Способ определения перемещения бурильной колонны при спуско-подъемных операциях с лебедкой Советский патент 1985 года по МПК E21B19/00 

1 Изобретение относится к способам измерения перемещения бурильной колонны с помощью лебедки и предназна , чено для оптимизации управления про цессом спуско-подъемных операций при бурении. Цель изобретения - повышение точ ности и упрощение измерения изменения длины талевого каната. На чертеже представлена принципиальная схема конструкции системы спуско-подъема колонны с лебедкой, с помощью которой осуществляется предлагаемый способ. Система спуско-подъема колонны с лебедкой содержит неподвижный 1 и подвижный 2 ролики талевого блока На неподвижном ролике 1 установлен датчик 3 угла поворота, на подвижно ролике 2 - угла поворота 4 датчик. Неподвижный ролик 1 прижат к мертво му концу 5 талевой системы. Бурильн колонна 6 подвешена на крюке 7. Натяжение талевого каната осуществляется с помощью лебедки 8. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. На неподвижном ролике 1 талевой системы через редуктор (не показан) устанавливают датчик 3 угла поворота, аналогичный датчику 4 угла поворота, соединенному через редуктор с вращающимся роликом 2, прижатым к сбегающей ветви талевого каната. В качестве датчиков угла поворота могут быть использованы как цифровые датчики, так и аналоговые (линейные вращающиеся трансформаторы, бесконтактные сельсины). Передаточное отношение редукторо выбирается в зависимости от типа датчика угла поворота (цифровой или аналоговый) и от желаемой точности измерения перемещения колонны. Операциям спуска и подъема бурильной колонны 6 предшествует операция натяжения талевого каната перед раскрытием трубодержателя или операция приподъема колонны перед снятием подкладной вилки. И в том, и в другом случае в начале подъема и спуска происходит натяжение каната до усилия, равного уснпию на крюке 7 талевого блока. При этом неподвгшный ролик 1 поворачивается на угол, пропорциональный удлинению мертвото конца 5, т.е 12 неподвил.ной части , , талевого каната, и датчик 3 поворачивается на угол ср . Вращающийся ролик 2. поворачивается на угол, пропорциональный удлинению отрезка каната 8 от точки закрепления мертвого конца 5 до этого ролика, и датчик 4 поворачивается на угол Cf2 . Для того, чтобы скомпенсировать ошибку от удлинения каната из вели чины выходного сигнала датчика 4 угла поворота на вращающемся ролике .вычитают величину выходного сигнала датчика 3 угла поворота на неподвижном ролике, но в том же масштабе, т.е. величина U, выходного сигнала датчика 4 равна величине выходного сигнала датчика 3, умноженной на коэффициент масштабирования К : U, K-U2 -или . .U 7Г л Коэффициент масштабирования k. может принижать два значения в за- . висимости от режима работы (спуск или подъем бурильной колонны). Перед спуском талевый блок находится в крайней верхней точке и отрезок каната 62 имеет минимальное значение, а, следовательно, и коэффици. Перед подъемом талевый блок находится в крайнем нижнем положении и отрезок каната Bg имеет максимальное значение и маис- Поэтому сигнал с выхода датчика 4 подают на два усилителя (на чертеже не показаны) с коэффициентами Кдд и t макс а затем в зависимости от режима работы выходной сигнал одного из усилителей подают на вход суммирующего (вычитающего) устройства, на другой вход которого поступает выходной сигнал датчика 4, или выходной сигнал датчика 4 подают на делители с коэффициентами деления k „ и затем выходной сигнал одного из делителей (в зависимости от режима спуска или подъема) подают на вход суммирующего устройства, на другой вход которого поступает выходной сигнал датчика 3. При спуске или подъеме бурильной колонны выходной сигнал суммирующего устройства- пропорционален ее перемещению и ошибки от удлинения талевого каната не содержит. Таким образом, при осуществлени предлагаемого способа сигнал на 1999124 выходе суммирующего устройства при спуске или подъеме бурильной колонны пропорционален ее перемещения и не содержит ошибки от удлинения талевого каната при его натяжении.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ ПРИ СПУСКОПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЯХ С ЛЕБЕДКОЙ, основанный на измерении длины талевого каната от неподвижного ролика до вращающегося ролика, прижатого к сбегающей ветви талевого каната, с последующим вычитанием из этой длины изменения длины под действием усилия на крюке талевого каната от точки закрепления до вращающегося ролика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерения изменения длины талевого каната, определяют длину талевого каната от точки закрепления до вращающегося и длину мертвого конца талевого каната от точки закрепления до неподвижного ролика, а по отношению длины талевого каната от точки закрепления до вращающегося ролика к длине мертвого конца определяют коэффициент масштабирования, при этом измеряют изменение длины мертвого конца талевого каната от точки закрепления до неподвидного ролика под действием усилия на крюке и по произведению коэффициента масштабирования и величины изменения длины мертвого конца талевого каната судят о перемещении бурильной колонны.