Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения

270307 рым входом этого счетчика, первыйвыход блока направления движения бурильного инструмента связан с первыми, а второй его выход соответственно с вторыми входами первого элемента ИЛИ и второго и третьего счетчиков импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входутретьего элемента совпадения, выходвторого счетчика импульсов подключен к первому, а выход третьего счетчика импульсов соответственно к второму входу второго триггера, первыйвыход второго триггера соединен свторыми входами четвертого и шестогоэлементов совпадения, а второй выходвторого триггера связан с вторымивходами пятого и седьмого элементов Изобретение относится к нефтянойпромышленности, в частности к техническим средствам контроля процессов бурения нефтяных и газовых скважин.Цель изобретения - повышение точности измерения глубины скважины путем коррекции показаний счетчиков"Забой" и "Над забоем" в положенииинструмента на нулевой отметке .в начале каждого рейса, ликвидирующейсистематическую ошибку, накапливающуюся при многократных спусках иподъемах бурильного инструмента впроцессе проводки скважины,На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство для измерения глубиныскважины в процессе бурения содержитдатчик 1 положения талевого блока,датчик 2 веса на крюке, датчик 3 наличия движения инструмента, блок 4направления движения бурильного инструмента, блок 5 коррекции, состоящий из компараторов 6 - 8, элементов9,10,15,20,21,23,24 совпадения, элементов ИЛИ 1 и 12, элемента НЕ 13,триггеров 14, 19, 22, 25, счетчиков16-18 импульсов и дифференциатора 26,блок 27 логики, состоящий из элементов 30, 3), 33 совпадения элементаИЛИ-НЕ 28, триггера 29, элемента НЕ 5 0 )5 20 25 30 совпадения, первые входы четвертогои пятого элементов совпадения подключены к выходу первого счетчика импульсов, а их выходы - соответственно к первому и второму входу третьего триггера, первый выход третьеготриггера соединен с вторым входомпервого элемента совпадения, а второй его выход - с вторым входом второго элемента совпадения, первый ивторой входы четвертого триггера соединены с выходами соответственнсшестого и седьмого элементов совпадения, а его выход подключен черездифференциатор к второму входу счетчика импульсов "Забой" и к третьемувходу счетчика импульсов "Над забоеМ". 32, дешифратора "0" счетчика 34 импульсов "Над забоем", счетчика 35импульсов "Забой" и счетчика 36 импульсов "Над забоем". Выход датчика1 положения талевого блока соединенс первым входом элемента 30 совпадения, а выход датчика 2 веса на крюкесоединен с входами компараторов 6 -8. Выход компаратора 6 подключен кпервому входу элемента 9 совпадения,а выход его соединен с первым входомэлемента ИЛИ 11 и первыми входами элементов 23 и 24 совпадения, выходы которого соединены с установочными входами триггера 25. Выход последнегочерез дифференциатор 26 соединен свходами "Установка "0" счетчиков "Забой" и "Над забоем". Выход компаратора 7 соединен с первым входом элемента 10 совпадения, выход которогоподключен к второму входу элементаИЛИ 11, а выход этого элемента соединен с первым входом элемента ИЛИНЕ 28 и первым входом триггера 29.Датчик 3 наличия движения инструмента подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ 28, выход которого соединен с вторым входом триггера 29, авыход этого триггера соединен с вторым входом элемента 30 совпадения,выход которого подключен к входу блока 4 направления движения бурильногоинструмента. Выход компаратора 8 соединен с первым установочным входом триггера 14 и через элемент НЕ 13 подключен к его второму установочному входу. Первый выход триггера 14 соединен с первым входом элемента 15 совпадения, а второй его выход подключен к второму входу ("Установка "0") счетчика 16, первый (счетный) вход которого соединен с выхо- О дом элемента 15 совпадения. Первый выход (" Вниз" ) блока 4 направления движения бурильного инструмента подключен к первому входу элемента ИЛИ 12, выход которого соединен с вторым входом элемента 15 совпадения, к первому входу (" Установка 0") счетчика 17, к первому (счетному) входу счетчика 18 и к второму и первому входам соответственно элементов 31 и 33 совпадения, а второй выход ("Вверх) этого блока соединен с вторым входом элемента ИЛИ 12, с вторым (счетным) входом счетчика 17, с вторым входом (" Установка "0") счет- д чика 8 и вторым входом счетчика 36 "Над забоем", выход которого подключен к входу дешифратора "0" 34. Выход дешифратора "0" 34 соединен с вторым входом элемента совпадения 33 и с входом элемента НЕ 32, выход которого подключен к первому входу элемента 31 совпадения, Выходы счетчиков 17 и 18 импульсов соединены с установочными входами триггера 19,35 первый выход которого подключен к второму входу элементов 20 и 23 совпадения, а второй его выход соединен с вторыми входами элементов 21 и 24 совпадения. Первые входы элементов 20 и 21 совпадения подключены к выходу счетчика 16 импульсов, а выходы этих элементов соединены с установочными входами триггера 22, выходы которого соединены с вторыми входами элементов 9 и 10 совпадения. Устройство работает следующим образом.