Устройство контроля процесса бурения нефтяных и газовых скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 23 02 84 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 15.О 8.88. Бюл 1 30 (1) Специальное конструкторское бюро "Кибернетика" с опытным производством Института кибернетики АН АЗССР(56) Авторское свидетельство СССР У 644947, кл . Е 21 С 29/ 10, 1975.Авторское свидетельство СССР Р 928391, кл. С 08 С 19/28, 1980. 54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССАУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН57) Изобретение относится к областии бурения нефтяных и газовых скважин,в частности к системам контроля процесса бурения. Целью изобретения является повышение достоверности рас-познавания аварийных ситуаций. Поставленная цель достигается тем, чтоустройство содержит блок 1 датчиков,блок 2 ручного ввода, дешифратор 3,коммутатор 4, элемент ИЛИ 5, регистр6, элемент 7 задержки, блок 8 индикации, блок 9 постоянной памяти, блок10 оперативной памяти, выход 11 синхронизации, входную адресную шину 12вход 13 синхронизатора, управляющийвход 14, информационную шину 15,что позволяет анализировать большоечисло количественных и испольэовать качественные параметры, характеризующие технологический процесс бурения. 2 ил, 3 табл.(1)30 где Р(В/Х) - апостериорная вероятность образа Вк Ь-гоосложнения) при системепараметров Х;Р(Вк) - априорная вероятностьпоявления события В;Р(Х/В) - условная вероятность появления параметров Хпри наличии образа В.Сопоставляя апостериорные вероятности, можно выдвигать предположение о принадлежности предъявленного объекта к тому.или иному образу.Имеет место то состояние технологического процесса (нормальное состояние, та или иная осложненная ситуа 45 ция), для которого Р(В/Х) имеет наибольшее значение.Величины Р(В) и Р(Х/В) рассчитываются заранее на основе статистического материала и записываются в блок 50 постоянной памяти системы.Учитывая, что при данном векторе параметров Х знаменатель формулы (1) постоянен, его можно найти из условия55Р(В/Х) = 1, (2)к=Мини-(микро) ЭВМ выставляет по своей адресной шине, т.е. на входную адресИзобретение относится к бурениюнефтяных и газовых скважин, в частности к системам контроля процессабурения.Целью изобретения является повышение достоверности распознавания ава"рийных ситуаций.На фиг, 1 изображена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - временныеДиаграммы работы устройства.Устройство содержит (фиг. 1) блок1 датчиков, блок 2 ручного ввода, дешифратор 3, коммутатор 4, элементИЛИ 5, регистр 6, элемент 7 задержки, 5блок 8 индикации, блок 9 постояннойпамяти, блок 10 оперативной памяти,выход 11 синхронизации, входную адресную шину 12, вход 13 синхронизации, управляющий вход 14, информациоцную шину 15.Устройство работает следующим образом,Для функционирования устройстваприменен метод распознавания образов, основанный на формуле Байесао(В х/Х) Р (Х) ную шину 12 устройства, код адреса, сигнал режима чтение/запись на управляющий вход 14 устройства и сигнал синхронизации на вход 13 синхронизации.Старшие разряды адресной шины мини-ЭВМ с входной адресной шины 12 устройства поступают на информационные входы дешифратора 3, на управляющий вход которого поступает сигнал СХЗ с входа 13 синхронизации, При анализе этих сигналов дешифратор 3 вырабатывает управляющие сигналы, определяемые кодом, поступившим от мини-ЭВМ (микро-ЭВМ).Дешифратор 3 вырабатывает на своих выходах упрвляющие сигналы только п 1 и поступлении одного из четырех кодов (о, Р, б и 2).