Устройство для обнаружения аварийных ситуаций при бурении скважин Советский патент 1983 года по МПК E21B44/00 

Изобретение относится к контролю процесса бурения, EI частности к устройствам для определения аварийных ситуаций при бурении скважин.

.Известно устройство для обнаруженин аварийных ситуаций при бурении скважин, содержащее датчики крутящего момента и механической скорости бурения, блок вычисления частного от деления вращающего момента на механическую скорость и регистратор Cl Недостаток этого устройства соетоит в том, что оно не в состоянии Обнаружить аварийные ситуации при алмазном бурении скважин.

Наиболее близким к изобретению является устройство для.о наруже- . ния аварийных ситуаций при бурении скважин, содержащее датчик мехнической скорости, датчик давления промывочной жидкости на выкиде насосов, датчик момента, подключенные через две пороговые схемы к логическому блоку, выход которого соединен через блок коррекции с блоком индикации, блок задания порогов, выход которого связан с входами двух пороговых схем, и четыре логических элемента И С23

Недостаток известного устройств состоит в том, что оно не обеспечивает обнаружения аварийных ситуаций при алмазном бурении и. поэтому имеет ограниченную область использования. :

Цель изобретения - повышение тоности обнаружения аварийных ситуаций и расширение области применени

.Поставленная цель достигается тему что устройство для обнаружения аварийных ситуаций при бурении скважин снабжено датчиком расхода, четырьмя дополнительными,пороговыми схемами, выходы которых соединены с. логическим блоком, при этом датчик давления связан с одной из дополнительных пороговых схем, датчик расхода подключен к двум другим дополнительным пороговым схемам, а датчик момента подключен к четвертой дополнительной пороговой схеме, и блок задания по гов соединен с четырьмя дополнителными пороговыми схемами, причем |выходы логического блока подключен к схеме задержки и к четырем логическим элементам И, -выходы которых связаны с блоком индикации, один из выходов схемы задержки соединен с тремя логическими элементами И, а другой выход - с четвертым :логическим элементом И.

На фиг. 1 изображена б/Гок-схема (Устройства для обнаружения аварийных ситуаций при бурении скважин, на фиг. 2 -схема логическогоблока.

Устройство содержит датчик механической скорости 1, датчик момента 2, датчик давления 3 и датчик расхода промывочной жидкости 4 на выкиде насоса, блок задания порогов 5, .пороговые схемы 6, 7, 8, 9 10 и 11, логический блок 12, блок коррекции 13, содержащий схему задержки 15 и логические элементы И 16 - 19, блок индикации 14.

0 Датчики 1 - 4 подключены соответственно к входам пороговых схем б 11. Вторые выходы пороговых схем 7 - 11 подключены через блок задания порогов 5 к ВХ9ДНЫМ клеммам

с 20 - 24, а второй вход пороговой сх.емы. 6 соединен с входной клем- . мойО. Выходы пороговых схем 6 - 11 соединены.с логическим блоком 12, четыре выхода 25 - 28 которого сое-, динены со схемой задержки 15 и с

0 первыми входами логических схем И 16 - 19. Один выход 29 схемы задержки 15 соединен со вторыми входами логических элементов 16, 17 и 18, а второй выход 30 схемы задержки 15

5 соединен со вторым входом логической схемы И 19. Выходы логических схем И 16 - 19 соединены с блоком индикации 14.

Устройство работает следующим

Q образом. .

При бурении сигналы с датчиков 2, 3 и 4 поступают соответственно на входы пороговых с.хем 7, 8 и 9,

. 10 и 11. Пороговая схема 7 срабатывает при превышении момента выше порогового уровня М у где - коэффициент пропорциональности, М-j - момент, заданный бурильщиком перед началом бурения клеммой 20.

0 Пороговая схема 8 срабатывает при снижении давления промывочной жидкости ниже порогового уровня (минимального; К коэффициент пропорциональности,

5 давление промывочной жидкости, заданное бурильщиком перед началом бурения клеммой 21.

