Устройство для определения верхней границы прихвата колонны труб Советский патент 1989 года по МПК E21B47/09 

1

Изобретение относится к промысловой геофизике, а именно к устройствам,, предназначенным для определения верхней границы прихвата колонны труб, и может быть использовано при ликв1вдации аварии в скважинах и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1355699.

Целью изобретения является повышение надежности за счет исключения ложных сигналов локатора муфт.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит скважинный блок i, формирователь 2 сигнала локатора муфт, датчик 3 глубины, блок 4 управления, регистратор 5, счетчик 6. муфт, вычислитель 7, запоминающий блок 8, имитатор 9 сигнала локатора муфт. Имитатор 9 включает в свой состав первый, второй и третий элементы 2И-НЕ 10, 11 и 12, элемент 4И-НЕ 13, элемент 2Ш1И 14, инвертор 15, элемент 16 задержки, реверсивный счетчик 17, дешифратор 18 со строби- рующим входом, первый и второй дешифраторы 19 и 20, RS-триггер 21. Причем скважинный блок 1 соединен с формирователем 2 сигнала локатора муфт. Первый информационный вход вычислителя 7 подключен к датчику 3 глубин, второй выход соединен с регистратором 5, первый выход подключен к информационному входу запоми- накмцего блока 8, выход которого соединен с вторым информационным входо

вычислителя 7, адресный вход подключен к выходу счетчика 6 муфт. Управляющий вход запоминающего блока 8 соединен с вторым управляющим входом вычислителя 7 и первьм выходом блока

4 управления, второй выход которого , подключен к управляющему входу счетчика 6 муфт. Первый и второй информационные входы имитатора 9 сигнала локатора муфт соединены соответственно с выходом датчика 3 глубин и выходом формирователя 2 сигнала локатора муфт, первый управляющий вход подключен к второму выходу блока 4 управ- ления, выход соединен с входом счетчика 6 муфт и первым информационным выходом вычислителя 7.

Первый информационный вход имитатора 9, подключенный к выходу датчи- ка 3 глубин, через второй элемент 2И-НЕ 11 соединен с прямым выходом реверсивного счетчика 17 и через третий элемент 2И-НЕ 12 - с входом об- 5 ратного счета реверсивного счетчика 17.

Второй информационный вход имитатора 9, подключенный к выходу формирователя 2 сигнала локатора муфт, через первый элемент 2И-НЕ 10 и эле- iMeHT 4И-НЕ 13 соединен одновреме ннр., с РЧ.-ВХОДОМ реверсивного счетчика 17, с выходом имитатора 9, с одним из входов элемента 2ИЛИ 14, а также с S-входом RS-триггера 21. Третий 35 информационный вход имитатора 9, подключенный к выходу запоминающего

блока 8, соединен с информационным входом реверсивного счетчика 17, первый управляющий вход соединен с вторым входом элемента 4И-НЕ 13, второй управляющий вход, подключенный к первому выходу блока 4 управления, соединен одновременно с вторым входом элемента 2ИЛИ 14, с вторым входом первого элемента 2И-НЕ 11 и через инвертор 15 с вторым входом второго элемента 2И-НЕ 12, с первым R-входом RS-триггера 21 и со строби- рующим входом дешифратора 18-со строПри подъеме скважинного блока 1 датчик 3 глубины преобразует переме щение скважинного блока в последов тельность импульсов, пропорциональных длине, причем каждому импульсу датчика 3 глубины соответствует пер мещение скважинного блока 1, например на 1 мм, а формирователь 2 сигнала локатора муфт формирует единич ный импульс при прохождении скважин ным блоком 1 первого муфтового соеди

бирующим входом. Вход предварительной 15 нения. При этом импульсная последоустановки реверсивного счетчика 17 через элемент 16 задержки соединен с выходом элемента 2ИЛИ 14. Выход реверсивного счетчика 17 соединен с входами дешифратора 18-20, выходы дешифратора 18 со стробирующим рхо- дом и первого дешифратора 19 соответственно соединены с третьим и четвертым входами элемента 4И-НЕ 13, а

