Тренажер буровика Советский патент 1986 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к тренажерам для обучения пользованием рабочим инструментом и может быть использовано для обучения навыкам управления буровой установки при :, проведении спуско-подъемных операций ,

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей тренаж вра с повьшением качества обучения буровиков.

На фиг,I представлена структура тренажера; на фиг. 2 - 4 структура блоков.

Тренажер содержит блок 1 нелинейных злементов, пульт 2 оператора, блок 3 моделирования приводов, делитель 4 напряжения, имитатор 5 колебательных движений, блок 6 отображения учебной информации, блок 7 сравнения, блок 8 задания эталонов, сумматор 9, блок 10 элементов ИЛИ, блок 11 дифференцирования, блок 12 определения нагрузки на крюке, блок 13 моделирования скважины, блок 14 имитации бурильной колонны. , ПУЛЬТ 2 содержит датчик 15 крана барабана,-соединенный с краном 16 барабана, датчик 7 перекидной руч-. ки, соединенный с перекидной ручкой 18, маховик 19 контроллера, датчик 20 рукоятки ручного тормоза, соединенный с рукояткой 21 ручного тормоза и узел 22 моделирования пневмо- системы тормоза, соединенный посредством датчика 23 пневматической ручки с пневматической ручкой 24.

В качестве крана 16 барабана, перекидной ручки 18, маховика 19 контроллера,рукоятки 21 ручного тормоза, пневматической ручки 24 принимаются соответствз нцие органы pe-i ального пульта управления буровой установкой.

Блок 8 формирует два сигнала, один из которых соответствует положению ротора - ограничению хода бурильной колонны снизу, а другой - положению противозатаскиватепя - Ограничению хода бурильной колонны сверху.

Блок 8 может быть реализован с помощью двух одноконтактных потен- циометрических датчиков.

Блок 3 содержит узел 25 моделирования электродвигателя, узел 26 моделирования редуктора, узел 27 мр2J3495J

делирования муфты и узел 28 моделирования барабана.

Делитель 4 по сигналу, пропорциональному углу поворота барабана, 5 формирует на выходе сигнал, пропорциональный переметению тдлевого блока.

В качестве делителя 4 может быть принят решающий усилитель. 10 Имитатор 5 по сигналу, поступающему на его вход с делителя 4, формирует сигнал, пропорциональный высоте подъема талевого блока.

Блок 14 по сигналу, поступающему 15 с выхода имитатора 5, и сигналу, поступающему с выхода пульса 2, формирует на выходе сигнал, пропорциональный длине бурильной колонны. Блок 14 может быть реализован с по- 20 мощью устройства, структурная схема , которого приведена на фиг. 2. Блок 14 состоит из ключа 29, элемента 30 . памяти, ключа 31 и инвертора 32.

Инвертор 32 меняет на противопо- 25 ложный знак сигнал, поступающий с

выхода имитатора 5, пропорционально высоте подъема талевого блока.

Ключ 29 по сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и ссгответствую- 30 щему подъему бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте

подъема талевого блока, формирует . на выходе сигнал, пропорциональный

35 уменьшению длины бурильной колонны. ТСлюч, 31 по сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и соответствующему спуску бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода вертора 32, формирует на выходе сигнал, пропорциональный увеличению длины бурильной колоннны. Элемент 30 по сигналу, поступающему с выхода 29 и пропорциональному уменьшению

45 длины бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода ключа 31 и пропорциональному увеличению длины бурильной колонны, формирует сигнал, пропорциональный длине бурильной

50 колонны с учетом начальной длины бурильной колонны, заданной инструктором установкой начальных условий элемента 30.

Блок 11 по сигналу, поступающему

55 с выхода имитатора 5 и пропорцио-. нальному высоте подъема талевого блока, формирует на выходе сигнал, пропорциональный действительному

значению скорости перемещения бурильной колонны. Блок 11 дифференцирования может быть реализован с помощью дифференцирующего усилителя постоянного тока.

Блок 1 по сигналу, поступающему с выхода блока 14 и пропорциональному длине бурильной колонны, формирует на одном выходе сигнал, пропорциональный заданному значению . скорости на данном участке скважины,, а на другом выходе - сигнал, пропорциональный весу бурильной колонны, Блок 1 может быть представлен функциональными преобразователями 33 и 34.

