетчика 11 импульсов. Если же (д - й )О, то начетвертом выходе а Вычислителя 6вырабатывается сигнал, который одновременно поступает на вход сброса внулевое состояние счетчика 11 импульсов и на второй вход второгоэлемента И 12, При этом открываетсявторой элемент И 12 и значение О(.с первого выхода а Вычислителя 6,пройдя через второй элемент И 12, записывается во второй регистр 14 памяти, а предыдущее значение о стирается из второго регистра 4 памя -ти. Таким образом, во втором регистре 14 памяти запоминается максимальное значение Ы.-экспоненты, т.е.АщдксКроме того, значение ( с первоговыхода а 1 вычислителя 6 записывается в первый регистр 9 памяти, апредыдущее значение с стирается изпервого регистра 9 памяти. Так каквьиод первого регистра 9 памяти подключен к входу первого блока 7 индикации, то первый блок индикации 7показывает текущее значение показателя с-экспоненты (в данном случаес,),1Аналогичные вычисления и сравненияпроводятся в момент времени 5 итедеКак видно из фиг.З, на участкеБС всего один раз наблюдается слу,чай, когда последующее значение показателя О -экспоненты меньше, чем .предыдущее значение, так как (1,1 -с(,1-114О. Поэтому в момент времениС на счетный вход счетчика 11 импульсов поступает один импульс. Поскольку в следующем периоде(1 ч)с)) О, то на вход сброса счетчика 11 импульсов поступает импульс,и счетчик 11 импульсов сбрасывается в нулевое состояние, поэтомуна участке БС счетчик 11 импульсов не подсчитывает заданное количество импульсов ка, и, следовательно, на сго выходе сигнал не по 55 7 60Б где ив0(3 таХНайденное требуемое значение плотности промывочной жидкости р с пялучается, т.е. блок 8 сигнализациине вырабатывает аварийный сигнал.Это означает, что на участке БГ отсутствует зона аномально-высокогопластового давления.На участке СО Е(фиг.З), начинаяс момента времени С;, каждое последующее значение показателя А -экспо. ненты меньше, чем предыдущее значе ние. Поэтому при определении знакаразности между значениями с(;, ИЫ;,и Ф;,и т.д, на третьем выходе аз вычислителя 6 вырабатываютсяимпульсы, которые поступают на счет ный вход счетчика 11 импульсов. Придостижении содержимого счетчика импульсов 11 заданного числа ш ъ(например, при ш=4, точка )на фиг.З)на выходе счетчика 11 импульсов вы рабатывается импульс, который одновременно поступает на вход блока 8сигнализации, и на первый вход третьего элемент И 13. При этом блок 8 сигнализации информирует о приближении 25 эоны аномально-высокого пластовогодавления, и устройство переходит квычислению требуемого значения плотности промывочной жидкости для предот.вращения аварийной ситуации.30 Как ВиДно из фиг1 ВыхОД Второгорегистра 14 памяти подключен ко второму входу третьего элемента И 13,поэтому при достижении содержимогосчетчика 11 импульсов заданного числа ш импульсом с выхода счетчика 11 импульсов Открывается третийэлемент И 13 и максцмальное значение сС -экспоненты Ф, (значение оСэкспоненты, соответствующее точке 40 С на фиг,З), запомненное во второмрегистре 14 памяти, пройдя через элемент И 13, поступает на соответствующий вход вычислителя 6. При этом наоснове максимального значениями( -экспонентыЯ, и,текущих значений скорости вращения долота И, скоростипроходки 7; нагрузки на долота Р идиаметра долота 0 вычислитель 6 определяет требуемое значение плотности) промывочнои жидкости по формулертого выхода. а- вычислителя 6 поступает на вход второго блока 1,5 индикации, и второй блок 15 индикациипоказывает требуемое значение плотности промывочной жидкости. Приэтом оператор оперативно изменяетплотность промывочной жидкости иустанавливает требуемую величинуплотности промывочной жидкости. В результате этого предотвращаются аварийные ситуации, связанные с неожиданным вскрытием нефтегазовых слоев с аномально-высокими пластовымидавлениями.1204709 с Ес 29 Тираж 539 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 313035, Москва, Ж, Раушаказ 849 Подписноеитета СССР крытий кая наб., д. 4/5 Ужгород, ул.Проектна