В начальньгй момент спуска инструмента управляющий сигнал, разрешающий счет импульсов от датчика 1 положения талевого блока счетчиком 35 импульсов "Забой", поступает с датчика 2 веса на крюке на блок 27 логики от компаратора 6 через открытый элемент 9 совпадения и элемент 11. Уставка компаратора 6 выбирается большей значения веса одной утяжеленной бурильной трубы и меньшей веса одной свечи, составленной из этихбурильных труб. При спуске инструмента, когда сигнал от датчика веса достигает значения уставки двухпорогового компаратора Я, закрывается элемент 9 и открывается элемент 10, в результате чего управляющий сигнал датчика 2 веса на блок 2 логики поступает от компаратора 7 через открытый элемент 10 и элемент 11. Значение уставки компаратора 7 выбирается больше значения веса вертлюга с квадратом, а значение уставки двухпорогового компаратора 8 обязательно должно превышать значение уставки компаратора 7. С целью исключения ложных переключений элементов 9 и 1 О при случайных колебаниях натяжения талевого каната, контролируемого датчиком 2 веса йа крюке, например, при разгоне и торможении буровой лебедки, компаратор 8 производит переключение элементов 9.и 10 только в том случае, если сигнал от датчика 2 веса соответствует значению уставки компаратора 8 на протяжении некоторого интервала движения талевого .блока вверх или вниз, Этот интервал задается уставкой счетчика 6, которая выбирается в пределах 2-3 м. Счетчик 16 устанавливается в нулевое состояние каждый раз сигналом с второго выхода триггера 14, когда сигнал от датчика 3 веса не равен значению уставки двухпорогового компаратора 8. Триггер 14 управляется по одному входу непосредственно выходным сигналом компаратора 8, а по другому - через элемент НЕ 13.Когда сигнал от датчика 2 веса равен значению уставки компаратора 8, тогда сигнал первого выхода триггера 14 открывает элемент 15 для прохождения счетных импульсов "Вниз или "Вверх" от блока 4 направления движения через элемент 12 на счетчик 16, Выходной сигнал счетчика 16 при достижении заданного значения уставки через открытый элемент 21 переключает триггер 22, который закрывает элемент 9 и открывает элемент О, в результате чего сигнал датчика 2 веса на элемент 11 поступает от компаратора 7, При этом элемент 21 совпадения открыт сигналом с второго выхода триггера 9, Данный триггер выполняет функцию элемента распазнава51 О15 20 25 30 35 40 45 5 1 гння вида технологической операцииспуска или подъема бурильного инструмента следующим образом: импульсыот датчика 1 положения талевого блока через открытый сигналом триггера29 элемент 30 поступают на блок 4направления движения бурильного инструмента, на выходе которого образуются две последовательности импульсов, соответствующие движениюинструмента "Вверх" или "Вниз". Имфе ипульсы последовательности Вверх поступают на счетный вход счетчика 17и вход "Установка "0" счетчика 18,11 11а импульсы последовательности Внизна счетный вход счетчика 18 и вхоц"Установка "0" счетчика 17. Счетчики 17 и 18 имеют фиксированные уставки, значение которых больше величины максимального перемещения инструмента при "отрыве" его от роторапри выполнении спуско-подъемных операцийаТаким образом, при спуске инструмента от счетчика 18 поступает всевремя сигнал подтверждения спуска натриггер 19, который устанавливаетсяв состояние "Спуск". В открытом состоянии элемента 10, так.же как и воткрытом состоянии элемента 9, происходит счет импульсов от датчика 1положения талевого блока счетчиком35, который фиксирует длину опускаемого в скважину инструмента,В начале подъема инструмента изскважины счетчик 17 переключает триггер 19 в состояние "Подъем", которыйподготавливает к включению элементы20 и 23. При движении инструментавверх происходит счет импульсов положения талевого блока счетчиком 36,чем фиксируется положение долота надзабоем. Счетчик 35 сохраняет накопленное им число, указывая глубинускважины, На конечной стадии подъема,когда весинструмента достигает значения уставки компаратора 8, сигналсчетчика 16 через элемент 20 уста 70307 б навливает триггер 22 в состояние, при котором открывается элемент 9 и закрывается элемент 1 О, чем осуществляется переключение уставок на управление работой блока логики от компаратора 6. Выходной сигнал компаратора 6 через открытый элемент 9 и 23 устанавливает триггер 25 в нулевое состоянйе.После окончания подъема и замены долота при собранном "низе" инструмента, вес которого превышает уставку компаратора 6, в начале движения талевого блока вниз (начало спуска) триггер 19 устанавливается в положение "Спуск" и через открытый элемент 24, управляемый выходным сигналом элемента 9, устанавливает триггер 25 в единичное состояние. Выходной сигнал этого триггера проходит через дифференциатор 26, положительный импульс которого устанавливает в нулевое состояние счетчики 35 и 36, чем и осуществляется коррекция этих счетчиков в .начале каждого рейса. После этого начинается следующий цикл измерений,Эффективность предлагаемого уст ройства измерения глубины скважины состоит в том, что в нем осуществляется автоматическая коррекция счетчика глубины скважины и счетчика положения долота над забоем в начале каждого рейса путем логической обработки сигналов минимального количества первичных датчиков, обязательных для работы любых устройств контроля глубины скважины в процессе ее проводки. В свою очередь, автоматическая коррекция обеспечивает возможность работы устройства без вмешательства оператора на протяжении всего времени проводки скважины, что имеет первостепенное значение в системах диспетчерского контроля группы буровых установок в автоматизированных системах управления бурового предприятия.1270307 Составитель В.СидоровЛисина Техрей А.Кравчук Корректор С.Шекмар Редак Подписи Государстелам иэобр.4/5 осква роизводственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 з .6212/28ВНИИПИпо11303 Тираж енного тений -35, Р 548комитета СССоткрытийушская наб