При поступлении по старшим разрядам входной адресной шины 12 устройства кода с 1 (фиг. 2) и наличии сигнала на входе 13 синхронизации устройства возбуждается первый выход 16 дешифратора 3, сигнал с которого пос. тупает на управляющий вход блока 9 постоянной памяти, с информационного выхода блока 9 постоянной памяти на двунаправленную информационную шину ,15 устройства выдается информация из ячейки, номер которой определяется кодом, поступившим на адресный вход блока 9 постоянной памяти с младших разрядов входной адресной ши. ны 12. Сигнал с первого вьгхода 16 дешифратора 3 одновременно поступает на вход элемента ИПИ 5, с выхода которого через элемент 7 задержки поступает на выход 11 синхронизации устройства, при получении которого мини-ЭВМ (микро-ЭВМ) считывает информацию с двунаправленной информационной шины устройства, Таким образом, при поступлении кода а производится считывание информации мини-ЭВМ (мик" ро-ЭВГ 1) с блока 9 постоянной памяти,При поступлении кода о на входную адресную шину 12 системы и наличии сигнала на входе 13 синхронизации мини-ЭВГ 1 (микро-ЭВМ) производит обращение к блоку 10 оперативной памяти, Режим Чтение" или "Запись" информации определяется состоянием сигнала на управляющем входе 14, Чтение производится следующим образом (фиг. 2) Мини-ЭВМ (микро-ЭВМ) согласно организации своего интерфейса выставляет код адреса, сигнал СХЗ, которые соот141 б 9 50 ветственно поступают на входную адресную шину 12 и вход 13 синхронизации. По приходу этих сигналов возбуждается второй выход 17 дешифратора 3,гсигнал с которого поступает на первый управляющий вход блока 10 оперативной памяти. Производится выборка ячейки, номер которой определяется кодом, поступившим с младших разрядов входной адресной шины 12 на адресные входы блока 10 оперативной памяти. Информация с двунаправленного входа блока 10 оперативной памяти поступает на двунаправленную информационную ши ну 15, откуда считывается мини-(микро-)ЭВМ по приходу на выход 11 синхронизации с выхода элемента 7 задержки задержанного сигнала с второго выхода 17 дешифратора 320Запись информации в блок 10 оперативной памяти производится следующим образом ( фиг. 2 б) . Мини-(микро-)ЭВМ согласно организации своего интерфейса выставляет одновременно на свои 25 шины и линии: код о адреса, сигнал "Запись", записываемую информацию, затем после окончания переходных процессов выставляет сигнал СХЗ. При этом возбуждается второй выход дешифратора 3, который производит выборку ячейки блока 10 оперативной гамяти, номер которой определяется по коду, приходящему на адресный вход блока 1 О оперативной памяти с младших разрядов входной адресной шины 12. В выбранной ячейке происходит запись информации, поступающей с дву-: направленной информационной шины на двунаправленный вход блока 10 оперативной памяти. Обмен заканчивается после того, как сигнал с второго выхода дешифратора 3 проходит через элемент ИЛИ 5 и элемент 7 задержки и поступает на выход 11 синхронизации.При выдаче мини-(микро-)ЭВМ кода производится запись информации от мини-(микро-)ЭВМ в регистр б аналогично описанному выше режиму записи в блок 10 оперативной памяти. При этом выборка регистра б производится сигналом, поступающим с третьего вы" хода дешифратора 3. Записываемая информация поступает на информационные входы регистра 3 с двунаправленной информационной шины 15. 55При выдаче мини(микро ЭВМ кода производится считывание информации с блока 1 датчиков или блока 2 руч 43ного ввода через коммутатор 4 (фиг,2 а) .При поступлении кода 3 на информационныевходы дешифратора 3 и сигнала синхронизации на его управляющий вход с егочетвертого выхода сигнал поступаетна стробирующий вход коммутатора 4,разрешая передачу на двунаправленнуюинформационную шину 15 информации стого информационного входа коммутатора 4, номер которого определяетсякодом, поступающим на управляющийвход коммутатора 4 с младших разрядов входной адресной шины 12. Одновременно сигнал с четвертого выходашифратора, проходя через элемент ИЛИ5, поступает на элемент 7 задержки,с которого по окончании переходныхпроцессов поступает на выход 11 синхронизации, сигнализируя о завершенииобмена.Для вычисления апостериорных вероятностей Р(В/Х) используется табли"ца априорных вероятностей (табл.1).Априорные вероятности Р(Х/Вх) вэтой таблице представлены для диапазонов величин параметров, которые за"даны уставками. Для определенияР(Х/В) из таблицы величина параметра сравнивается с каждой уставкой.Так, сначала проверяется, больше лио-й параметр о-й уставки, если нет,сравнивается со следующей и т.