Функциональные преобразователи 33 и 34 по сигналам, поступающим на их входы с выхода блока 14 и пропорциональным длине бурильной колонны, формирует на своих выходах сигнал, пропорциональный весу бурильной кот- лонны, и сигнал, пропорциональный заданному значению скорости перемещения бурильной колонны на данном участке скважины соответственно.

Функциональные преобразователи 33 и 34 реализуются на базе нелинейного функционального преобразователя.

Блок 7 содержит элементы 35 и 36 сравнения.

Элемент 36 сравнивает сигнал, поступающий на один вход с функционального преобразователя 34 и пропорциональный заданному значению скорости перемещения бурильной коло ны на данном участке скважины, с сигналом, поступающим с выхода блока П и пропорциональным действи тельному значению скорости переме- щения бурильной колонны. При отклонении действительного значения скорости перемещения бурильной колонны от заданного значения скорости ее перемещения элемент 36 формирует на выходе сигнал, соответствующий отклонению действительного значения скоро сти перемещения бурильной колонны от заданного значения

Элементы 35 и 36 могут быть реали зрваны с Помощью схем, отрабатывакицй характеристику с тремя устойчивыми состояниями.

Блок 6 служит для информации обучающегося и инструктора по сигналу, поступающему с выхода блока 14 и пропорциональному длине бурильной колонны, - о длине бурильной колон

ны, по сигналам, поступающим с вывода блока 8 и,-соответствующим положениям ротора противозатаскиватег ля, - о положении ограничителей хода бурильной колонны снизу и сверху; по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте подъема талевого блока, - о текущем положении талевого блока и дей- ствительном значении скорости перемещения бурильной колонны; по сигналу, поступающему с выхода блока 7 и соответствующему отклонению действительного значения скорости перемещения бурильной колонны ее заданного значения,- о произощедшей ошибке (нарушении скоростного режима про-. ведения спускоподъемной операции), по сигналу, поступающему с выхода блока 7 и соответствующему совпадению положения талевого блока с положениями ограничителей его хода, - о произошедшей ошибке (неточном останове бурильной колонны.

Блок 13 по сигналу, поступающему с выхода блока 1 и пропорциональному весу бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода блока 14 и пропорциональному длине бурильной колонны, формирует .на выходе сигнал, пропорциональный силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине.

Блок 13 (фиг,3) состоит из пороговых элементов 37 - 39, ключей 40- 42, нелинейных элементов 43. - 45 и сумматора 46,

Количество элементов 37 - 39 и 43 - 45 и ключей 40 - 42.определяется разновидностью профиля .скважины. В рассматриваемом примере принят профиль скважины, состоящий из вертикального участка, участка набора максимально необходимого угла наклона скважины и участка естественного снижения угла наклоиа скважины. Так как принятый профиль состоит из трех участков, то количество элементов 37 - 39 и 43 - 45 и ключей 40 - 42 равно соответственно трем.

Элементы 37 - 39 по сигналу, поступающему на их входы с выхода элемента 30, входящего в состав блока. 14, формируют на выходах сигналы при нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины, участке набора максимально необходимого угли наклона скважины и участке естественного снижения угла наклоиа сква

жины соответственно с учетом протяженности каждого участка скважины, задаваемых инструктором установ1 ой порогов срабатьшаний - начальных условий элементов 37-39,

Пороговые элементы 37-39 реализуются с помощью схемы, отрабатыва- клцей характеристику с тремя устойчивыми состояниями,%

Элементы 43 - 45 по сигналу, поступающему на их входы с выхода элемента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формируют на свои выходах сигналы, пропорциональные силам, воздействующим на бурильную колонну на вертикальном участке скважины, участке набора максимально необходимого угла наклона скважины и участке естественного снижения угла наклона скважины соответственно с учетом для каждого участка коэффициента трения металла о породу, радиуса искривления скважины, углов наклона скважины в начале и конце участка, задаваемых инструктором установкой начальных условий элементов 43-45,

Элементы 43 - 45 реализуются с по мощью нелинейного функционального преобразователя.

Ключи 40 - 42 по сигналам, поступающим на их одни входы с выходов элементов 47 - 49 соответственно При нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины, участ ke набора максимально необходимого угла наклона скважины и участке естественного снижения-угла наклона скважины, и сигналам, постзшакщим на их другие входы с выходов элементов 43 - 45 соответственно и пропорциональным силам, воздействукшщм на бурильную колонну на указанных участках скважины, . формирз™)т на своих выходах сигналы, пропорциональные силам, воздействующим на бурилЬну колонну при нахождении бурильной колонны на данных участках скважины.

