Устройство для предупреждения прихватов бурового инструмента Советский патент 1984 года по МПК E21B23/00 

1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в нефтедобывающей промьшшенности для предупреждения захватов, возникающих вследствие затяжек и по садок при подъеме и спуске бурильно го инструмента. Известно устройство для предупреж дения прихватов бурильного инструмента СП . Известно также устройство для пр дупреждения прихватов бурильного инструмента, содержащее датчик веса бурильного инструмента, соединенный с двумя нуль-органами и через последовательно соединенные пороговый элемент и схему совпадения с первым входом блока слежения, генератор импульсов, подключенный через схему совпадения к первому входу блока слежения, выход которого соединен с первым входом блока уставок, а первы выход последнего через первый нульорган и переключатель спуск-подьем подключен к блоку сигнализации и исполнительному механизму С21. . Однако известное устройство не может корректировать величину уставк при изменении длины колонны и допускает ложные срабатывания аварийной сигнализации, Цель изобретения - повьшение точности формирования уставки веса и исключение ложного срабатывания аварийной сигнализации. Поставленная цель достигается тем, что устройство для предупреждения прихватов бурильного инструмента содержащее датчик веса бурильного инструмента, соединенный с двумя нул органами и через последовательно сое диненные пороговый элемент и схему совпадения с первым входом блока сле жения, генератор импульсов, подключенный через схему совпадения к первому входу блока слежения, выход которого соединен с первым входом блока уставок, а первый выход последнег через первый нуль-орган и переключатель спуск-подъем подключен к блоку сигнализации и исполнительному механизму, снабжено ключом и блоком галь ванического разделения сигнала,вход которого соединен с выходом блока слежения, а выход соединен с вторым входом блока уставок, причем второй выход блока уставок через второй нуль-ор ан и первый вход ключа под8ключен к переключателю спуск-подъем, при этом второй вход ключа соединен с выходом порогового элемента, а второй вход блока слежения - с выходом датчика веса. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик веса 1, блок слежения 2, блок гальванического разделения сигнала 3, блок уставок 4, нуль-орган затяжки 5, нуль-орган посадки 6, переключатель 7, связывающий нуль-орган затяжки 5 и нульорган посадки 6 с блоком аварийной сигнализации 8 и исполнительным механизмом 9, генератор импульсов 10, связанный с блоком слежения 2 через схему совпадения 11, и пороговый элемент 12, связанный с ключом 13. Сущность работы устройства заключается в том, что допустимый вес бурильного инструмента формируется из сигнала, поступающего с блока слежения. Этот сигнал несет две ин.формации: об исходном весе бурильного инструмента, которая прямо поступает на блок уставок; об изменении веса бурильного инструмента в результате изменения длины колонны (при отвинчивании или навинчивании очередной свечи при спуске или подъеме колонны) , которая выделяется с помощью блока гальванического разделения сигнала и поступает в блок уставок, где участвует в формировании допустимого приращения веса бурильного инструмента. В итоге на выходе блока уставок формируется автоматически откорректированный в зависимости от длины,колонны допустимый вес бурильного инструмента. Устройство работает следующим образом. От датчика 1 на вход порогового элемента 12 поступает сигнал, уровень которого пропорционален весу бурильного инструмента. При превьшении веса бурильного инструмента веса одной свечи пороговый элемент 12 дает разрешение для прохождения импульсов с генератора импульсов 10 через схему совпадения 11 на первый вход блока слежения 2. Таким образом, в блок слежения 2 аносится информация об исходном вее бурильного инструмента. Этот вес равнивается с текущим весом, постуающим на второй вход блока слежения 2. На выходе блока слежения 2 формируется с заданной точностью сигнал, пропорциональный исходному весу бурильного инструмента. С блока слежения 2 сигнал поступает на первый вход блока уставок 4 и на вход блока гальванического разделения сигнала 3. С выхода блока гальванического разделения сигнала 3 сигнал, пропорциональный приращению веса бурильного инструмента,поступает на второй вход блока уставок 4.

При изменении длины колонны сигна с датчика веса 1, поступающий на вто рой вход блока слежения 2, изменяется. Это изменение сигнала отслеживается блоком слежения 2 и передается на вход блока гальванического разделения сигнала 3. На выходе блока гальванического разделения сигнала формируется величина приращения веса бурильного инструмента после отвинчивания или навинчивания очередной свечи.

Таким образом, в блоке уставок 4 формируете автоматически откорректированный сигнал, пропорциональный допустимому весу бурильного инструмента, для подъема и для спуска колонны с учетом текущего веса бурильного инструмента. Сигнал с выхода блока уставок 4, пропорциональный допустимому весу бурильного инскпумента при подъеме, поступает на первый вход нуль-органа затяжки 5 На второй вход нуль-органа затяжки 5 поступает сигнал от датчика веса 1, пропорциональный текущему весу бурильного инструмента.

При появлении затяжки сигнал, поступающий с датчика веса 1, превышае сигнал, поступающий с блока уставок 4, и нуль-орган 5 включает через переключатель 7 блок аварийной сигнали зации 8 и исполнительный механизм 9.

Пороговый элемент 12 и ключ 13 служат для блокировки аварийной сигнализации исполнительного механизма при полной разгрузке талевой системы.

При постановке бурильной koлoнны на злеватор сигнал с датчика 1 резко изменяется и становится .меньше сигнала, соответствующего весу одной свечи При этом пороговый элемент 12 подает сигналы на схему совпадения 11 и ключ 13, запрещая прохождение импульсов с генератора 10, поэтому в блоке слежения сохраняется информация о ранее записанном весе и запрещается прохождение аварийного сигнала с нуль-органа посадки 6.

Как только колонна бурильных труб снимается с элеватора, соответственно снимается запрет для прохождения импульсов с генератора 10 и прохождения аварийного сигнала.

Уставка веса бурового инструмента дР вычисляется по формуле

А.Р ,

где Р - вес бурильного инструмента; к - коэффициент передачи узла гальванического разделения, к 0,2.

Перед спуском или подъемом исходный вес бурильного инструмента вводится в блок памяти, функцию памяти выполняет схема слежения. Из блока памяти информация поступает в блок формирования уставки бурильного инструмента и в сумматор. В сумматоре осуществляется суммирование исходног веса с уставкой, в результате чего формируется допустимый вес бурильног инструмента.

Устройство позволяет повысить точность определения предаварийных ситуаций, что позволит сократить расходы на ликвидацию аварий, связанных с прихватами.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРИХВАТОВ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА, содержащее датчик веса бурильного . инструмента, соединенный с двумя нульорганами и через последовательно соединенные пороговый элемент и схему совпадения с первым входом блока слежения, генератор импульсов, подключенный через схему совпадения к первому входу блока слежения, выход которого соединен с первым входом блока уставок, а первый выход последнего через первый нуль-орган и переключатель спуск-подъем подключен к блоку сигнализации и исполнительному механизму, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования уставки веса и исключения ложного срабатывания аварийной сигнализации, устройство снабжено ключом и блоком гальванического разделения сигнала, вход которого соединен с выходом блока слежения, а выход соединен с вторым входом блока i уставок, причем второй выход блока уставок через второй нуль-орган и первый вход ключа подключен к переключателю спуск-подъем, при этом второй вход ключа соединен с выходом порогового элемента, а второй вход блока слежения - с выходом датчика веса. 00 ел