вательность с выхода датчика 3 глуби ны поступает в вычислитель 7 и через первьй информационный вход имитатора 9, первый вход второго элемента 20 2И-НЕ 11 на прямой вход реверсивного счетчика 17, с выхода которого инфор мация одновременно поступает на вход дешифраторов 18-20. При поступлении с формирователя 2 сигнала локатора

вательность с выхода датчика 3 глу ны поступает в вычислитель 7 и чер первьй информационный вход имитато 9, первый вход второго элемента 20 2И-НЕ 11 на прямой вход реверсивно счетчика 17, с выхода которого инф мация одновременно поступает на вх дешифраторов 18-20. При поступлени с формирователя 2 сигнала локатора

выход второго дешифратора 20 соединен 25 муфт на второй информационный вход

с вторым R-входом RS-триггера 21, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента 2И-НЕ:10.

Устройство работает следующим образом.

Производится спуск скважинного блока 1 в интервал предполагаемого прихвата, затем с помощью блока 4 управления устройство переводится в исходное состояние следующим образом. Отрицательный импульс из блока 4 управления через второй его выход, первый управляющий вход имитатора 9 и элемент 4И-НЕ 13 осуществляет обнуление реверсивного счетчика 17, логическая единица .из блока 4 управления через первый его выход, второй управляющий вход имитатора 9 подготавливает к открытию второй элемент 2И-НЕ 11, элемент 2ИЛИ 14 и элемент 12 2И-ЫЕ (через инвертор 15) закрыимитатора 9 иьтульс, проходя через первый вход первого элемента 2И-НЕ 10 и элемент 4И-НЕ 13, обнуляет сче чик 17 и, проходя через выход имита 30 тора 9, переводит счетчик 6 муфт в следующее состояние, тем самым дает команду вычислителю 7 на перенос из меренной величины длины трубы в зап минающий блок 8. После этого начина 25 ется измерение длины очередной труб Этот процесс повторяется до окончания измерения в интервале предполаг емого прихвата. В запоминающем блок 8 в каждом адресе запоминается длин 40 между муфтами в двоичном коде.

Так работает устройство, если йе сбоя в локации муфт при измерении д ны труб при разгруженной колонне, т.е. при первом измерении. 45 При случайном сбое локации муфт (просчет муфт) поступаницая на вход вычислителя 7 информация о длине из меряемой- трубы будет больше объема памяти адреса запоминающего блока 8 50 так как величина этой памяти рассчитана на максимально возможную длину одной трубы, не превьшхающей практически 13 м. В результате в запоминаю щий блок 8 заносится ошибочная инфор 55 нация о длине трубы. Для исключения этого явления дешифратор 18 при зане сении в счетчик 17 информации, равно максимально возможной длине труб, вы дает на свой выход импульс, имитирую

вает, открывает дешифратор 18 по стробирующему входу и переводит RS- триггер 21 в нулевое состояние, что в свою очередь подготавливает первый элемент 2И-Р1Е 10 к прохождению сигнала формирователя 2 локатора муфт, отрицательным импульсом с второго выхода блока 4 управления также обнуляется счетчик 6 муфт, логической единицей с первого выхода блока 4 управления вычислитель 7 переводится в режим измерения длин труб, а запо

1- о48 режим

за 10

минающий блок писи.

При подъеме скважинного блока 1 датчик 3 глубины преобразует перемещение скважинного блока в последовательность импульсов, пропорциональных длине, причем каждому импульсу датчика 3 глубины соответствует перемещение скважинного блока 1, например на 1 мм, а формирователь 2 сигнала локатора муфт формирует единичный импульс при прохождении скважин- ным блоком 1 первого муфтового соедиой 15 нения. При этом импульсная последовательность с выхода датчика 3 глубины поступает в вычислитель 7 и через первьй информационный вход имитатора 9, первый вход второго элемента 2И-НЕ 11 на прямой вход реверсивного счетчика 17, с выхода которого информация одновременно поступает на входы дешифраторов 18-20. При поступлении с формирователя 2 сигнала локатора