Сумматор 46 по сигналам, поступающим на соответствующие входы с выходов ключей 40.- 42, формирует на вьйсоде сигнал, пропорциональный силе воздействующей на бурильную колонну в скважине.

Сумматор 46 может быть реализован на базе суммирующего операционного усилителя постоянного тока.

20

25

,

35

2134956. .

Блок 12 по сигналу, поступающему ( на один вход с выхода блока 1 и пропорциональному весу бурильной колон- шл, сигналу, постзгпающему на другой 5 вход с выхода пульта 2 и соответствующему направлению перемещения буриль ной колонны,и сигналу,поступающему на третий вход с выхода блока 13, формирует на выходе сигнал, пропорци- 10 ональный величине нагрузки на крюке талевого блока.

Блок 12 может быть реализован с помощью схемы,которая приведена на фиг,4,

15 Один вход ключа 47 соединен с выходом маховика 1-9, другой вход - с выходом инвертора 48, а выход - с одним входом сумматора 49, другой вход которого соединен с выходом сумматора 46, а третий вход - с выходом ключа 50, один вход которого соединен с выходом маховика 19, а другой вход - с входом инвертора 48 и с вьйсодом элемента 33.

Инвертор 48 изменяет на противоположный знак сигнала, поступающего с выхода элемента 33 и пропорцио- нй1пьного весу бурильной колонны.

Инвертор 48 может быть реализован с помощью операционного усилителя постоянного тока.

Ключ 47 по сигналу, поступающему на один вход с выхода маховика 19 и соответствующему спуску бурильной колонны, и по сигналу с измененным на противоположный знак,-, поступающему на другой вход с инвертора 48 , и пропорциональному весу бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный составляющей силы тяжести, воздействующей на крюк талевого блока при спуске бурильной колонны.

Ключ 50 по сигналу, поступакидему на один вход с выхода маховика 19 и соответствующему подъему бурильной колонны, и по сигналу, цоступаю- щему на другой вход с выхода элемента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный составляющей силы тяжести, воздействующей на крюк талевого блока при подъеме бурильной колонны,

55 Сумматор ,49 по сигналу, поступающему на один вход с выхода ключа 47 и пропорциональному составляющей силы тяжести, воздействующей на крюк

30

40

45

50

талевого блока при спуске бурильной колонны, сигналу, поступающему на - другой вход с сумматора 46 и пропорциональному силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине, и сигналу, поступающему на третий вход с выхода ключа 50 и пропорциональному составляющей силы тяжести, воздействующей на крюк талевого блока при подъеме бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный величине нагрузки на крюке талевого блока. Сумматор 49 реализуется на базе суммирующего операционного уси- лителя постоянного тока,

Блок 10.no сигналу, постзшающему на один вход с рукоятки 21 и пропорциональному тормозному усилию, задаваемому обучающимся с помощью руч- ного тормоза, и по сигналу, поступающему на другой вход с пневматической ручки 24 и пропорциональному тормозному усилию, передаваемому обучающимся с помощью пне вмо сие темы, фор- мирует на выходе сигнал, пропорциональный тормозному усилию.

Сумматор 9 по сигналу, поступающему с выхода блока 12 и пропорциональному величине Сгрузки на крюке

.талевого блока и сигналу,поступающему с блока ГО и пропорциональному тормозиому усилию,формирует на выходе

сигнал, пропорциональный усилию сопротивления перемещению бурильной колонны.

Тренаясер работает еледукяцим образом, ; , . . . .. .

Перед в ключением трена:жера кран 16, ручку 18, маховик 19, рукоятку 21 ручку 24, входящие в состав пульта 2, устанавливают в исходное положение, характеризующее исходное состояние тренажера. Кроме того, инструктор производственного установкой начальных условий элемен- та 30 задает начальную длину бурильной колонны, элемента 34 - тахограмм перемещения бурильной колонны в скважине, а элементов 37, 38, 39 и 43, 44, 45, входягоих в состав блока 13, - параметры каждого участке сква жины Гпротяженность, коэффициенты трения металла о породу, радиусы искривления скважины, углы наклона скважины в начале и конце y4acTkajf, При исходном состоянии тренажера ;- напряжения на выходах датчиков 15

17, 23 равны нулю, а на выходе датчика 20 напряжение максимально,

В соответствии с этим напряжение на выходе блока 10 максимально на выходе узла 25, входящего в состав блока 3 и, следовательно, на выходе блока 3 и выходе имитатора 5 напряжения равны нулю, а на выходе блока 14 величина напряжения соответстг вует заданной длине бурильной колонны.