Пороговая схема 9 срабатывает Q при превышении давления промывочной . жидкости выше порогового (максимального ) , где - коэффициент пропорциональности, РЗВ ДЭ.Вление заданное бурильщиком перед е началом бурения клеммой 22.

Пороговая схема 10 срабатывает при снижении расхода промывочной жидкости ниже порогового (минимально возможного для . ведения бурового

процесса) . 4 ° 0 эффициент пропорциональности, Чзм значение расхода промывочной жидкости, заданное бурильщиком клеммой 23.

Пороговая схема 11 срабатывает, 5 когда расход промывочной жидкости

снизится почти до нулевого уровня

(минимального) ( Kgljd коэффициент пропорциональности. ,

Сигналы с выхода датчика меха нической скорости 1 поступают на . второй вход пороговой схемы б, причем значение величины порога задается клеммой О. Сигналы с выходов пороговых схем 6 - 11 поступают на вход логического блока 12. При возникновении любой из аварийных ситуаций, износа алмазной короки по высоте матрища или ее зашламовки, или предприжогового состояния, самозаклинивания керна в колоковой трубе, выхода из строя насоica Промывёчной жидкости, или отсут воды в зумпфе, а также прнхГвать буровой колонны, на выходах 25, 26, 27 или 28 логического бЛо1ка 12 появляется сигнал, поступающий на первый вход одной из логических схем И 16, 17, 18 и 19 и на один из входов схемы задержки il5. На выходах 29 или 30 схемы задержки 15 через определенный промежуток времени Ч,,или tn-jпоявляются сигна/кл, лричём время задержки t 2значительно меньше задержки во времени t , поскольку сигнал на выходе 30 формируется, с выхода низшего разряда счетчика, входящего в состав схемы задержки 15. Сигнал с выхода 29 схемы задержки 15 поступает на вторые входы схем И 16, 17 и 18, а с выхода 30 схекы задержки 15 поступает на второй вход логической схемы И 19. При этом вырабаты0вается сигнал, поступающий на вход |блока 14 индикации, который сигна- . |лизирует о характере аварии. . ; Работа логического блока 12 определяется таблицей состояний. Еди5ницами в таблице обозначены состояния контролируемых параметров , вышедшие за пороговые уровни пороговых схем 6 - 11, а нулями - такие состояния, при которых сигналы не

0 вьаали за пороговые уровни пороговых схем б - 11.

В таблице, кроме основных, указаны и дополнительные признаки, которые iMoryT сопутствовать возникновению

5 прижогов алмазной коронки.;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ,АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН, содержащее датчик механической скорости, датчик давления промывочной жидкости на выкиде насосов, датчик момента, подключенные через дв пороговые схемы к логическсяиу блоку, выход которого соединен через блок коррекции с блоком индикации, блок задания порогов, вы ход которого связан с входами двух пороговых схем, и четыре логических элемента И,отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности обнаружения аварийных ситуаций и расширения области применения, оно снабжено датчиком расхода, четырьмя дополнительными пороговыми схемами, выходы которых соединены с логическим блоком, при этом датчик давления связан с одной из дополнительных пороговых схем, датчик расхода подключен к двумя другим дополнительным пороговым схемам, а датчик момента подключен к четвертой дополнительной пороговой схеме, и блок задания порогов соединен с четырьмя дополнительными пороговыми схемами , причем выходы логического блока подклиочены к схеме задержки и (Л к четырем логическим элементам И, выходы KOTOjMx связаны с блоком индикации, один из выходов схемы задержки соединен с тремя логическими элементами И, а другой выход - с четвертьм логическим элементом ,И. оо СП N)

Самозаклинивание керна (выход 25 блока 12)

Предприжоговое состояние коронки (аномальный износ, зашламовка) (выход

26блока 12)

Авария оборудования (выход

27блока 12)

Прихват (выход 28 блока 12)

Предложенное устройство выгодно Отличается от существующих, так как оно позволяет Дополнительно выявить аварийные ситуации: самозаклинивание керна, Предприжоговое

О

О О

О 1

1 О

состояние алмазных коронок, аварии оборудования, подакицего промывочную жидкость, прихваты бурового снаряда, обладает более широкой областью применения.