муфт на второй информационный вход

имитатора 9 иьтульс, проходя через первый вход первого элемента 2И-НЕ 10 и элемент 4И-НЕ 13, обнуляет счетчик 17 и, проходя через выход имита- 30 тора 9, переводит счетчик 6 муфт в с следующее состояние, тем самым дает команду вычислителю 7 на перенос измеренной величины длины трубы в запоминающий блок 8. После этого начина- 25 ется измерение длины очередной трубы Этот процесс повторяется до окончания измерения в интервале предполагаемого прихвата. В запоминающем блоке 8 в каждом адресе запоминается длина 40 между муфтами в двоичном коде.

Так работает устройство, если йет сбоя в локации муфт при измерении длины труб при разгруженной колонне, т.е. при первом измерении. 45 При случайном сбое локации муфт (просчет муфт) поступаницая на вход вычислителя 7 информация о длине измеряемой- трубы будет больше объема памяти адреса запоминающего блока 8, 50 так как величина этой памяти рассчитана на максимально возможную длину одной трубы, не превьшхающей практически 13 м. В результате в запоминающий блок 8 заносится ошибочная инфор- 55 нация о длине трубы. Для исключения этого явления дешифратор 18 при занесении в счетчик 17 информации, равной максимально возможной длине труб, выдает на свой выход импульс, имитирую

щий сигнал формирователя 2 локатора ьгуфт, и который через элемент 4И-НЕ 13 обнуляет счетчик 17, дает команду вычислителю 7 на перенос информации в запоминающий блок 8 и переводит счетчик 6 муфт в следующее состояние. Этот процесс повторяется при каждом ::бое локации муфт.

При достижении верхней границы интервала измерения производится спуск скважинного прибора 1 на глубину, соответствующую началу первого измерения, затем создают максимально допустимую растягивающую нагрузку и производят второе измерение при этой нагрузке на колонну труб. При этом перед началом измерения с помощью блока 4 управления обнуляется счетчик 6 муфт и счетчик 17, запоминающий блок 8 переводится в режим считывания, вычислитель 7 переводится в pe-f жим вычисления величины приращения длины труб из-за влияния растягивающего усилия и передачи накопливающей- ся суммы величин приращений на регистратор 5, а также через второй управляющий вход имитатора 9 логическим нулем с выхода блока 4 управления за

крывается второй элемент 2И-НЕ 11, открывается элемент 2ИЛИ 14, через инвертор 15 открывается третий элемент 2И-ПЕ 12, закрыв ается дешифратор 18 и снимается блокировка с Е.-входа RS-триггера 21. ,

С приходом импульса с формирователя 2 сигнала локатора муфт производится занесение информации из очередной ячейки запоминающего блока 8 в

При поступлении очередного импульс формрфователя 2 сигнала локатора муфт числитель 7 формирует величину приращения длины трубы, а величину накапливающейся суммы величин приращений длин труб передает на регистратор 5, Одновременно обнуляется счетчик 17 и переключается счетчик 6 муфт, при это информация из очередной ячейки запоми нающего блока В заносится в вычислитель 7 и в счетчик 17 имитатора 9, Цикл измерения повторяется до завершения из.мерения. В случае, если при втором измерении какая-то муфта, от30

35

вычислитель 7 путем прохождения этого 40 бирая при первом измерении, не будет

0

25 элемент 2И-НЕ 12 на вход обратного счетчика 17, До прихода очередного импульса с формирователя 2 сигнала локатора муфт из значения кода, соответствующего длине трубы до ее деформации, вычислителем 7 вычитается значение, соответствующее длине трубы при максимальном растягивающем ycилииj формируя величину приращения. Одновременно с этим в счетчике 17 код значения последовательно уменьшается до заранее заданного значения,контролируемого дешифрато- 5 ром 20, В этот момент отрицательньй импульс с выхода этого дешифратора переводит Е.8-триггер 21 в исходное состояние, т,е. снимает запрет с пер- вого.элемента 2И-НЕ 10, подготавливая тем самым к прохождению очередного импульса с формирователя 2, Блокировка элемента 10 RS-триггером 21 осуществляется с целью предотвращения прохождения ложных импульсов от формирователя 2 сигнала локатора муфт.