При включенном тренажере блок 6; информирует обучающегося по сигналу, поступающему с выхода блока 14 и пропорциональному длине бурильной колонны, - о заданной длине бурильной колонны; по сигналам, поступающим .с выхода блока 8 и соответствующим положениям ротора и противозатаски- вателя, - о положении ограничителей хода бурильной колонны снизу и свер- xyj по сигналу, постзпггаюшему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте подъема талевого блока, - о нижнем исходном положении талевого блока,

Элемент по сигналу, поступакнцему с выхода элемента 30 и пропорциональному заданной длине колонне бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный .весу бурильной колонны.

Блок 13 по сигналу, поступающему с ыхода блока 1 и пропорциональном весу бурильной колонны,и сигналу, поступающему с выхода блока 14 и про порциональному заданной длине буриль ной кoл pннъr формирует на вьпсоде сиг- ;нал,пропорциональный силе,-воздейст- вуюшей на бурильную колонну в сква-: ,жнне. ,

Так как в рассмотренном примере бурильная колонна находится в двух верхних участках скважины - вертикальном участке н участке набора максимально необходимого угла наклона, скважины, то формироваине сигнала, пропорционального силе, воздействующей на бурильнзто колонну в скважине, происходит следующим образом.

Пороговые элементы 37 я 38 по сигналу, поступающему с выхода элемента 30, формируют на выходах сигналы при нахождении бурильной колонны в нертикальном участке скважины и

стке набора максимально необходимого для наклона скважины соответртвен но с учетом протяженности каяадого участка скважины, заданных инструктором установкой порогов срабатываний - начальных условий пороговых элементов 37 и 38,

Элементы 43 и 44 по сигналу, поступающему с выхода элемента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формируют на своих выходах сигналы, пропорциональные силам, воздействующим на бурильную колонну на вертикальном участке скважины и участке набора максимально необходимого угла наклона .скважины соответственно с учетом для каждого учаг стка коэффициента трения металла о породу, радиуса иск1)ивления скважины, углов наклона скважины в начале и конце .участка, заданных инструктог ром установкой начальных условий элементов 43 и 44,

Ключи 40 ,и 41.no сигналам, посту- с выходов пороговых элементов 37 и 38 соответственно при нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины и участке набора максимально необходимого угла наклона скважины соответственно, и по сигналам, поступающим с выходов элементов 43 и 44 соответственно, пропорциональным силам, воздействующим на бурильную колонну на вертикальном участке скважины и участке набора максимально необходимого угла наклона скважины соответственно формируют на своих выходах сигналы, пропорциональные силам, воздействующим на бурильную колонну при нахождении бурильной колонны в вертикальном участве скважииы.и участке набора максимально необходимого угла наклона скважины соответственно.

Сумматор 46 по сигналам, поступающим с выходов ключей 40 и 41 и пропорциональным силам, воздействующим на бурильную колонну при нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины и участке набора максимально необходимого угла наклона скважины соотве:тственно, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине.

Для отработки навьпсов подъема бурильной колонны обучающийся ус0

5

0

5

Q

5

0

5

5

танавливает в соответствующее положение ручку 18 и включает кран 16, передвигая рукоятку с положения Выключено на Тихий до упора. При воздействии обучающего на кран 16 сигнал на выходе датчика 15 изменяется пропорционально перемешению крана 16, Поэтому, при установке крана 16 в крайнее до упора положение сигнал на выходе датчика 15 принимает свое наибольшее значение и, поступая на вход узла 27, входя- щего в состав блока 3, имитирует полное включение муфты.

Далее обучающийся плавно вращает маховик 19, имитируя включение электродвигателя буровой установки,

Блок 12 по сигналу, поступающему с выхода блока 1 и пропорциональному весу бурильной колонны, сигналу, поступающему с выхода пульта 2 и соответствующему подъему бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода блока 13 и пропорциональному силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине, формирует на выходе сигнал, пропорциональный величине нагрузки на крюке талевого блока,

При этом ключ 50 по сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и соответствующему подъему бурильной , колонны, и по сигналу, поступающему с выхода элемента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный составляющей силы тяжести, воздействующей на крюк талевого блока при подъеме бурильной колонны.

Сумматор 49 по сигналу, поступающему с сумматора 46, входящего в состав блока 13 и пропорциональному силе, воздейств5тощей на бурильную 1 олонну в скважине, и сигналу, поступающему с выхода ключа 50 и пропорциональному составляющей силы тяжести, .воздействующей на крюк талевого блока при подъеме бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный величине нагрузки на крюке талевого блока.

При воздействии обучающегося на маховик 19 узел 25 по сигналу, поступающему с маховика 19 и пропорциональному задаваемой обучаю1С1Имся скорости вращения электродвигателя, и сигналу, поступающему с выхода сумматора 49 и пропорциональному величине нагрузке на крюке, формирует на выходе сигнал, пропорциональный ско:- рости вращения вала электродвигател

При воздействии обучающегося на ручку 18 узел 26 по сигналу, поступающему с датчика 17 и пропорциональному положению перекидной ручки 18, и сигналу, поступающему с выхода .узла 25 и пропорциональному скорости вращения вала электродвигателя, формирует сигнал, пропорциональный скорости вращения выходного вала редуктора.

Для оттормаживания барабана обу- чающийся поднимает ру коятку 21 или ручку 24,

Блок 10 по сигналу, поступающему с рукоятки 21 и пропорциональному тормозному усилию задаваемому обуча- ювдамся с помощью ручного тормоза, и по сигналу, поступающему с пневматической ручки 24 и пропорциональному тормозному усилию, задаваемому обучающимся с помощью пневмосистемы, формирует на выходе сигнал, пропорциональный тормозному усилию.

Сумматор 9 по сигналу, поступающему с выхода блока 12 и пропорциональному величине нагрузке на крюке талевого блока, и сигналу, поступающему с блока IО и пропорциональному тормозному усилию, формирует сигнал, пропорциональный усилию сопротивления перемещению бурильной колонны. Следовательно, при оттор- маясиваиия барабана или с помоптью рукятки 21, или с помощью ручки 24 сигнал сумматора 9, пропорциональный усилию сопротивления перемешению бурильной колонны, уменьшается.и, воздействуя на узел 28, увеличивает выходной сигнал блока 3, что.соответствует разгону барабана.по мере оттормаживания.

Делитель 4 по сигналу, поступающему с выхода блока 3 и пропорциональному углу поворота барабана, формирует на выходе сигнал, пропер- циональньтй перемещению талевого блока.

Имитатор 5 по сигналу, поступающему с делителя 4 и пропорциональному перемещению талев.ого блока, и сигналу, поступающему с выхода блока 12 и пропорциональному величине иаг- рузке на крюке талевого блока, фор0

5

0

5

0

5

5

5

мирует сигнал, пропорциональный высоте подъема талевого блока,

. Блок 6 по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 колебатель ньпс движений, пропорциональному высоте подъема талевого блока, информирует обучающегося о действительном значении скорости подъема бурильной колонны.

По мере подъема бурильной колонны блок 14 по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте подъема талевого блока, и сигналу, поступающему с выхода маховика 19 и соответствующему подъему бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный длине бурильной колоннеt

При этом ключ 29 по сигналу, поступающему с выхода маховика 9 и соответствующему подъему бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода имитатора 5 и пропорциональному высоте подъема талевого блока, формирует на выходе сигнал, пропорциональный уменьшению длины бурильной колонны,

Элемент 30 по сигналу, поступающему с выхода ключа 29 и пропорциональному уменьщению длины бурильной колонны, формирует сигнал, пропорциональный длине бурильной колонны, с учетом начальной длины, заданной инструктором установкой начальных условий элемента 30,

Блок 6 по сигналу, поступающему с выхода 14 и пропорциональному дли не бурильной колонны, информирует обучающегося о изменении длины, бурильной колонны по мере выполнения операции подъема.

Одновременно с этим элемент 34 по сигналу, поступающему с выхода элемента 30 и пропорциональному длине бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный заданному значению скорости перемещения бурильной колонны на данном участке скважинь.

Одновременно с этим блок 11-по сигналу, поступающему с выхода имитатора 5, пропорциональному высоте . подъема талевого блока, формирует на выходе сигнал, пропорционал.ьный дей- ствительному значению скорости перемещения бурильной колонны.

25

Элемент 36 сравнивает сигнал, пос- тупаюший с элемента 34 и пропорциональный заданному значению скорости перемешения бурильной колонны при § данной длине бурильной колонны, с сигналом, поступающим с выхода блока 1 1 и пропорциональным действительному значению скорости перемещения бурильной колонны. При отклоне- Ю НИИ действительного значения скорости перемещения бурильной колонны от заданного значения скорости ее перемещения элемент 36 формирует на выходе сигнал, соответствующий отклонению 15 действительного значения скорости перемещения бурильной колонны от заданного значения.

Блок 6 по сигналу, поступающему с : элемента 36 и соответствующему откло- 10 нению действительного значения скорости перемещения бурильной колонны от заданного значения, вьщает обучающемуся и инструктору информацию о произошедщей ощибке - нарутениа скоростного .режима проведения спуско- подъемной операции.

Таким образом, имея информацию о текущей длине бурильной колонны и действительной скорости подъема бурильной колонны, обучающийся имеет возможность точно соизмерить свои управляющие воздействия на органы управления подъемом бурильной колон - ны с условиями перемещения буриль- 35 -ной колонны в скважине.

По мере подъема бурильная колонна выходит из участка набора максимально необходимого угла наклона скважины,40

Тогда пороговый элемент 37 по сигналу, поступающему с выхода элемента 30 и пропорциональному длине бурильной колонны, формирует на

выходе сигнал при нахождении бу- рильной колонны в вертикальном участке скважины.

Элемент 43 по сигналу, поступающему с выхода элемента 33 и пропорциональному весу бурильной колонны, О формирует на выходе сигнал, пропорциональный силам, воздействующим на бурильную колонну на вертикальном участке скважины

Ключ 40 по сигналу, поступающему, 55 с выхода порогового элемента 37 при | нахождении бурильной колонны в вер- , тикальном участке скважины, и сиг30

5

§ Ю 15

: 10 5

0

О

5

0

налу, поступающему с выхода элемента 43 и пропорциональному силам, воздейс.твуюшйм на бурильную колонну на вертикальном участке скважины, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силам, воздействующим на бурильнзпо колонну при нахождении бу-. рильной колонны в вертикальном участке скважины,,

Сумматор 46 по сигналу, поступающему с выхода ключа 40 и пропорциональному силам, воздействующим на бурильн ж) колонну при нахождении бурильной колонны в вертикальном участке скважины, формирует на выходе сигнал, пропорциональный силе, воздействующей на бурильную колонну в скважине,

В связи с изменивщимйся условиями перемещения бурильной колонны в скважине обучающийся должен скорректировать свои управляющие воздействия на органы з правления буровой установкой,

Если действие обучающегося при отработке навыков подъема буровой ко- лвнны ошибочны и характеризуются пе-- реподъемом бурильной колонны, то в момент переподъема в элементе 35 наступит равенство сигнала, снимаемого с выхода имитатора 5 и пропорционального высоте подъема талевого блока, с сигналоМ} снимаемым с выхода блока 8 и пропорциональным положению противозатаскивателя, В этот момент элемент 35 вырабатывает на своем выходе сигнал, поступающий в блок 6, который выдает обучающемуся информацию о произошедшей ошибке - переподъеме буровой колонны, Такт образом, имея информацию о текущем положении талевого блока, обучающийся имеет возможность точно соизмерить . свои управляющие воздействия на органы управления подъемом буровой колонны, ,

Для прекращения подъема бурильной колонны.обучающийся воздействует на маховик 19, имитируя выключение ; электродвигателя буровой установки, и на рукоятку 21 или ручку 24,

При отработке навыкой спуска бу-t рильной КОЛОННЫ инвертор 32 меняет на противоположный знак сигнала, поступающего с выхода имитатора 5 и пропорционального высоте подъема тале19ого блока.

Ключ 31 по сигналу, поступаюшему с выхода маховика 19 и соответству- ющему спуску бурильной колонны, и сигналу, поступающему с выхода ин- вертора 32, формирует на выходе сигнал, пропорциональный увеличению длины бурильной колонны.

Элемент 30 по,сигналу, поступающему с выхода ключа 31 и пропорциональ ному увеличению длины бурильной колонны, формирует на выходе сигнал, пропорциональный длине бурильной колонны.

