Автоматическое устройство для подачи порошкообразных материалов в скважину Советский патент 1987 года по МПК E21B44/00 E21B21/08 

1286747

дачи утяжелителя. На второй вход на ИЭ 14 поступает сигнал с датчика элемента 13 поступает через АЦП 19 15 скорости через АЦП 16 и компара- сигнал с датчика 18 веса порошкооб- тор 17, В зависимости от знака изме- разного материалаЛЛри резком изме- нения скорости ИЭ 14 обеспечивает нении скорости уровня БР нужную производительность. 1 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а более конкретно к автоматизации циркуляционного оборудования предназначенного для приготовления, подач бурового раствора в циркуляционную систему скважины.

Целью изобретения является повышение точности дозировки порошкообразного материала при изготовлении бурового раствора.

На чертеже изображена схема, автоматического устройства подачи порошкообразных материалов в скважину.

I

Устройство содержит датчик объема

бурового раствора 1, установленный на выходе блока приготовления бурового раствора (не показан) - на входе в скважину, датчик объема бурового раствора 2, установленный на выходе из скважины. Выходы указанных датчиков через соответствующие аналого-цифровые преобразователи 3 и 4 подключены к первому и второму входам сумматора 5, выход которого соединен с первым входом ключа 6, выход ключа 6 соединен с первым входом умножителя 7« Выход регулируемого задатчика времени 8 соединен с вторым входом ключа 6. Выход датчика плотности бурового раствора 9 через аналого-цифровой преобразователь 10, второй сумматор 11, масштабирующий блок 12 соединен с вторым входом умножителя 7, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения 13, выход элемента сравнения 13 соединен с первым входом исполнительного элемента 14. Выход датчика скорости изменения (понижения или повышения уровня бурового раствора 15 через аналого-цифровой преобразователь 16 и компаратор 17 подключен к второму входу исполнительного элемента 14. Датчик веса порошкообраз

ных материалов 18 через аналого-цифровой преобразователь 19 соединен с вторым входом элемента сравнения 13.

Устройство работает следующим образом.

Информация с датчиков объема бурового раствора 1 при закачке бурового раствора в циркуляционную систему и с датчика 2, установленного на выходе из скважины, через АЦП 3 и 4 поступает в сумматор 5. В сумматоре эти две величины объема складьшаются и оттуда сигнал поступает на вход ключа 6.

: С.регулируемого эадатчика времени 8 сигнал об истечении времени цикла циркуляции бурового раствора поступает на управляющий вход ключа 6. В состав регулируемого задатчика времени 8, подсчитьшающего время цикла циркуляции бурового раствора в скважине, входят датчики измерения глубины скважины Hg и производительности насосов QH, а также задатчик внутреннего диаметра труб (d) площади сечения в затрубном кольцевом пространстве (F( ).

Время цикла циркуляции подсчитывается по формуле

где tJ5

Б. 5

СКВ

t скб 5

время, движения раствора в бурильных трубах от устья до забоя скважины; время движения раствора от забоя до устья скважины Н , Ю -.Н.-F,

Ъr

(2)

. По истечении времени цикла,, которое определяется в задатчике времени 8, последний посылает сигнал на ключ 6. После этого ключ 6 переда- 45 ет информацию о количестве бурового

раствора с сумматора 5 в умножитель 7.

Регистрируемое значение плотности -rg .-. бурового раствора датчиком 9 через АЦП О подается на вход сумматора, .где вычисляется величина рассогласования ду между заданньм в сумматоре 11, удельным весом бурового раствора, определяемого технологией бурения и текущим значе нием плотности

-

ь - ,- Утех

Полученное значение разности йу поступает в масштабирующий блок 12, в котором происходит определение количества утяжелителя g, которое следует добавить в 1 м бурового раствора, чтобы повысить его плотность на величину разности й , полученную во втором сумматоре 11

f

Уг

ifyr .Узад

Ь

где у у

а- плотность утяжелителя рита).

Величины jf „У и ) задаются в масштабирующем блоке перед началом бурения посредством цифровых задатчи- ков. .

С масштабирующего блока 12 сигнал поступает на з ножитель 7, где определяется количество утяжелителя, необходимого для утяжеления всего объема бурового раствора в циркуляционной системе

G. V-g. (4)

умножителя 7 сигнал поступает через элемент сравнения 13 на испол40 во снабжено вторыми датчиком объема бурового раствора и сумматором, датчиком плотности бурового раствора, датчиком скорости изменения уровня бурового раствора, датчиком веса понительный элемент 14, который управ- рошкообразных материалов, регулируеляет процессом подачи утяжелителя из бункера. При этом с датчика веса порошкообразных материалов 18 сигнал через АЦП 19 также поступает на элемент сравнения 13. При равенстве этих двух сигналов исполнительный элемент отключается, в результате чего подача барита прекращается.

При начавшемся интенсивном нефте- газопроявлении с большим аномально- пластовым давлением флюид из пласта поступает в скважину со значительным напором и тем самым увеличивает скорость восходящего потока, в результа- вьгход регулируемого задатчика време

5

JO

)5

20

25

те чего резко меняется скорость по- вьшгения уровня бурового раствора в приемных емкостях. В этот момент (эта ситуация называется предаварий- ной, так как грозит выбросом бурового раствора из скважины сигнап с датчика скорости изменения уровня бурового раствора 15 через АЦП 16 подается на компаратор 17, В К9мпараторе происходит сравнение заданной скорости изменения уровня бурового раст- вора в приемных емкостях и текущей, измеренной датчиком 15.

Величина расхождения сигналов, определяемая компаратором I7, поступает на второй вход исполнительного элемента 14, который и обеспечивает нужную производительность. Схема привода исполнительного элемента 14 выполнена такип образом, что чем больше пйступает сигнал на него, тем с большей производительностью он работает. По мере уменьшения сигнала скорость вращения приводного двигателя уменьшается до нуля и следовательно падает производительность.

Формула изобретения

30

Автоматическое устройство для подачи порошкообразных материалов в скважину, содержащее датчик объема бурового раствора, сумматор, ключ,

умножитель и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности дозировки порошкообразного материала при изготовлении бурового раствора, устройство снабжено вторыми датчиком объема бурового раствора и сумматором, датчиком плотности бурового раствора, датчиком скорости изменения уровня бурового раствора, датчиком веса порошкообразных материалов, регулируемым задатчиком времени, компаратором, масштабирующим блоком, элементом сравнения и пятью аналого-цифровыми преобразователями, причем выход первого датчика объема бурового раствора через первый аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом первого сумматора, выход второго датчика объема бурового раствора через второй аналого-цифровой преобразователь соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу ключа.

512867476

ни соединен с вторым входом ключа,материала через четвертый аналого- выход которого подключен к первомуцифровой преббразователь соединен с входу умножителя, выход датчика плот-вторым входом элемента сравнения, ности бзфового раствора через после-выход которого соединен с первым довательнб соединенные третий анало- 5входом исполнительного элемента, а го-цифровой преобразователь, второйвыход датчика скорости изменения сумматор и масштабирующий блок сое- гровня бурового раствора последова- динен с вторым входом умножителя,тельно через пятый аналого-цифровой выход которого соединен с первым вхо-преобразователь и компаратор под- дом элемента сравнения, причем вы- 10ключен к второму входу исполнитель- ход датчика веса порошкообразногоного элемента.

Изобретение относится к буровой технике и позволяет с высокой точностью дозировать порошкообраз- ньш материал при изготовлении бурового раствора (ВР). Для этого на входе и выходе из скважины установлены датчики 1 и 2 объема БР. Сигна- ,лы с них через аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 3, 4.поступа- .ют в суммат ор 5, а. с него на вход .ключа 6. На управляющий вход ключа 6 постзшает сигнал с задатчика 8 , .- времени цикла циркуляции БР в скважине. По истечении этого времени сигнал с сумматора 5 о количестве БР поступит в з ножитель 7. На второй его вход поступает сигнал с датчика 9 плотности БР через последовательно соединенные АЦП 10, тор 11 и масштабирующий блок 12. С умножителя 7 сигнал, пропорциональный количеству необходимого утяжелителя, через элемент 13 сравнения поступает на исполнительный элемент (ИЭ) 14. Он з равляет процессом пос S (Л N) 00 « ч