При поступлении очередного импульса формрфователя 2 сигнала локатора муфт числитель 7 формирует величину прира щения длины трубы, а величину накапливающейся суммы величин приращений длин труб передает на регистратор 5, Одновременно обнуляется счетчик 17 и переключается счетчик 6 муфт, при этом информация из очередной ячейки запоминающего блока В заносится в вычислитель 7 и в счетчик 17 имитатора 9, Цикл измерения повторяется до завершения из.мерения. В случае, если при втором измерении какая-то муфта, от0

30

35

Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель - повьшение надежности за счет исключения ложных сигналов локатора муфт. Устр-во содержит скважинный блок 1, формирователь (Ф) 2, датчик 3 глубины, блок 4 управления, регистратор 5, счетчик 6 муфт (М), вычислитель 7, запоминающий бдок 8, имитатор 9 сигнала локатора М. Последний имеет элементы 10-13, элемент 2ИЛИ 14, инвертор 15, элемент 16 задержки, реверсивный счетчик 17, дешифраторы (Д) 18-20, триггер 21. Датчик 3 преобразует перемещение блока 1 в последовательность

импульса через второй информационный вход имитатора 9, первый элемент 2И-НЕ 10, элемент 4И-НЕ 13 этот импульс также переводит RS-триггер 21 в единичное состояние, а через элемент 2ИЛИ 14 и элемент t6 задержки он поступает на вход предварительной установки реверсивного счетчика 17, при этом информация из этой же ячейки запоминающего блока 8 через третий информационный вход имитатора 9 и информационные входы D счетчика 17 заносятся в, этот счетчик. Логический ноль с выхода RS-триггера 21 поступает на второй вход первого элемента 2Н-НЕ 10, закрывая его. Импульсы от датчика 3 глубины поступают на вход вычислителя 7 и через первый информационный вход имитатора 9 и третий

отмечена при втором измерении, счет- . чик 17 в результате последовательного вычитания, пройдя через нулевое состояние3 доходит до значения, контролируемого дешифратором 19, при этом на его выходе формируется отрицательный импульс, который, проходя через один из входов элемента 4И-НЕ 13, имитирует сигнал локатора муфт. Значение, контролируемое дешифратором 19, определяется максимально возможной величиной удлинения однор трубы.

Таким образом, при втором-измере- gg НИИ после приложения нагрузки к колонне труб достигается совмещение адреса муфт при сбое локатора муфт или при локации ложных муфт. При этом обеспечивается сравнение длины одной

U5655

и той же по счету трубы при определении суммарного приращения удлинения.

Формула изобретения

8

0

5

5

0

0

ход элемента 4И-НЕ соединен с R-BXO- дом реверсивного счетчика , S-входом RS-триггера, выходом имитатора сигнала локатора муфт и первым входом элемента 2ИЛИ, выход которого через элемент задержки подключен к установочному входу реверсивнрго счетчика, второй вход соединен с вторым управляющим входом имитатора сигнала локатора муфт, входом инвертора и вторым входом второго элемента 2Н-НЕ, выход которого соединен с прямьм входом реверсивного счетчика, первый вход подключен к первому информационному входу имитатора локатора муфт и первому входу третьего элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с обратным входом реверсивного счетчика, второй вход подключен к выходу инвертора, первому R-входу RS-триггера, строби- рующему входу дешифратора со стробирующим входом, информационные входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, информационными входами первого и второго дешифраторов, выход которого подключен к второму R-входу RS-триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента 2И-НЕ, первый вход которого подключен к второму информационному . входу имитатора сигнала локатора муфт, третий информационньй вход которого соединен с информационным -г:-- дом реверсивного счетчика.