Одновременно с этим, инвертор из- меняет на противоположный знак сигнала, поступающего на вход с выхода элемента 33 и пропорционального весу бурильной колонны,

Дальнейшая работа тренажера ана- логична работе тренажера при отработке навыков подъема бурильной колонны

Использование предлагаемого тренажера по сравнению с известными позволяет обучающимся приобрести сложны навыки проведения спуско-подъемных операций с учетом изменяющихся условий прохождения бурильной колонны скважины, . .

Экономический эффект от испрльзо- вания предлагаемого изобретения мо- же.т быть получен за счет ускорения процесса обучения и снижения затрат на обучение рабочих,.

, ..

Формула изобретения

1, Тренажер буровика, содержащий пульт оператора, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с Первым, вторым и третьим входами блока моделирования привода, выход которо го через делитель напряжения подключен к первому входу имитатора колебательных движе- НИИ, выход которого соединен с первыми входами блока отображения учебной информации и блока сравнения, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму и третьему входам блока отображения учебной информации , а второй вход - к выходу блока задания эталонов, соединенному с четвертым входом блока отображения учебной информации, блок нелинейных элементов, блок зле- ментЬв ИЛИ, первый и второй выходы

которого соединены соответственно

- л

с четвертым и пятым выходами пульта оператора, а выход - с первым входом сумматора, выход которого подключен к четвертому входу блока моделирования привода, отличающий- с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера , в него введены последовательно включенные блок имитации бурильной колонны,, блок моделирования скважины и блок определения нагрузки на крюке, выход которого соединен с пятым и шестым входами блока моделирования привода и вторыми входами имитатора колебательных движений и сумматора, и блок дифференпирования, вход которого подключен к выходу имитатора колебательных движений, а выход - к третьему входу блока сравнения, четвертый вход которого соединен с первым выходом блока нелинейных элементов, вход которого подключен к выходу блока имитации бурильной колонны, соединенному с пятым входом блока отображения учебной информации второй выход блока нелинейных элементов подключен к вторым входам блока моделирования скважины и блока определения нагрузки на крюке, третий вход которого соединен с первым выходом пульта оператора, подключенным к первому входу блока имитации бурильной колонны, второй вход которого соединен с выходом

/;имитатора колебательных движений,

2,Тренажер по п.1, о т л и- чающийся тем, что в нем блок имитации бурильной колонны содержит последовательно соединенные первый ключ и элемент памяти, выход которого является ;.выходом блока, и последовательно включенные инвертор и второй ключ, выход которого соединен с вторым входом элемента памяти, nepBbtft вход первого ключа и второй вход второго ключа являю тся первым входом блока, а вход инвертора и второй ВХОД первого ключа - вторым входом блока, ,

3,Тренажер по п,1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что в нем блок моделирования скважины содержит цепочки из последовательно включенных . пороговых элементов и ключей, выхода) которых соединены с соответствз ющими входами сумматора, выход которого является выходом блока, и нелинейHbte элементь, выходь которых подключены к вторым входам ключей соответствующих цепочек, входы пороговых элементов являются первым входом блока, а входы нелинейных элементов вторым выходом блока,

4, Тренажер по п,1, о т л и ч а- ю ш и и с я тем, что в нем блок определения нагрузки на крюке содержит последовательно включенные инвертор, первый ключ и сумматор, выход которого является выходом блока, и

второй ключ, выход которого соединен ейторым входом сумматора, третий вход которого является первым входом блока, вход инвертора и первый вход второго ключа - вторым входом блока,

а вторые входы первого и второго ключей - третьим входом блока.

Фиг.1

Изобретение относится/к треиаже-г рам операторов буровых установок ,и позволяет расширить дидактические возможности тренажера для повьппения качества обучения буровиков. Обучаемый с помощью органов ручного управления имитирует реальные процессы, происходящие з буровой установке. Моделированием работы привода спуска- подъема бурильной колонны в скважине с учетом всех факторов, сопутствующих нормальной работе буровой уста новки, и сравниванием действия оператора с эталонным при помощи тренажера достигается целенаправленное развитие профессиональных навыков буровиков. Ход учебного процесса , отображается на соответствующих табло. 3 з.п.ф.-лы,4 ил.

Фиъ1

/f Выходу К Вымду

SMW 14-fflOKO f

К Вкодц блока /2

К Sbixo блока /

Редактор Н.Гунько

Составитель А.Карлов .

Техред С.Мигунова Корректор Л.Патай

Заказ 784/59 Тираж 456Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

илиaл ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.З

К выходи пильта

43

сг

:s

ч

|| II

«5

:5