Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения

Союз СоветсникСоцнапистнческмдРеспубпик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нп 859616(23) Приоритет рцаа К з Е 21 В 47/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088. В) Опубликовано За 0881 Бюллетень Йо 32 Дата опубликования описания 30 .08 .81 72) АвторыизобретенияТ,М,Таджибаев, Ш.Бузруков, К,Якубеков АндижаВ/о ое специальное проектно-констэнефтеавтоматнкафф Министерстпромышленности(71 Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУВ ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ СКВАЖИН эмерения свенным нию рогл ме ли ната,ков Цель иэобрете30 ности Изобреизмерениящихся сквнение в нленностн.Известны устройства для иубины бурящихся скважин котодом по угловому перемещеков кронблока 1.Известноустройство для измерения глубины скважины в процессе бурения, содержащее датчик оборотов лебедки, датчик веса на крюке, блок логики и блок счетчиков. С целью повышения точности измерения глубины скважин путем компенсации погрешности, возникающей при смене слоев каната, оно снабжено блоком коррекции, включенным между блоком логики и блоком счетчиков и содержащим генератор дробных импульсов, счетчик слоев каната, блоки набора кода - ключ- триггер, формирователь импульсов, схему ИЛИ, шифраторы схемы И и реверсивный счетчик импульсов, причем. выход блока логики подсоединен к счетному входу счетчика слоев ка выход которого через один иэ бло набора кода и шифратор соединен с первыми входами схем И, а выход генератора дробных импульсов через ключтриггер и последовательно соединенные второй блок набора кода и шифратор подключен к вторым входам схемИ, выходы которых последовательночере схему ИЛИ, ключ-триггер, ревер.сивный счетчик импульсов и формиро"ватель импульсов подключеныко входублока сч,.тчиков 21.В последнем устройстве распознавание холостых ходов талевой систе"мы (подъем и спуск крюкоблока безинструмента) производится по при-,ходу сигнала с датчика веса на,15 крюке,Ввиду того, что датчик веса иакрюке установлен. на мертвом концет алев ого блока, в ес на крюк е ближней. к весу одной свечи буровых трубиэ-за погрешностей талевой системычетко ие фиксируется. И, следовательно, в результате измерения появляются сбои. Сбои появляются также 25 при спуке бурового инструмента внаклонные скважины, где имеет местотрение бурового инструмента о стенки скважин.ния - повышение точ 859616Укаэанная цель достигается тем,что известное устройство, содержащее вэаимосв.яэанные блок логики,блок коррекции, блок счетчиков идатчик оборотов лебедки, подключенный к блоку логикй, снабжено блоком распознаванияхолостых ходовталевой системы, выполненным в видеприемника, связанного с помощьюантенны с генератором Фиксирован,ной частоты, выход которого подключен к блоку логики.Приемник выполнен в виде резонансного усилителя, настроенного на фиксированную частоту генератора,Распознавание холостых ходов талевой системы пр проходящему черезнее току с помощью генератора фиксированной частоты и приемника с антенной позволит получить четкие сигналы на разрешение отсчета, что даетвоэможность повысить надежность работы устройства,На фиг. 1 изображена схема установки устройства на буровой; наФиг, 2 - схема устройства.Устройство содержит буровую вышку1, кронблок 2, крюкоблок 3 с подвешенным квадратом 4 и буровым инструментом 5, датчик оборотов лебедки6, установленную вблизи роторногостола антенну 7, генератор 8 фиксированной частоты, одна выходная клемма которого заземлена, а другая подключена к корпусу буровой вышки укронблока, приемник 9, подключенныйк взаимосвязанным блокам логики 10,коррекции 11 и счетчиков 12,ф В процессе бурения или спускноподъемных операций, когда крюкоблок3 находится в контакте с буровыминструментом 5,.