Автоматизированная буровая установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОНИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 45 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОС ГЮ ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ С(7) Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизации глубокого разведочного бурения(54)(57) 1, АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА, включающая основание, вышку, кронблок, элеватор, ведущий барабан с тросовой системой и системой подачи сигналов, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повы-: шения надежности буровой установки, она снабжена установленной между кронблоком и основанием тягой с узлом предварительного натяжения и датчиком натяжения, при этом ведущий барабан жестко закреплен относительно кронблока, а к кронблоку жестко прикреплен стержень, установленный в направляющих роликах, связанных вышкой 1 на котором установлена тро совая система, связывающая ведущий барабан с элеватором, причем датчи натяжения связан с системой подачи сигналов,Ч 2. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что система подачи сигналов выполнена в виде преобразователя угол-код, сумматора, блока памяти, блока ввода информации и блока сравнения, причем вход преобразователя угол - код связан с .ведущим барабаном, а его .выход - с одним из входов сумматора, другой . вход которого связан с одним из выходов блока памяти, вход которого связан с выходом блока ввода информации, а третий вход сумматора связан с выходом датчика натяжения, выход сумматора связан с одним из входов блока сравнения, второй вход которого связан с другим выходом блока памяти, а выход блока сравнения связан с системой управления автоматизированной буровой установки.Изобретение относится к буровой технике и предназначено для бурения разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и гаэ.Известна автоматизированная буро" вая установка, включающая основание, вышку, кронблок, талевый блок с элеватором, направляющие, в которой на всем пути движения элеватора на направляющих расстановлены путевые выключатели, а на элеваторе установлен нажимной элемент Я .Недостатками данной автоматизированной буровой установки являются низкая надежность в работе и неудоб" ство в обслуживании путевых выключателей, расположенных на направляющих, кроме того, выдача информации о местоположении элеватора относительно основания производится с ошибкой, зависящей от веса бурильной колонны.Наиболее близким к изобретению техническим решением является автоматизированная буровая установка, включающая основание, вышку, крон- блок, элеватор с талевым блоком, с тросовой системой и, системой подачи сигналов 2.Недостатком известной автоматизированной буровой установки также являетсянизкая надежность в работе так как получение информации о местоположении элеватора относительно основания производится с ошибкой, зависящей от веса бурильной колонны. Объясняется это тем, что деформация вьюки в процессе бурения или при спускоподъемнь 1 х операциях зависит;от веса бурильной колонны и, следовательно, положения кронблока, установленного на верху вышки, а положение подвешенного к кронблоку элеватора относительно основания зависит от веса бурильной колонны. Например, величина деформации вьюки для буровых установок грузоподъем" ностью 125 т доходит до 50 мм. При определении положения элеватора относительно механизмов, служащих для перехвата колонны при спускоподъемных операциях или для определения величины проходки, необходимо точно знать местонахождение элеватора по отношению к основанию (полу буровой. Компенсаторы механического типа оказываются неэффективнь 1 мн, и компенсатор, примененный в установке, только поддерживает опреде 5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 ленную величину натяжения в ветви троса от ведущего барабана до компенсатора и не корректирует ошибку, возникающую при деформациях вышки, так как для компенсации возникающей ошибки необходимо проворачивать ведущий барабан. Для этого пружина компенсатора должна иметь достаточное усилие и достаточно жесткую связь между компенсатором и ведущим барабаном, чтобы четко корректировалась вносимая ошибка. Например, дпя буровой установки грузоподъемностью 125 т длина ветви троса от компенсатора до ведущего барабана при нижнем положении элеватора достигает 80 м. На такой длине практически невозможно осуществить жесткую тросовую связь между компенсатором и ведущим барабаном, так как применение гросов больших диаметров в системах управления ведет к увеличению габаритов и веса и снижению быстродействия системы.Целью изобретения является повышение надежности буровой установки.Указанная цель достигается тем, что автоматизированная буровая установка, включающая основание, вышку, кронблок, элеватор, ведущий барабан с тросовой системой и системой подачи сигналов, снабжена установленной между кронблоком и основанием тягой с узлом предварительного натяжения и датчиком натяжения, при этом ведущий барабан жестко закреплен относительно кронблока, а к кронблоку жестко прикреплен стержень, установленный в направляющих роликах, связанных с вьшкойв на котором установлена тросовая система, связывающая ведущий барабан с элеватором, причем датчик натяжения связан с системой подачи сигналов.Кроме того, система подачи сигналов выполнена в виде преобразователя угол-код, сумматора, блока памяти, блока ввода информации и блока сравнения, причем вход преобразователя угол - код связан с ведущим барабаном, а его выход - с одним из входов сумматора, другой вход которого связан с одним из выходов блока памяти, вход которого связан с выходом бло. ка ввода информации, а третий вход сумматора связан с выходом датчика натяжения, выход сумматора с вяз ан с одним иэР входов блока сравнения, второй вход которого связан с другим выходом блока памяти, а выход блока сравнения087655 510 3 1 связан с системой управления автоматизированной буровой установки.На фиг. 1 представлена автоматизированная буровая установка, общий вид; на фиг. 2 - схема установки.Буровая установка включает основание 1, на котором установлена выш-. ка 2 с кронблоком 3. Ведущий барабан 4 жесткб закреплен относительно кронблока 3 и соединен с преобразователем 5 угол - код, С кроиблоком Э соединены тяга 6, стержень 7 и направляющие 8, в которых установлены с возможностью перемещений талевый блок 9 и элеватор 1 О. Талевый блок 9 при помощи талевой системы (не показана) подвешен к кронблоку 3. Тяга 6 соединена с основаниемчерез датчик 11 .натяжения и узел 12 предварительного натяжения. Стержень 7 установлен в направляющих роликах 3, жестко соединенных с вышкой 2. Элеватор 1 О связан с ведущим барабаном 4 посредством тросовой систе мы 14, проходящей через блок 15 расположенный в нижней части стержня 7. Автоматизированная буровая установка имеет систему подачи сигналов, состоящую из преобразователя 5 угол код, сумматора 16, блока 17 памяти, блока 18 ввода информации и блока 19 сравнения. Вход преобразователя 5 угол - кода связан с ведущим бара-. баном 4, а его выход - с одним из входов сумматора 6, другой вход ко торого связан с выходом блока 17 .памяти, вход которого связан с выходом блока 8 ввода информации, в который оператор вводит в закодированном виде величину Н - высоты ненагруженной вышки 2 и величины Н соответствующие отметки высот талевого блока 9 с элеватором 10 но отношению к основанию 1, где необходима остановка элеватора 10 для стыковки с исполнительными механизмами при спускоподъемных операциях или необходимо изменение его скорости перемещения, а третий вход сумматора 16 связан с выходом датчика 11 натяжения, выход сумматора 16 связан с одним из входов блока 19 сравнения, второй вход которого связан с другим выходом блока 17 памяти, а выход блока 19 сравнения свя" зан с системой управления автоматизированной буровой установки, приводящей в действие соответствующие исполнительные механизмы. Автоматизированная буровая установка работает следующим образом.Лри вертикальных перемещениях элеватора,10 с талевым блоком 9 по направляющим 8 обе ветви тросовой системы 14 перемещаются и вращают ве" дущий барабан 4, связанный с преобразователем 5 угол - кода, который преобразует величину вертикального перемещения элеватора 10 в цифровой код, поступающий на вход сумматора 16. Следовательно, на вход сумматора поступает закодированная величина перемещения элеватора, от считанная от верха вышки. 2, обозначенная через Н (на фиг,1 отсчитываемая величина Н показанапри деформации вышки 2, обозначеннойпунктирной линией, когда вес бурильной колонны взят элеватором) . Навторой вход сумматора 16 от датчика11 натяжения поступает закодированная величина деформации вышки 2 взависимости от веса бурильной колонны, обозначенная через Н. Сигналы сдатчика 11 натяжения формируются следующим образом. Тяга Ь при помощиузла 12 натяжения натягивается таким образом, чтобы деформация вышки2 быпа бы в обратно пропорциональной зависимости от усилия натяжениятяги 6, т.е, чем больше вес колонныбурильных труб, тем меньше усилиенатяжения тяги 6. Эти сигналы, соответствующие натяжению тяги 6, кодируются датчиком 11 натяженияНатретий вход сумматора 16 поступаетцифровой код с одного из выходовблока 17 памяти, куда он попадает с. блока 18 ввода информации, соответствующий высоте ненагруженной вышки2, т.е, величине Н. В сумматоре 6происходит алгебраическое сложениепоступающих величин Н, Н и Н,(Н-Н)и на выходе из сумматора 16 получаем 45 цифровой код, соответствующий величи"не перемещения элеватора 10 над основанием 1 независимо от веса бурильной колонны, т.е. величине Н. Фиксируя эту величину, мы имеем теку щую величину проходки скважины. Следовательно, на один из входов блока19 сравнения .с выхода сумматора 16поступает закодированная величина Н,а на .другой вход сравнения поступает 55 закодированная информация из блока17 памяти, введенная при помощи блоакка 8 ввода информации, соответствующая отметкам Н высот талевого5 1 блока 9 с элеватором 10 по отнощению к основанию , где необходимаостановка элеватора 1 О дпя стыковки с исполнительными механизмами при спускоподъемных операциях или необходимо изменение скорости перемещения. В блоке 19 сравнения проис" ходит сравнение величин Н и Я и прн их равенстве с выхода блока 19 сравнения подается команда в систему управления автоматизированной буровой установки для приведения в 087655действие соответствующих исполнительных механизмов.Автоматизированная буровая уста-.новка обладает более высокой надеа"костью эа счет .точного определенияместонахоадения элеватора независимо от веса бурильной колонны.Информация о местополоаении элеватора в буровой установке поступает О не дискретно, а непрерывно, что позволяет точно оценивать величину проходки скваланы