д. Есливеличина параметра превышает значение уставки, выбирается столбец априорных вероятностей для данной уставки для всех классов. Такая процедураповторяется для всех введенных и считанных параметров бурения. Найденныеиз таблицы значения Р/Х/Вк) и априорные вероятности используются длявычислений Р(В/Х) по формулам (1)и (2).Таблица априорных вероятностейФормируется на основе статистических данных, а затем организуется вблоке 9 постоянной памяти (табл. 2),В процессе вычислений появляютсяпромежуточные результаты, которые храхранятся в блоке 10 оперативного запоминающего устройства, организацияинформации в котором сформированатак, как показано в табл. 3.Алгоритм функционирования системыследующий. Мини-(микро-)ЭВМ считывает величины параметров, характеризующих процесс бурения,с блока 1 датчиков и блока 2 ручного ввода информации и засылает в соответствующие. ю, 5 14 ячейки (С, - С ) блока оперативной памяти, Затем для каждого параметра определяется номер градации, т.е, .величина параметра сравнивается с соответствующими уставками, которые выбираются из блока 9 постоянной памяти иэ ячеек с адресами, определяемыми по формуле 16943 бзаписывается для последующей индикации в регистр 6. Затем процедура ьчи.тывания величин параметров с блока 1 датчиков. и блока 2 ручного ввода информации повторяется, повторяется и весь процесс вычислений. Формула изобретениягде А " начальный адрес блока 9 постоянной памяти;К- количество классов диагностирования;и - номер данного параметра; М, - число градаций каждого параметра;щ - текущая градация параметра.Величины Ки Мзаписаны соответственно в ячейках А+2 и А+1 блока 9 постоянной памяти, При изменении номера градации щ выбираются последовательно уставки и производится их сравнение с величиной параметра. Если величина параметра оказалась больше уставки, то ее номер и записывается в соответствующую данному параметру и ячейку Е блока 1 О оперативной памяти. Определяются номера уставок для всех параметров аналогичным образом. Затем для каждого класса К определяется выражение Р(В)ПР(Х/В), причем величины Р(Вк) считываются по адресам А+2 ФК из бло" ка 9 постоянной памяти, а величины условных вероятностей Р(Х/В) считываются из этого блока по адресам где щ - номер градации соответствующего параметрА и,Вычисленные выражения Р(В) ПР(Х/В:)для каждого класса сохраняются вячейках с адресами (О - Э) блока 10оперативной памяти. После вычисленияэтого выражения дкя каждого классапроизводится вычисление Р(Х) из фор"мулы (2). Зная числитель и знаменатель выражения (1), находят апостериорные вероятности Р(Вк/Х).Номер того класса, для которогоР(В/Х) имеет наибольшее значение,1 Устройство контроля процесса бурения нефтяных и газовых скважин, содержащее блок датчиков, блок постоянной памяти, блок оперативной памяти,блок индикации и блок ручного вводаинформации, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения достоверности распознавания аварийных ситуацийв него введены элемент ИЛИ, элемент задержки, коммутатор, регистр идешифратор, подключенный синхронизирующим входом к синхронизирующемувходу устройства, адресным входом -к адресным входам устройства, блока 25 постоянной памяти, блока оперативнойпамяти, коммутатора, первым выходомподключенного к синхронизирующемувходу блока постоянной памяти и первому входу элемента ИЛИ, вторым выЗ 0 ходом - к синхронизирующему входу блока оперативной памяти и второму входу элемента ИПИ, третьим выходом -к управляющему входу регистра и третьему входу элемента ИЛИ, четвертым выхадом - к синхронизирующему входу 35коммутатора и к четвертому входу элемента ИЛИ, соединенного через элемент задержки с синхронизирующим выходом устройства, подключенного управляющим входом к управляющему входублока оперативной памяти, соединенного информационным выходом с информационным выходом блока оперативнойпамяти, с информационным выходомустройства, с информационным входом 45регистра, подключенного выходом к информационному входу блока индикации,информационный вход коммутатора соединен с выходом блока оперативнойпамяти, первая группа управляющих 50входов коммутатора подключена к выходам соответствующих датчиков блокадатчиков, вторая группа управляющихвходов коммутатора соединена с выходами соответствующих элементов блока 55ручного ввода информации.