Устройство для измерения скорости бурения Советский патент 1983 года по МПК E21B45/00 

Изобретение относится к бурению скважин в частности к устройствам для измерения и регистрации парамет ров процесса бурения. По основному авт.св. 848608 известно устройство для изменения скорости бурения, содержащее датчик прозсодки/ cjMMaTop, регистр результата, счетчик, индикатор, блок управления и инвертор, при этом датчик проходки подключен .через последовательно соединенные счетчик и сумматор к регистр1у результата, выход которого.подключен непосредственно к цифровому входу счетчика и со сдвигом вправо на два разряда к входам инвертора и индикатора, а вы ход инвертора соединен с входом сум матора, причем блокуправления подключен к управляющему входу счетчик и входу Запись регистра результата. . Принцип работы этого устройства заключается в суммировании текущей усредненной скорости бурения со ско ростью, полученной в предыдущем цик ле усредненности 1. Недостатков известного устройства является отсутствие регистрации скорости бурения в функции глубины скважины (проходки), что не поэволя ет оперативно управлять процессом б рения и, следовательно, снижает про изводительность оборудования. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей устройства за счет регистрации скорости бурения в функции глубины скважины. Поставленная цель достигается те что в устройство для измерения скорости бурения введены дополнительны счетчик и сумматор, причем датчик проходки соединен со счетным входом дополнительного счетчика, выход которогр соединен с информационным входом дополнительного сумматора, выход которого подключен к индикато ру, при этом управляющие входы дополнительных счетчика и сумматора соединены с блоком управления. На фиг. 1 представлена схема уст ройства для измерения скорости бурения; на фиг. 2 - временная диагра ма, поясняющая работу устройства. Устройство содержит датчик 1 про ходки, счетчик 2, сумматор 3, регистр 4 результата, индикатор 5, ин вертор 6, блок 7 управления и допол нительные счетчик 8 и сумматор 9. Устройство работает следующим об разом. Выходные импульсы проходки, снимаемые с выхода датчика 1 проходки, блеГдуют через интервалы времени At f опр цвляемые соотношением системы исчисления, реализованной в устройстве, и размерностью измеряемых параметров . Вычисление скорости бурения, производимое методом усреднения интервала проходки, происходит по формуле I (...(1) где у - текущая усредненная скорость бурения; V. - скорость бурения, полученная в результате предьвдущего цикла ускорения; т - основание систекШ исчисления, реализованной в устройстве . { лГ - (2) где лТ - время цикла усреднения; 4li - интервал проходки, пробуренной за.время (3) : Реализация формулы (1), производимая блоками 2-4 и 6, осуществляется следующим образом,(фиг; 1). Интервал времени t , определяемый соотношен{1ём системы исчисления, . реализованной в устройстве, и размерностью измеряемых параметров, выбирается.так, чтобы согласно формуле (2) число имп.ульсгов проходки за время г Т соответствовало скорости бурения в выбранной системе исчисления. В течение времени t с выхода датчика 1 проходки на вход счетчика 2 поступают импульсы проходки, сумми-° руемьш с занесенным в сметчик 2 в преднтущий цикл значением , nV.. . Таким образом, за время dt в счетчике 2 исходит накопление суммы ,|п V. 1 Эта сумма подается на вход сумматора 3, при этом на другом ercf входе находится инвертированная инвертором 6 величина . Следовательно, на выходе сумматора 3 получ1ается величина ,.,-(m-1)V..V, равная, согласно формуле (l),mV.. По окончании интервала времени , 4 блок 7 управления формирует импульс Запись, по переднему фронту которого величина mV заносится в первую ступень регистра 4 результата, а по задне.му фронту переписы-г вается во вторую ступень и появляется на выходе.регистра 4, Одновременно значениеmV заносится в счетчик . 2 для следующего цикла усреднения. Число mV с выхода регистра 4 результата подается на вход индикатора 5 и вход инвертора б со сдвигом на один разряд, что соответствует давле нию его на m и приведению его, таким образом, к значениям усредненной скорости бурени:я V, . Временные диаграммы, поясняющие работу устройства для случая тп 2 (двоичная система исчисления), представлены на фиг. 2. измерение проходки для проис ходит следующим образом. Выходные импульсы датчика 1 проходки поступают на вход счетчика 8, Через интервал времени, равный циклу усреднения, т.е., как это следует из формулы (3), черездТ () по сигналу с блока 7 управления производится запись значения, с хетчяка 8 проходки в сумматор 9 проходки, где оно суммируется с предыдущим значением проходки иакопленным в сумматоре, а счетчик 8 при этом обнуляется. Выходной сигнал сум матора 9 проходки, равный текущей проходке скважины, поступает на вто рой вход индикатора 5, следовательно измеренная скорость регистрируется ;в функции проходки. ; таким образом, блок 7 упргшления I формирует две последовательности м|пульсн СИГНАЛОВ первая, с nepito дом at , служит для управления кангшом измерения скорости бурения; втораяУ с периодом,лТ :2ЛЬ/ служит для улра вления каналом, измерения iтекущей проходки. При этом интервал 14 выбирается исходя из равенства ;числа импульсов- проходки за время цикла усреднения численному значе:нию скорости бурения для выбранной системы исчисления. Первая последовательность импульсов поступает на входцы разрешения записи счетчика 2 и регистра 4 результата, а вторая на разрешающие входы счетчика 8 про-. ходки и сумматора 9 проходки. : Таким образом, предлагаемое устройство позволяет по отношению к действующему объекту непрерывно и с боль&юй точностью измерять в про:ЦвССв бурения механическую, скорость бурения.и глубину скважины, что обеспечивает возможность оперативного iупргшления процессом бурения и, следовательно, повышает производителькость процесса бурения. Экономическая, эффективность изобретения определяется повышением производительности. Ориентировочный расчет показывает, что внедрение устройства на одной буровой дает 45 тыс.руб. Ожидаемый годовой экономический эффект от максимального объема использования изобретения 2,25 мли.руб в год.

ППГ

яд

4Г

л#

At

At

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ БУРЕНИЯ ПО авт.св. W 848608, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено дополнительными счетчиком и сумматорсмд, причем датчик проходки соединен со счетным входом дополнительного счетчика, выход которого соединен с информационным входом дополнительного сумматора, выход которого подключен к индикатору, при этсяя управляющие входы дополнительных счетчика и сумматора соединены с блоком упрсшления. .

V yt-i

(m-l) (m-i)Vi.i J

vt

-i)