находящимся в скважине, по цепи кронблок 2-крюкоблок3-квадрат 4-буровой инструмент 5 протекает переменный ток, источникомкоторого является генератор 8 фиксированной частоты. Тогда в контуреантенны 7 индуктируется ЭДС, котораяпоступает на вход приемника 9, усиливается и подается в блок 10 логики, где Формируется сигнал на раз.решение отсчета.Перемещение крюкоблока 3 при отсутствии контакта его с буровыминструментом считается холостым ходом, так как цепь генератора 8 фиксированной частоты разомкнута. Вэтом случае в контуре антенны 7 наведение ЭДС не произойдет Й, следовательно, сигнал на разрешение отсчетав блок 10 логики не поступит.Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется отличиерабочих ходов талевой системы от холостых,Устройство для измерения глубиныскважины в процессе бурения (Фиг.2)содержит датчик 13 оборотов лебедки, приемник 14 с антенной, генератор 8 фиксированной частоты, подключенные к блоку 10 логики, состоящему из устройства 15 ручного вводаинформации через распределитель 16импульсов, подключенного к триггеру17 управления реверсом и схеме ИЛЙ18, соединенной последовательно сузлом 19 задержки и ключом 20, накоторый воздействует селектор 21максимальной длительности импульсов,дешифратора 22 нуля, взаимодействующего со схемами И 23 и 24; блок 12счетчиков, взаимодействующий с бло"ками логики 10 и коррекции 11 и состоящий иэ реверсивного счетчика 25фНад забоем", связанного со счетчиком 26 Глубина забоя; блок 11коррекции, состоящий из реверсивного счетчика 27 витков каната, воздействующего через панель 28 наборахода на шифратор 29, который связансо схемами И 30, Эти схемы черезсхему ИЛИ 31 воздействуют на ключтриггер 32. Имеется также генератор22 дробных импульсов, импульсы кото 25 рого через ключ-триггер 32 поступают на счетчики 34 и 35 импульсов.формирователь 36 импульсов связансо счетчиком 34 и другим формирователем 37 импульсов, Шифратор 38 свя 30 зан со схемами И 30,Устройство работает следующимобразом.Во время бурения сигналы датчика 13 оборотов лебедки поступают35 в блок 10 логики через устройство15 ручного ввода информации на распределитель 16 импульсов. Последнийраспределяет импульсы датчика 13оборотов лебедки по каналам вверхи вниз в зависимости от направления его вращения. Импульсы, поступающие с распределителя 16 на схемуИЛИ 18, являются счетными, а импульсы, поступающие на триггер 17 управления реверсом, преобразуются в сигналы, с помощью которых производится управление счетчиками устройства.Счетные импульсы проходят черезсхему ИЛИ 18, узел 19 задержки ипоступают на ключ 20 и на счетныйвход счетчика 27 витков каната.Ключ 20 пропускает импульсы толькопри наличии электрического контактакрюкоблока 3 с квадратом 4 или висящего на крюкоблоке квадрата 4 с-И колонной буровых труб 5 (Фиг. 1).Счетчик 27 производит непрерывный счет витков канатаС этогосчетчика поступают сигналы через панель 28набора кода на шифратор 29.Щ Шифратор 29 имеет пять выходов (помаксимальному числу слоев каната набарабане лебедки), В зависимости оттянущего номера слоя витков канатана соответствующем выходе шифратора65 29 появляется сигнал, который посту859616 пает на соответствующую схему И 30.Пройдя ключ 20, счетные импульсыпоступают на Формирователь 36 импульсов блока 11 коррекции. Передние фронты сформированных импульсовпроизводят сброс счетчиков 34 и через формирователь импульсов 37 считываются счетчиком 26, а задниефронты подключают генератор 33 дробных импульсов через ключ-триггер32 на счетные входы счетчиков 34и 35.Накопление дробных импульсов генератора 33 на указанных счетчикахпроисходит до определенного числап - и соответствующего номеру слоявитков каната на барабане лебедки.В момент, когда число импульсов насчетчике 34 соответствует номеруслоя, на соответствующем выходешифратора 39 тоже появляется сигнал.При совпадении сигналов шифраторов39 и 38 с соответствующей схемы И30 через схему ИЛИ 31 на ключ-триггер 32 поступает разрешение на переключение, ключ-триггер 32 прерывает подачу дробных импульсов с генератора 33 на вход счетчиков 34 и 35,С приходом последующего счетного им-.пульса происходит сброс счетчика 34с последующим запуском счетчиков34 и 35,Таким образом, на счетчике 35происходит накопление дробных импульсов генератора 33 до величины целого с последующим суммированием егосчетчиком 34 через формирователь 36импульсов. Этот импульс является кор-З 5ректирующим,Суммирование счетных импульсовсчетчиком 26 Глубина забоя возможно только при наличии разрешения,которое поступает со схемы И 24 при 4 Цсовпадении сигналов с триггера 17управления реверсом и с дешифратора22 нуля. Дешифратор 22 нуля выдаетсчгнал при наличии контакта бурового сигнала с забоя (счетчик 25 покаэывает ф 00000 ф). При нахожденииинструмента над забоем совпадениепроисходит на схеме И 23 при движении инструмента вниз. В этом случаестк перючес на ычание. 50При движении инструмента вверх управляющий сигнал триггера 17 управления реверсом переключает счетчик25 на суммирование. пИ- КЮ где- длина одного витка ка-,ната в слое, м;Б = 2 - количество целых импульсов на один оборот датчика оборотов лебедки;К=1000 - цена одного целого им 15 пульса, мм,Длина одного витка каната,. намотанного на барабан лебедки типа У 2-211, для первого и последующих слоевсоставляет: 1=2086,0 мму 1:21 д.Оюа;20 Г,=. 2261,9 мм й т. д. Тогда количество дробных импульсов для первогои последующих слоев, соответственнои = 43; и = 87; и = 131 и т. д.Устройство ручного ввода инэ 5 формации предназначено для первичной установки счетчиков 25, 26 и 27,Панель 28 набора кода служит длявнесения поправок при применении различных типов лебедок и при изменениидиаметра каната талевой системы,Формула изобретения 1, Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения,содержащее взаимосвязанные блоклогики, блок коррекции, блок счетчиков и датчик оборотов лебедки, под"ключенный к блоку логики, о т л и - бО ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, оно снабжено блоком распознавания холостых ходов талевой системы, выполненным в видеприемника, связанного с помощью ан тенны с генератором фиксированной Таким образом, при наличии кон- такта бурового инструмента с забоем счетные импульсы считываются счетчиком 26 1 Глубина забояф, а при отсутствии контакта - счетчиком 25 фНад забоемф. Счетчик при этом сохраняет прежние показания.Отсчет показаний глубины скважины и положения инструмента относительно забоя скважины производится в метрах. Триггер 17 управления реверсом производит переключение реверсивных счетчиков устройства на суммирование и/или вычитание при бурении и спуско-подъемных операциях.Количество дробных импульсов на один счетный определяется по Фор- муле Снабжение устройства генератором Фиксированной частоты и приемником с антенной позволит повысить надежность работы устройства, Это поможет ликвидировать сбои при измерении глубины скважины и знать точное положение долота относительно забоя. Так, если идет спуск инструмента, то буровик, боясь ударить инстру-, мент о забой скважины, в конусе спуска снижает скорость. При подъеме инструмента скорость подъема снижается из-за опасности подъема стола ротора, что может привести к несчастному случаю, Таким образом, точное знание положения инструмента поможет предотвратить аварийную ситуацию, избежать несчастного случая и сократить время на проведение спуско-подь" емных операций.частоты, выход которого подключен кблоку логики,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что приемник выполнен в виде резонансного усилителя, настроенного на фиксированную частоту генератора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Куликовский Л. и Ушмаев В. Информационно-измерительные системы для управления процессом бурения,М., фВедраф 1, 1972, с. 52. 2, Авторское свидетельство СССР 9 648722, нл. Е Н В 47/04, )975.Патентф., г. Узтород, ул. Проектна филиал ППП аз 12538 Тираи 63 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж