Устройство оптимизации спуско-подъемных операций в бурении Советский патент 1989 года по МПК E21B44/00 E21B19/00 

i

ko

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет повысить надежность работ при выполнении спуско-подъемных операций (СПО) на скважинах с высокопроницаемыми пластами и зонами с аномально высокими пластовыми давлениями. Устройство содержит датчики 1 и 4 соответственно перемещений талевого блока и веса на крюке. Параметры процесса бурения устанавливаются задатчиками 5,17,18,19,8 и 9 соответственно направления СПО, конструктивных параметров колонны и скважины, допустимых гидродинамических давлений, параметров промывочной жидкости, перехода и оптимизации при аномально высоком пластовом давлении и опасных интервалов. Расчет параметров СПО осуществляется в блоках 2,3,11,6,7,20 и 13 соответственно вычисления длины колонны, фактической скорости, рациональной скорости, времени простоя, допустимой скорости по гидродинамическим условиям, статического напряжения сдвига и оптимальных положений, а также блоком 12 оптимизации скорости. Результаты расчетов отражаются указателями 14,15 и 10 соответственно положения талевого блока, скорости талевого блока и длины колонны, а также сигнализатором 16 опасных интервалов. Блоком 20 осуществляется расчет значения статического напряжения сдвига в зависимости от времени простоя, фиксируемого блоком 6. Сигнал с задатчика 5 направления СПО поступает на вход блока 2 вычисления длины колонны и запускает в работу блок 6 в момент, непосредственно предшествующий подъему первой свечи. Блок 12 производит анализ величин поступающих на его входы, допустимых по различным технологическим условиям скоростей с блоков 7,9 и 11 и передают на свой выход минимальную из них. Последняя является для данного момента СПО максимально возможной скоростью при действующей совокупности ограничений. 5 з.п.ф-лы, 17 ил., 1 табл.

СО

ю

о со

14

18, 19, 8 и 9 cooTHciстренно направления (ЛК), конструктивных параметров колонны и сквг1жнны, допустимых гидродинамических давлений, параметров промывочной Ж1у;кости, перехода и оптимизации при аномально высоком пластовом давлении и опасных интервалов. Расчет параметров С;ПО осуществляется в блоках 2,3,11,ft,7,20-и 13 соответственно вычисления длины

кодонны, фактической скорости, рациональной скорости, времени простоя, допустимой скорости по 1 идро- динамическим условиям, статического напряжения сдвига и оптимальных положений, а также блоком 12 оптимизации скорости. Результаты расчетов отражаются указателями 14, 15 и 10 соответственно положения талевого блока, скорости талевого блока и длины колонны, а также сигнализатоИзобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам оптимизации спуско-подъемных операций (СПО) на буровых установках с дискретной схемой спуско-подъема бурильного инструмента, и может быть использовано, в частности, при бурении и креплении скважин, осложненных наличием зон аномально высоких пластовых давлений (АВПД), малопрочных, высокопроницаемых пластов и др,

Целью изобретения является повышение надежности работ при выполнении спуско-подъемных операций на скважинах с высокопроницаемыми пластами и зонами с аномально высокими пластовыми давлениями за счет увеличения точности вычисления допустимых скоростей спуско -подъема по гидродин мическим условиям.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема блока вычисления длины колонны; на фиг, 3 - функциональная схема задатчика перехода к оптимизации цри АВПД; на фиг, А - функциональная схема задатчика направления СПО; на фиг, 5 - фукнциональная схема блока вычислени рациональной скорости; на фиг 6 - функциональная схема блока вычислени фактической скорости; на фиг, 7

ром 16 опасных интервалов, BJKIKOM 20 осу1цествляется расчет значен1 Я статического напряжения сдвига в зависимости от времени простоя, фиксируемого блоком 6, Сигнал с задатчи ка 5 направления СПО поступает на вход блока 2 вычисления длины колонны и запускает в работу блок 6 в момент, непосредственно предшествующий подъему первой свечи, Р5лок 12 производит анализ величин, поступающих на его входы, допустимых по различным технологическим условиям скоростей с блоков 7,9 и 11 и передают на на свой выход М1шимальную из них. Последняя является для данного момента СПО максимально возможной скоростью при действующей совокупности ограничений о 5 з„п, ф-лы, 17 ил,, 1 т а бл,

0

5

0

5

0

5

функциональная схема блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям; на фиг, 8 - функциональная схема узла вычисления эквивалентной линии; на фиг, 9 - функциональная схема блока оптимизации скорости; на фиг, 10 - функциональная схема блока вычисления оптимальных положений; на фиг, 11 - функциональная схема блока вычисления времени простоя; на фиг. 12 - функциональная схема блока вычисления СНС; на фиг. 13 - схема взаимного расположения составных частей датчика перемещения талевого блока (ДПТБ); на фиг, 14 - принципиальная электрическая схема логического блока ДПТБ; на фиг, 15 - зависимость рациональной скорости спуска бурильной колонны от ее веса; на фиГ;. 16 - зависимость рациональной скорости по;2:ьема бурильной колонны от ее веса; на фиг 17 - зависимость допустимых скоростей спуска и подъема бурильного инструмента при прохожде- }1ии низом колонны опасных интервалов скважины в зависимости от длины бурильной колонны.

Устройство оптимизации спуско- подъемных операций в бурении содержит (фиг. 1) датчик 1 перемещения талевого блока, блок 2 вычисления

Щ1ИНЫ KOJK)}iHW, блок 3 вычисления фактической скорости, ;датчик 4 веса на крюке, задатчнк 5 направления СПО, блок 6 вычисления времени простоя, блок 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим уло- виям, задатчик 8 перехода к опти. и- зации при АВПЛ, задатчик 9 опасных интервалов, указатель 10 длины колонны, блок 11 вычисления раниональ ной скорости, блок 12 оптимизации скорости, блок 13 вычисления оптимальных положений, указатель 14 положения талевого блока, указатель 15 скорости талевого блока, сигнализатор 16 опасных интервалов, задатчик 17 конструктивных napaMeipoB колонны и скважины, задатчик 18 допустимых гидроди}1амических давлений, задатчик 19 параметров промывочной жидкости и блок 2(1 вычисления статического напряжения сдвига (сне).

Первый и второй выходы датчяка 1 перемещения талевого блока (ДПТ1)) соединены с однои 1енны П1 входами блока 2 вычисления длины KOJIOHHI.I и блока 3 вычисления фактической скорости. Выход датчика 4 веса на крюке (ДВ) соединен с трет.им входом блока 2 вычисления длит. колошгы, четвертый вход которот о подключен к первому выходу задатчика 5 направления СПО, а выход - к первым входам блока 6 вычисления времени простоя и блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, а также к входам за- датчика 8 перехода к оптимизации при АВПЛ, задатчика 9 опас}1ых интервалов и указателя 1 О ДЛИНЕ.i колонны, выход ЛВ 4 соединен с первым входом блока 11 вычисления рациональной скорости, второй вход которого подключен к первому вьгходу блока 3 вычисления фактической скорости, а первый и второй выходы - к одноименным входам блока 12 оптимизации скорости. Выход ДВ 4 соединен также с первым входом блока 13 вычисления оптимальных положении, первый и второй выходы которого подключены к одноименным входам указателя 14 положения талевого блока, третий вход последнего соединен с выходами ДПТБ Первый выход блока 12 оптимизации скорости соединен с одноименным

492ПЗО6

указателя 15 скорости талевого блока и вторым входом блока 13 вычисления оптимальных положений, второй выход - с одноименным входом ука т

зателя 15 скорости талевого блока, третий вход которого подключен к второму выходу блока 3 вычисления фактической скорости, третий и четвер)Q тый входы - с первым и вторым соответственно выходами блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, пятый и тестой входы - с первым и вторым соответ1 , ственно выходами задатчика 9 опасных интервалов, третий выход которого подключен к первому входу сигнализатора 16 опасных интервалов. Входы второй - четырнадцатый блока 7

20 вычисления допустимой скорости по

гидродинамическим условиям подключены соответственно к пяти выходам за- датчика 17 конструктивных параметров колонны и скважины, к четырем

25 выходам задатчика 18 допустимых гидродинамических давлений, к первому и второму выходам задлтчика 19 параметров пром 1вочной жидкости, третий и четвертый выходы которого соедине30 ны с первым и вторым соответственно вxoдa п блока 20 вычисления СПС, к вькоду блока 20 вычисления СПС, третий вхг)д которого соединен с выходом бл1)ка 6 вычисления времени простоя.

, BTopoii вход последнего соединен с одноименным выходом задатчика 5 направления СПП, к четвертому выходу задатчика 19 параметров промывочной жидкости, к выходу задатчика 8 пере Q хода к оптимизации при АВПД, который соединен также с вторым входом сигнализатора 16 опасных интервалов.

Блок 2 вычисления длины колонны (фиг. 2) содержит селектор 21 ампли-

дс. тудный, элементы И 22 и 23, счетчик 24 реверсив гый двоично-десятичный, задатчик 25 максимальной грузоподъемности и задатчик 26 веса свечи, а также резистор 27„ Третий вход блока 2 соединен с третьим входом селектора 21 амплитудного, первый и второй входы последнего соединены соответственно с задатчиком 25 максимальной грузоподъемности и задатчиком 26 веса свечи, а выход селектора 21 амплитудного - с первыми входами , элементов И 22 и 23, вторые входы которых являются первым и вторым входами блока 2 соответственно. Пер55

вый (прямой) и пторой (обратный) входы счетчика 24 реверсивного подключены соответственно к выходам элемента И 22 и элемента И 23, а выход счетчика 24 реверсивного является выходом вычисления длины колонны блока 2. Счетчик 24 реверсивный состоит из шести четырехразрядных реверсивных двоично-десятичных счетчиков в интегральном исполнении, которые объединены с использованием выходов переноса (9) и займа ( 0 по классической схеме. Такая конструкция счетчика 24 реверсивного позволяет формировать сигнал на его выходе, пропорциональный длине колоны Ьц в скважине, в двоично-десятичном доде (код 8421). Выходы Установка нуля (R) всех интегральных счетчиков объединены и образуют третий вход (R) счетчика 24 реверсивного, который является четвертым входом блока 2. Третий вход счетчика 24 реверсивного подключен к выводу резистора 27, второй вывод которого соединен с общим проводом блока 2„ Величина резистора 27 подбирается тким образом (примерно 510 Ом), чтобы на входе R счетчика 24 реверсивного обеспечить неактивный уровень напряжения (уровень логического нуля - I l.pid) при отсутствии сигнала на четвертом входе блока 2 вычисления длины колонны.

Задатчик 8 перехода к оптимизаци при АВПЛ (фиг. 3) содержит компаратор 2В, задатчик 29 глубины покрышки зоны АВПД и триггер 30, при это вход чадатчика В является первым входом компаратора 28, второй вход которого подключен к задатчику 29 глубины покрышки зоны АВПД, а выход компаратора 28 подключен к первому входу (вход S) триггера 30, вы- .г вый адресный вход А1 которого подход последнего является выходом за- ключен к выходу селектора 38 ампли- датчика 8 перехода к оптимизации тудного, второй информационный вход при АВПД.Х2 сдвоенного мультиплексора 40 подЗадатчик 5 направления СПО (фиг. 4) содержит резисторы 31 и 32, а также кнопки 33 Подъем и

50

ключен к выходу элемента 35 вычитания, а восьмой информационный вход

Спуск с нормально разомкнутыми

34

контактами и самовозвратом порле замыкания Вьшод от подвижного контакта кнопки 33 Подъем соединен с одним выводом резистора 31, второй вывод которого подключен к проводу

55

Y4 - к выходу мультиплексора 39. Пер вый информационный вход XI мультиплексора 39 и первый вход компаратора 41 соединены с выходом делителя 37, первый вход которого подключен к задатчику 47 мощности на крюке, а второй вход - к выходу сумматора 36. Вторые входы мультиплексора 39 и компаратора 41 соединены с выходом

+U

иП, ц.

(положительный полюс источника питания цифровых микросхем устрой0

5

0

5

0

5

0

ства), а )1ывод от неподвижного контакта кнопки 33 11од1)ем является вторым выходом задатчика 5, вывод от подвижного контакта кнопки 34 Спуск соединен с одним выводом резистора 32, второй вывод которого подключен к проводу ц, а вывод от неподвижного контакта кнопки 34 Спуск является первым выходом за- датчика 5,, Величина резисторов 31 и 32 подбираются таким образом, чтобы при замыкании кнопок 33 или 34 на втором или первом соответственно выходах задатчика 5 обеспечивался активный уровень напряжения (уровень логической единицы - U,,.,,).

Блок 11 вычисления рациональной скорости (фиг. 5) содержит элемент 35 вычитания, сумматор 36, делитель 37, селектор 38 амплитудный, мультиплексор 39, сдвоенный мультиплексор 40, компаратор 41, задатчик 42 максимальной скорости спуска, задатчик 43 веса подвижной части талевой системы, задатчик 44 максимальной грузоподъемности, задатчик 45 веса свечи, задатчик 46 максимальной скорости подъема и задатчик 47 мощности на крюке. Первый вход блока 11 соединен с вторыми входами элемента 35 вычитания и сумматора 36 и третьим входом селектора 38 амплитудного, первые входы которых подключены соответственно к задатчику 42 мак- симальноР скорости спуска, задатчику 43 веса подвижной части талевой системы и задатчику 44 максимальной грузопод 11емности. Второй вход селектора 38 амплитудного подключен к задатчику 45 веса свечи. Второй вход блока 11 соединен с вторым адресным входом (адресный вход А2) сдв ое-нного мультиплексора 40, пер

ключен к выходу элемента 35 вычитания, а восьмой информационный вход

Y4 - к выходу мультиплексора 39. Первый информационный вход XI мультиплексора 39 и первый вход компаратора 41 соединены с выходом делителя 37, первый вход которого подключен к задатчику 47 мощности на крюке, а второй вход - к выходу сумматора 36. Вторые входы мультиплексора 39 и компаратора 41 соединены с выходом

задатчика 46 млксималттной скорости подъема. Выход компаратора 41 подключен к первому адресному входу А1 мультиплексора 39, иторой адрес- ный вход А2 последнего соединен с общим проводом блока. Первый выход (выход Y) и второй выход (выход X) :двоенного мультиплексора 40 являются одноименными выходами блока К Неиспользуемые информационные входы мультиплексора 39 (ХЗ и Х4) и сдвоенного мультиплексора 40 (XI, ХЗ, Х4, Y1, V2, Y3) соединены с общим проводом блока 1 1 вычисления ра:г.ио- напьной скорости.

Блок 3 вычисления факти 1еской скорости (фиг, 6) содержит счетчик 48 реверсивный двоичны , таймер 49, два Т11иггера 50 и 51, цифроаналого- вьш преобразователь (IIAI1) 3, элемент 53 задержки, элемент 54 запоминания, четыре элемента И 55-58, а также два элемента ИЛИ 59 и 60„ Первый вход блока 3 соединен с первым входом (вход S) первого триггера 50 выход которого (выход Q) подключен к первому входу (вход D) второго триггера 51, с вт орым входон первого элемента И 55, выход которого под ключен к первому входу injoBoro элемента Ш1И 59, и с вторым УХОДОМ третьего элемента И 57, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ 60. Второй вход блока 3 соединен с вторым входом первого (вход R) триггера 50, с вто}и,1м входом второго элемента И 56, выход которого П(5дключен к втор(:;му входу второго элемента ИЛИ 60, и с вторым вхо дом четвертого элемента И 58, выход которого гroдклю ieн к второму входу первого элемента PUIH 59 Первый выхо блока 3 соединен с первьми входами третьего и четвертого элементов И 57 и 58 и является вторь,:м выходом (выход Q) второго триггера 51, первьп1 выход (выход (1) которого подключен к первым .ходам первого и второго элемр.нтов И 56 и 55, а второй вход (вход С) второго триггера 51 - к выходу элемента 53 задержки, соединенного также J третьим входом (вход R) cчeтчи rt 48 реверсивного о Г1ервый вход (инф.) элемента 54 запоминания соединен с выходом счетчика 48 реверсивного, первый (+1) и второй (-1) ВХОД1Л которого подключены спотвстствекно к выгодам пер

с ю 15

20 25 д Q jc

35

50

5

рого и второго элементов ИЛИ 59 и 60. Второй вход (разрешения записи) элемента 54 запоминания и вход элемента 53 задержки соединены с выходом таймера 49. Второй выход блока 3 является выходом ЦАП 52, вход которого соединен с выходом элемента 54 запоминания.

Блок 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям (фиг. 7) содержит преобразователь 61 кода, ЦАП 62, сумматор 63, девять умножителей 64-72, четыре элемента 73-76 вычитания, четыре делителя 77- 80, элемент 81 вычисления экспоненты, элемент 82 возведения в степень, элемент 83 логарифмирования, сдвоенный мультиплексор 84, мультиплексор 85, компаратор 86, задатчик 87 доверительного интервала, задатчик 88 уровня напряжения и узел 89 вычисления эквивалентной длины, состоящего (фиго 8) из .четырех элементов 90-93 вычитания, двух делителей 94 и 95 и трех умножителей 96-98 Первый вход блока 7 является входом преобразователя 61 кода, выход кото- рого соединен с входом ЦАП 62. Выход иДП 62 соединен с первым входом второго элемента 74 вычитан11я, выход которого подключе} к первому лходу cy rмaтopa 63, с первым входом KONmapaTOpa 86, выход которого подключен к первому адресному входу А1 мультиплексора 85 и с первым информационным входом XI мультиплексора 85, второй информационный вход Х2 которого подключен к.второму входу компаратора 86 и является пятым входом блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, Второй вход сумматора 63 подключен к первому входу узла 89 вычисления эквивалентной длины, второй выход которого соединен с вторым входом четвертого делителя 80, первый вход которого подключен к выходу третьего умножителя 66. Входы первый - третий узла 89 вычисления эк- вивал-ентной длины подключены соот- BeTCTBeiyio к выходу шестого умножителя 69, первый и второй входы которого являются четвертым входом блока 7, к первому входу третьего делителя 79 и выходу седьмого умножителя 70, первый и второй входы которого являются третьим входом блока 7, к выходу восьмого умножителя 71,

перьы) и второй входы киторог(. являются нторым входом блока 7, и к первому входу третьего элемента 75 вычитания. Выход последнего соединен с вторым входом третьего делителя 79, а второй вход - с пыходом девятого умножителя 72, первый и второй входы которого являются шестым входом блока 7 , Пятый вход узла 89 Подключен к второму входу блока 7, ciec- той - к третьему входу блока 7, седьмой - к четвертому пходу блока 7, а четвертый - к-выходу мультиплексора 85 и второму входу (инвен- тирующему) второго элемента 74 вычитания. Выход сумматора 63 соединен с первым входом первого умножителя 6А, второй вход которого подключен к выходу элемента 81 вычисления экспоненты, вход последнего является одиннадцатым входом блока 1, Выход первого умножителя 64 соединен с первым входом второго умножителя 65, второй вход которого соединен с выходом элемента 82 возведения в степень, вход последнего подключен к выходу третьего делителя 79 и первому входу четвертого умножителя 67, второй вход которого является четырнадцатым входом блока 7, а выход соединен с вторым входом второго делителя 78о Выход второго умножителя 65 подключен к второму входу первого делителя 77, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента 76 вычитания, второй вход последнего соединен с задатчи- ком 87 доверительного интервала, а первый вход - с первым выходом (выход X) сдвоенного мультиплексора 84 Выход первого делителя 77 подключен к второму входу первого элемента 73 вычитания, первый вход которого подключен к задатчику 88 уровня напряжения ), а выход через элемент 83 логарифмирования к nepBONty входу второго делителя 78, выход которого является первым выходом блока 7„ Вторым выходом блока 7 является выход пятого умножителя 68, первый вход которого подключен к выходу четвертого делителя 80, а второй вход - к второму выходу (выход Y) сдвоенного мультиплексора 84, входы которого являются; первый (информационный вход XI) -седьмым входом блока, второй (информационный вход Х2) - восьмым входом блока, пятый (информаци

5

0

5

0

5

0

5

0

5

онный вход Y1) - девятым входом блока, mecTofi (информационмый вход Y2) - десятым входом блока, а пер- иый (ллресный вход А1) - тринадцатью входом блока 7. Неиспользуемые 1П1формациониые входы мультиплексора 85 (КЗ и Х4) и сдвоенного мультиплексора 84 (ХЗ, Х4, УЗ, Y4), а также адресные входы А2 обоих мультиплексоров соединены с общим проводом блока 7. Двенадцатый вход блока 7 является вторым входом третьего умножителя 66, первый вход которого подключен к выходу сумматора 63.

И узле 89 вычисления эквивалентной длины (фиг. 8) к первому и второму входам ее подключены соответственно второй вход первого элемента 90 вычитания, выход которого соединен с первым входом первого делителя 94, первые входы первого и второго элементов 90 и 91 вычитания, выход последнего соединен с вторым входом первого делителя 94 и является вторым выходом узла 89. Выход первого делителя 94 подключен к первому и второму входам второго умножителя 97. Второй вход второго элемента 91 в.1читания, второй вход третьего элемента 92 вьмитаиия, выход которого подключен к первому входу второго делителя 45, первые входы третьего и четвертого элементов 92 и 93 вычитания, выход последнего соединен с вторым входом второго делителя 95, выход которого подключен к первому входу первог о умножителя 96, и второй вход четвертого элемента 94 вычитания ЯВЛЯК1ТСЯ соответственно третьим, пятым, тестым и седьмым входами узла 89. Первый выход узла 89 является выходом третьего умножителя 98, первьш вход которого соединен с выходом второго умножителя 97, а второй вход - с выходом первого умножителя 96, второй вход которого является четвертым входом узла 89 вычисления эквивалентной длины. Блок 12 оптимизации скорости (фиг. 9) содержит узел 99 оптимизации скорости подтэема и узел 100 оп- т 1мизации скорости спуска, которые полностью аналогичны по устройству.

Каждый из узлов 99 и 100 включает (фиг. 9) компараторы 101 и 102 и мультиплексоры 103 и 104 Первый Бход блока 12 является первым входом узла 99 и соединен с втсфым входом

нторог о компаратора 102 и вторым входом (информашюнный вход Х2) второго мультиплексора 10ц. Первые вхо (информационный вход XI) второго мультиплексора 104 и второго компаратора 102 соединены с выходом первго мультиплексора 103, а второго компаратора 102 подключен к третьему входу (адресный вход А1) второго мультиплексора 104, выход последнего является выходом узла 99 и первым выходом блока 12. Третий вход блока 12 является вторым входом узла 99 и подключен к первому входу первого компаратора 101 и первому входу (информацион ;ый вход XI) первого мультиплексора 103, третий вход которого (адресный вход А1) соединен с выходом первого компаратора 101. Пятый вход блока 12 является третьим BXO/IOM утла 99 и под- (Ключен к второму Bxoz;y парного компаратора 101 и второму входу (информационный вход Х2) первого мультиплексора 103. Неиспользуемые информационные входы (ХЗ,Х4) обоих муль- тиллексоров, а также их адресные входы А2 соединены с обг;;:м лронодом блока. Второй, четвертрлй и тестой пходы 12 чвляются соотве1-ствет но первым, вторым и входами узла 100 оптимизации скорости спуска, а ее выход является вторым вь ходом блока 12 оптимизации скорости

Блок 13 вычисления оптимальных положений (фиг. 10) содержит три сумматора 105-107, два делителя 108 и 109, три умножителя 110-112, элемент 113 вычитания, элег-{ент 114 логарифмирования, пять селекторов 115- 119 амплитудныхJ формирователь 120 опорного напряжения, задатчик 121 веса подвижной части iаленой системы, задатчик 122 конструктивного коэффициента талевой системы, задатчик 123 конструктивного коэффициента шинно-пневматической муфты (ОЯТМ), задатчик 124 момента инерции барабанного вала, пять задат - иков 125- 129 моментов инерции привода, делитель 130 напряжения резистивный и коммутатор 131. Второй вход блока 13 соединен с первым и вто.рым входами третьего умножителя П2, выход кото рого подключен к второму входу первого умножителя 110, с вторьп- входом второго делителя 109, первый

ы

10

)5

20

25

30

35

40

45

50

55

вход которого подключен к выходу второго сумматора 106, а выход - к входу элемента 114 логарифмирования, с третьими входами пяти селекторов 115-119 амплитудных, выходы которых соединены соответственно с вторым, четвертым, шестым, восьмью и десятым входами коммутатора 131. Другие входы последнего подключены: первый - к задатчику 125, третий - к задат- чику 126, пятый - к задатчику 127, седьмой - к задатчику 128, девятый - к задатчику 129 моментов инерции приводов, а выход KOMhfyTaTopa 131 подключен к первому входу третьего сумматора 107, второй вход которого соединен с задатчиком 124 момента инерции барабанного вала, а выход - с вторым входом второго умножителя 111. Первьв1 вход последнего соединен с выходом первого умножителя ПО, а выход является вторым вьгходом блока i 3 и соединен с вторым входом элемента 113 вычитания, первый вход которо- г о соединен с выходом элемента 114 логарифмирования, а выход является первым выходом блока 13. Первый вход блока 13 подключен к второму входу первого сумматора 105, первьш вход которог О соединен с задатчиком 121 веса подвижной части талевой систе- ы, а выход - с вторым входом первого делителя 108, первый вход которого соединен с задат-чиком 122 конструктивного коэффициента талевой системы, а выход - с первым входом первого умножителя 110, и с первым вхо дом второго сумматора 106, второй вход последнего соединен с задатчиком 123 конструктивного коэффициента ШПМ. Выход формирователя 120 опорного напряжения соединен с входом делителя 130 напряжения резистивного, выходы которого подключены: первый - к первому входу первого селектора 115 амплитудного, второй - к первому входу второго селектора 116 и .второму входу первого селектора 115, третий - к первому входу третьего селектора 117 и второму входу второго селектора 116, четвертый - к первому входу четвертого селектора 118 и второму входу третьего селектора 117, пятый - к первому входу пятого селектора 119 и второму входу четвертого селектора 118, шестой - к второму входу пятого селектора 119 амплитудного

Ьпок 6 вычисления времени простоя (фиг. П) содержит таймер 132, счетчик 133, триггер 134 (D), два компаратора 135 и 136, преобразователь 137 кода, делитель 138 частоты, два элемента 139 и 1АО запоминания, элемент 1К 1А1, элемент ИЛИ 1Д2 и элемент И 143. Вход таймера 132 подключен к выходу триггера 534, второй вход (вход D) которого соединен с выходом элемента НЕ 141, третий вход (вход С) является вторым входом блока 6, а первый вход (вход R) соединен с входом элемента НЕ 141 и Вь1- ходом первого компаратора )35о Первый вход последнего соединен с общим проводом блока, а выход таймера 132 подключен к входу делителя 138 частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И 143, к первому входу (счетный вход) счетчика 133, второй вход (вход R) которого соединен с выходом элемента ИЛИ 142, первый и второй входы последнего соединены с одноименными выходами второго компаратора 136, к второму входу первого элемента 139 запоминания, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 136. Первый вход блока 6 является входом преобразователя 137 кода, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора 135, первым входом первого элемента 139 запоминания и вторым входом второго компаратора 136, третий выход последнего подключен к второму входу элемента И 143, Выход блока 6 является выходо второго элемента 140 запоминания, первый вход которого соединен с выходом счетчика 133, а второй вход - с выходом элемента И 143,

Блок 20 вычисления СНС (фиго 12) содержит ЦАЛ 144, элемент 145 логарифмирования, мультиплексор 146, компаратор 147, умножитель 148, сумматор 149, элемент 150 вычитания и элемент ИЛИ 151„ Третий вход блока 20 является входом ЦАЛ 144, выход ЦАП 144 соединен с входом элемента 145 логарифмирования, выход которого подключен к первому входу компаратора 147, второй вход последнего соединен с общим проводом блока 20 и с вторым информационным входом Х2 мультиплексора 146, первый информационный вход X которого соединен с общим проводом блока 20, а

5

0

5

0

nejiBt.iii (адррс}1ый пход А1) - г нмхо- ;;ом элемента МНИ 151, псрньп и нто- рон HXD;U.I последнего 11(дклн1Чен1Ч к о-дноимеиньг 1 выходам компаратора 147о Второй вход блока 20 является вторым рхопом элемента 150 вычитания, выход KOTOpoi o подключен к второму входу умножителя 148, первый вход пос- леднс:го подк;:ючен к выходу мультиплексора 146. Первьм вход блока 20 является первым входом элемента 150 вычитания и вторым входом сумматора 149, первый вход которого подключен к выходу умножителя 148, а выход сумматора 149 является выходом блока 20. Неиспользуемые информационные (ХЗ,ХА) и адресньп (А2) входы мульти- плексор 146 соединены с общим приводом блока 20 вычисления СНС.

Ука ателэ 10 длины колонны содержит преобразователь кода, выполненный из шести деил1фраторов 1 из 10 в интегральном исполнении, и индикатор газоразрядный, состоящш из шести индлкг41 орных ламп, каждая из которых подключена к выходу соответствующего дешифрат.ра, Такая конструкция указателя 10 колонны позволяет инди- uvipoBaTii . i iiiHy колонны в /шапазоне 0: 9-9 , 99 м с дискретностью

10 м.

5

0

5

0

5

,: i,.4 1 чик 4 веса, давление на выходе ко1ч ;х1го пjje()6pa3yeTCH в сигнал постоянного тока с помов ьк: преобразователя дарпеглш,, установлен на мертвом конце та; /вого каната.

ДНТК представляет собой двухфазный - ,сный датчик (фиг. 13) и состоит ii j задаю1цего элемента 15., кронштейна 153 с парой чувствительных элемон он 154 и 155, соединительного кабеля 156 и логического блока 157. Задаюпц1Н элемент 152 представ- собой металлический писк с про- фрезерованными рагщаш.ными пазами, вследотьие чег о на нем образовано 30 зубьев. Задающий элемент 152 выполнен разъемным, благодаря чему он легко ралме ллется и фиксируется на свободном участке барабанного вала 158 бурокои лебедки. Зубья задаю цего э. Л мента 152 вдвигаются к прорезь к )онштей};а i53, совпадающую со щелями чувствительных элементов 154 и 155, в качестве последних использованы индуктивные преобразователи положения щелевые. Кронщтег ш 153 крепится к несущим балкам буровой лебедки. Чувствительные элементы 154

и 155 расположены в корпусе кронштена 153 таким образом, что выходные сигналы с них при вращении задающег элемента 152 имеют фазовый сдвиг на |Т/2. Это позволяет наряду с измерением величины перемещения талевого блока определять и направление этого перемещения. Посредством соединительного кабеля 156 чувствительные элементы 15А и 155 подключаются к логическому блоку 157. Чувствительные элементы 1 5А и 1 55 состоят из бло- кинг-генератора, детектора, триггера и выходного ключа на транзисторе. При введении в щель между кат . шками базовой и коллекторной обмоток транзистора блокинг-генератора зуйа задающего элемента 152 происходит срыв генерации. При этом выходной ключ срабатывает и обеспечивает посьшку сигнала в логический блок 157.

На первый и второй входы логического блока 157 (фиг. 1А) поступают сигналы с выхода чувствительных элементов 154 и 155 соответственно. Логический блок 157 содержит четыре триггера 159-162 (D), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) 163, шесть элементов И-НЕ 164-169, резисторы 170-177 и др. вспомогательные элементы (:})иг. 14), Первый вход лог1-гческо) о блока 157 соединен с первьгм входом (вход Р) первого триггера 159 и одним из выводов резистора 171, второй вывод которого подключен к проволу +1 ип,ц Второй вход логического блока 157 соединен с первым входом (вход D) второго триггера 160 и одним из выводов резистора 170, второй вывод которого подключен к проводу ,п.ц Резисторы 170 и 171 являются нагрузочными для выходяьк транзисторов чувствительньгх элементов 155 и 154 соответственно. Выход первого триггера 159 соединен с первым входом (вход D) третьего триггера i61 и первым входом (инф. вход XI) ПП ЗУ 163, второй вход (инф. вход Х2) которого подключен к выходу третьего триггера 161. Выход второго триггера 160 соединен с первым входом (вход D) четвертого триггера 162 и третьим входом (инф. вход ХЗ) ППЗУ 1Г;3, четвертый вход (инф. вход Х4) которого подключен к выходу четвертого триггера 162о В тр1:ггерах 159 и 160 хранится информация о текущем состоянии

10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чувствительных элементов 154 и 155, а в триггерах 161 и 162 - о предыдущем. Вторые входы (входы С) четырех триггеров 159-162 и пятый вход (вход V) ППЗУ 163 соединены между собой и с выходом тактового генератора, осуществляющего синхронизацию работы элементов логического блока 157 и собранного по классической схеме на элементах И-НЕ 164-167. Входы R и S триггеров 159-162 не используются, не используются также инф. вход Х5 ППЗУ 163, последний соединен с общим проводом логического блока 157 о Выходы первый - шестой ППЗУ 163 нагруженьг на резисторы соответственно 172-177, каждый из которых одним выводом подключен к соответствующему выходу ППЗУ 163, а другим - к проводу ц Соответствующее программирование ППЗУ 163 позволяет формировать импульсы логического нуля на выходах первом, третьем и пятом (движение талевого блока вниз - спуск) или выходах - втором, четвертом и шестом (движение талевого блока вверх - подъем), а также иметь для неизменного числа зубцов задающего элемента 152 ДПТБ с различной разрешающей способностью. Например, для буровой лебедки У2-5-5 и 30 зубьев задаю0;его элемента 152 при оснастке талевой системы 56 с выходов пятого и шестого ППЗУ 163 снимаемые импульсы имеют цену, т.е. фактическое перемещение талевого блока в сантиметрах, приходящееся на один импульс, U, 1,0 см/имп. К выходам пятому и raecTONry ППЗУ 163 подключены входы пятого и шестого элементов И-ПЕ 168 и 169 соответственно, выходы которых являются первым и вторым выходами логического блока 157 (фиг. 14) и одноименными выходами ЛПТБ 1 (фиг. 1).

Сущность изобретения состоит в том, что введенный в устройство блок 6 вычисления времени простоя позволяет в каждом i-M цикле подъема бурильной колонны определять время нахождения промывочной жидкости в скважине в состоянии покоя - ; . На практике изменяется в тиро- ком диапазоне: от 2 мин до нескольких десятков минут и даже нескольких

часов. Знание величины t

Г7р.

ПО

каждому циклу подъема необходимо для правильной оценки состояния промывочной жидкости в скважине к моменту начала следующего (i. + 1)-го цикла подъема, важнейшей ха)актеристикой этого состояния является величина сне бурового раствора Q -, которое, как и:1вестно, сильно зависит от времени простоя промывочной жидкости: б f(t ). Введенньй в устройство блок 20 вычисления СНС позволяет в каждом цикле подъема бурильного инструмента иметь информацию о величине СНС промывочной жидкости, определяемой в зависимости от BfieMeHu простоя скважины в предьщущем цикле подъема: 9), f(tnp,i) Сигнал, пропорциональный текущему значению СНС 9t , подается на блок 7 вычисле-- ния допустимой скорости по гидродинамическим условиям, который с учетом 9 вычисляет величину v „ , которая обратно пропоргщональна величине f .

Введение в устройство блока 3 вычисления фактической скорости позво- ЛШ1О исключить из состава устройства датчик скорости и тем самым увеличить надежность функционирования устройства и облегчить его эксплуатацию. Ввод этого блока позволил также увеличить точность и быстродействие процесса распознавания направления движения талевого блока, особенно в момент перехода от спуска к подъему и, наоборот, от подъема к спуску. Цифровой сигнал с выхода блока 3 вычисления фактической скорости, несущий информацию о направлении движения талевого блока, подается на блок 11 вычисления рациональной скорости и существенно увеличивает быстродействие последнего и всего устройства вообще.

Ввод в устройство задатчика 5 направления СПО позволил исключить накапливающуюся в блоке вьиисления длины колонны ощибку путем обнуления выхода последнего в момент начала процесса спуска (перед спуском в скважину первой УБТ), Кроме того, задатчик 5 позволяет запускать в работу блок вычисления времени простоя в момент, непосредственно предшествующий подъему первой свечи„

Устройство работает следующим образом.

Перед началом СПО в задатчики необходимо ввести исходные параметры в задатчик 9 опасных интервалов глубинм интерпалов скважины с уступами иг.кривлениями, местами яарея- ки второго ствола и т л. в метрах и

ддпустимые скорости спуска и подъема колонны на них в задатчик 8 перехода к оптимизации при АВПД - глубину залегания покрьппки зоны с АВПД по данным геофизических исследоваНИИ и геологических прогнозов (м) ; в задатчик 1 9 параметров промывочной жидкости - значения ее условной вязкости Т в секундах (с), эффективной вязкости 2 в паузах (П) , статического напряжения сдвига (СНС) промывочной жидкости через 1 мин (б,) и 10 мин (9,о) ее покоя в паскалях (Па), в задатчик 17 конструктивных параметров колонны и скважины - наpy5 ti brfi диаметр бурильных труб (БТ) i н (мм), внутренний диаметр БТ dg (мм), наружный диаметр утяжеленных бурильных труб (УБТ) dy (мм), диаметр скважины D (мм) и общую длину УБТ в колонне 1ч. (м); в задатчик 18 допустимых гидродинамических давлений - допустимое ri-щродинамичес- кое давление при подъеме бурильной при проводке скважины в. нормяльных условиях (МПа), то же в условиях ЛВПД - ЛРп (,Д (МПа), допустимое гидродинамическое давление при спуске бурильной колонны при проводке скважины в нормальных услоВИЯХ йРс.н (МПа) и то же в условиях АВПД - йР (МПа). Ввод параметров в задатчики может быть осуществлен бурильгцшом. Возможна корректировка задания по мере изменения технологичёских условий на скважине |В любое время СПО и между ними. Перед вводом параметров не требуется производить вычислений : значения Т, , 0, и 9 ,д берутся из журнала учета

свойств промывочной жидкости, желательно вводить перечисленные значения, которые пол;чены в результате анализа проб бурового раствора, взятых непосредственно перед СПО - на завершаюпдем этапе предподъемной промывки скважины: бц, dg, Т, dy и l.j - из геолого-технического наряда (ГТН) на скважину: ЛР. .H .ДЗПД результатам расчетов и опыту проводки скважин на данной площади, исходя из условия недопущения поступлений пластовых флюидов в скважину, проявлений и выбросов, а также недопшцения погло

щений промывочной жидкости и гидроразрывов пластов; дц. - по данным геодогических прот нозов.

Блоком 2 вычисления длины кодонн (фиг. 2) в ходе СГЮ и в процессе бурения по сигналам с ЛГ1ТБ 1 и ДВ Д вычисляется длина бурильнор кодонны в скважине L в метрах. Перед очередным спуском колонны бурильщик нажимает кнопку ЗА Спуск (фиг. А) в задатчике 5 направления СПО, высокий уровень напряжения U,,,, устанавливается на первом выходе задатчи- ка 5 направления СПО, а значит - на четвертом входе блока 2 вычисления длины колонны (фиг, 1) и на третьем входе (вход R) счетчика 24 реверсивного (фиг. 2), при этом выход счетчика 24 реверсивного, а значит и блока 2, обнуляется: L , О, что сопровождается обнулением всех шести газоразрядных ламп указателя 10 длины колонны, расположенного перед оператором-бурильпиком, Состояние на выходе блока 2 изменится, когда на первый или второй входы счетчика

24реверсивного с выходов элементов

И 22 или 23 соответственно будут потупать сигналы логическими 1. Это будет иметь место при перемещении загруженного талевого блока, когда на второй вход элемента И 22 (при спуске) или второй вход элемента И 23 (при под15еме) через первьт и второй входы блока 2 соответственно будут поступать импульсы 1 с первого и второго выходов ДПТБ 1 (фиг. 1), а на первых входах элементов И 22 и 23 будет установлен (фиг. 2) сигнал 1.

На третий вход блока 2 поступает аналоговый сигнал UQ, пропорциональ- ньш весу инструмента на крюке О, с выхода ДВ 4 (фиг. 1). Сигнал UQ подается на третий вход сел-егтора 21 амплитудного (фиг,, 2), на первый и второй входы которого с задатчика

25максимальной грузоподъемности и задатчика 26 веса свечи подаются сиг}1алы 11, и П,1 соответственно, причем сигнал П, пропорпионаяен максимальной грузоподъемн :1сти буровой установк С) ц. , а сигнал U,., - весу одной свечи бурильных труб о,. На выходе

е.

селектора 21 амплитудного, выполненного на двухпорог овом компараторе, сигнагт 1 устанавливается только при выпплнени условия

И92030

22 и UQCU,,

(1)

т.е. когда вес инструмента Q находится в пределах

QC

(2)

иначе говоря, при загруженном талевом блоке. Сигнал с выхода селектора 21 амплитудного поступает на первые входы элементов И 22 и 23, управляющих прохождением сигналов на суммирующий (прямой вход ) либо вычитающий (образный вход -1) входы счетчика 24 реверсивного (фиг. 2).

По мере спуска первой свечи бурильной колонны (i 1) в скважину на первый вход (вход +1) счетчика 24 реверсивного поступают импульсы.

если за время ее спуска поступило N импульсов, то на выходе блока 2 установится сигнал, чис- 25 ленно равный

I.

|.А

Ly.o +

N,. Ц„ О + N4 1,0

N,. 1,0 N,, см;

(3)

30

после спуска второй свечи (i 2) (поступило Ыл импульсов)

Х;2 К н

N,-t- Nj, CM,

+ N1 . ц ,

(А)

и ТоД. После спуска i-й свечи в скважину на выходе блока 2 установится сигнал

К . I

ч.,- N:

N

см.

(5)

( 1

По завершении спуска бурильной колонны до забоя на выходе блока 2 формируется сигнал глубины скважины

LCKU х.И

N

см.

(6)

При подъеме колонны импульсы 1 с ДПТБ поступают на второй вход элемента И 23 (фиг„ 1 и 2), а затем - на второй вход (вход -1) счетчика 2Д реверсивного, при этом они вычитаются, сигнал на выходе блока 2 уменьшается. Так, при завершении извлечения из скважины j свечей с момента начала подъема, длина колонны в скважине вычислится блоком 2 в соответствии со следующим выражением

I -M,

Ui

П4 к

VN. 4

уМ, CM,

(7)

где Mj - количество импульсов, пос- тупивших на вход -1 счетчика 24 реверсивного за время подъема j-й свечи, К - количество свечей, наро- щенных на колонну за время долбления, к концу которого глубина сква- жины достигла L.

После завершения подъема и извлечения последней свечи

п+ к п+ к LK. ° (

;-1 j-i

в любой текущий момент времени при СПО или бурении на выходе блока 2 присутствует сигнал, численно равный текущей длине колонны в скважине в двоично-десятичном коде (код 8421), вычисленный согласно выражению

.t

2:н , см.

(9)

.-

Путем переноса запятой в полученном числе на два десятичных разряда влево получаем L, выраженную в мет- pax

В процессе СПО и бурения текущая ЛД1Ина бурильной колонны L индицируется на указателе 10 длины колонны Цифровая индикация используется бу рильщиком не только во время СПО, но и в процессе буреиия для определения проходки на долото за определенный отрезок времени, длины переработки ствола скважины и про

В ходе вьтолнения СПО сигналы с

первого и второго выходов ДПТБ 1 по- I

ступают и на одноименные входы блока 3 вычисления фактической скорости (фиг« J,6). При движении талевого блока буровой установки вниз (спуск) сигналы 1 с первого входа блока 3 (фиГо 6) поступают на первый вход (вход S) триггера 50 и на вторые входы элементов И 55 и 57„ По перво- му сигналу 1 триггер 50 устанавливается, сигнал высокого уровня 1 с выхода последнего поступает на

20

25

30

40

45

- 35

. о я

-

первый вхс-)Д (вхол D) тршт еря 51, С момент-ч подачи тшпряжепия -1, ri ц блок 3 нключается в работу таймер 49, Г енерирую1ций последовательность единичных импульсов япительностью 5-10 МКС с периодом Т, 1,0 с, Сигнал с выхода таймера 49 подается на птсрой вход (вход разрешения записи) элемента 54 запоминания, выполненного на регистре хранения, непосредственно, а на второй вход (вход синхронизации С) триггера 51 и третий вход (вход R) счетчика 48 реверсивного - с задержкой на время DjJ 2,5-5,0 МКС, которая обеспечивается включением элемента 53 задержки о По переднему фронту первого синхроимпульса 1, поступившего на второй вход триггера 51 после установки на его первом входе 1, устанавливается единичный сигнал на первом выходе (прямой выход Q) триггера 51, подаваемый на первые входы элементов И 55 и 56 Этот сигнал будет установлен на время, кратное 1,0 с, до момента завершения процесса спуска талевого блока, он разрешает прохождение счетшз1х импульсов, поступающих с ДПТБ 1 на вторые входы элементов И 55 и 56 Одновременно с сигналом 1 на первом выходе триггера 51 на его втором выходе (инверсный выход Q) появляется сигнап О на все время спуска, который поступает на первый выход блока 3. В ходе спуска сигналы 1 с выхода элемента И 55 поступают на первьй вход элемента ИПИ 59, а с выхода последнего - на первый вход (прямой вход +1) счетчика 48 реверсивного, где суммируются о Суммирование счетных импульсов производится счетчиком 48 реверсивным за интервал времени, равный периоду работы таймера 49 - 1 с. По истечению указанного времени в момент прихода единичного сигнала с выхода таймера 49 на второй вход (вход разрешения записи) элемента 54 запоминания в последнем производится запись информации, поступающей на его первый вход (информационный) с выхода счетчика 48 реверсивного - фактическое перемещение талевого блока за 1 с, т„е. фактическое значение скорости талевого бл жа в цифровой форме v(t)u Затем через время D.J3 подается 1 с выхода элемента 5 i тадер А ки нл третий вход (иход R) гчетчика 48 реперсивиого, он обнуляется и начинает нновь суммирование импульгон, поступающих на ег о первый и второй входы с ДПТБ 1 , за время 1 с,. Если за период 1 с происходит прекращение спуска бурильной колонны и начинается подъем то импульсы с ЛПТБ 1 будут поступат не на первый, а на второй вход блока 3 вычисления фактической скорост При этом первый же импульс 1, воздействуя на второй вход (вход R) триггера 50, сбрась вает его, сигнал О устанавливается на первом входе (вход D) триггера 51. Счетные импульсы поступают также на второй вход элемента И 56, с его выхода - на BTOpoi i вход элемента 1ШИ 60, а с выхода последнего - на второй вход (вход обрат)ого счетчика -1) счетчика 48 реверсивного и вычитаются. Таким образом, за секундный период, в который происходит перехо от спуска талевого блока к подъему, на выходе счетчика 48 реверсивного формируется сигнал, пропорциональный разности между чис,пом импульсов, по ступивиигх на вход +, и числом импульсов, поступивших нн вход -I счетчика,

сли npoi;ecc подъема продолжается, то с приходом очередного синхроимпульса на второй вход (вход С) триггера 51 на его первом выходе (выход 0) устанавливается О, препятствующий прохождению счетных импульсов через элементы И 55 и 56, а на втором выходе (в1,1ход Q) - . Последний сигнал подается на первые входы элементов И 57 и 58, он разрешает прохождение счетных импульсов поступающих с ДПТБ 1 на вторые входы элементов И 57 и 58. В ходе подъема талевого блока импульсы проходят через элемент И 58 на второй вход элемента ИЛИ 59, а с выхода последнего - на первый вход (вход +1) счетчика 48 реверсивного, где суммируются в течение времени 1,0 с„ В конце указанного интервала значение скорости подъема () записывается в элементе 54 запоминания, а счетчик 48 реверсивный начинает вычислять значение скорости в следующую секунду. В течение всего времени подъема на первом выходе блока 3 установлен сигнал 1.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

В момент перехода от подъема талевого блока к спуску счетные импульсы прекращают проходить по цепочке: второй вход элемента И 58 - второй вход элемента ИЛИ 59 - первый вход (вход -И) счетчика 48 реверсивного, а начинают проходить по пути: второй вход элемента И 57 - первый вход элемента ИЛИ 60 - второй вход (вход -1) счетчика 48 реверсивного, формирование выходного сигнала которого происходит так, как описано выше. Итак, блок 3 производит вычисление фактической скорости спуско- подъема путем ее соударения за одно- секундные периоды. На выходе элемента 54 запоминания формируется абсолютная величина фактической скорости в соответствии с выражением

Ф.и, - k ™k см/с, (10)

где k - номер генерируемого таймером 49 интервала с начала работы блока 3, k 0,1,2,3..., 11 - момент времени, входящий в k-й интервал времени, с; число импульсов, поступивших в продолжении k-ro интервала на вход +1 счетчика 48; m | - число импульсов, поступивошх за это же время на вход - с етчика 48 реверсивного, а знак скорости (направление перемещения талевого блока) определяется величиной сигнала на первом выходе блока 3: 1 - подъем, О - спуск. Цифровой сигнал с выхода элемента 54 запоминания v- (t) подается на вход МП 52, аналоговый сигнал V (t) с вьгхода последнего проходит на второй вход блока 3. Величина фактической скорости спуско-подъе- ма va)(t) непрерывно отображается на указателе 15 скорости талевого блока (фиг. )), на третий вход которого подается сигнал с второго выхода блока 3 вычисления фактической скорости.

Блоком 11 вычисления рациональной скорости (фиг. 5) в процессе выполнения СПО по совокупности выходных сигналов с ДВ 4 и блока 3 вычисления фактической скорости вычисляется рациональная скорость спуска или подъема бурильной колонны с учетом технических возможностей буровой установки.

Рациональный режим спуска, прн котором в наибольшей степени удовлетворяются комплексные требоБа1 ия высокой Произво;ц1тельности, качестнен- юй эксплуатации оборудования, тре- Рования техники безопасности, достигается при спуске всех свечей бурильной колонны со средней на скважину установившейся скоростью спуска загруженного элеватора с,,.се 2,0 м/с на всех серийных буровых установках. Такое среднее значение скорости спуска может быть получено при регулировании скорости спуска в зависимости от веса бурильного инструмента на крюке в соответствии с законом

, м/с.

-с.раи -5 - .5- Q/Q.,,,

На фиг.I5 показана рациональная зависимость с, раи, f Л) ставляющая собой прямую линию, для буровой установки с грузоподъемностью QMOIKC 200 т. Скорость спуска изменяется от с. QL, .c 2,5 м/с в случае перемещения легкой бурильной колонны до V( рдц 1,0 м/с

при Q ПмаксПри подъеме бурильной колонны максимальная производительность буровой установки, а значит наименьшее время машинного подъема, обеспечивается при полном использовании установленной мощности привода буровой лебедки. Последнее выполняется при изменении скорости подъема по закону

п,макс

г,рац И«

0,102 N.-ef

П, рои, Q

(12)

где N - установленная мощность первичного двигателя, кВт; U - допустимый коэффициент перегрузки приводного двигателя ;

2 т - КПД грузоподъемного механизма;

Q - вес подвижной части талевой системы, т„

В выражении (12) нашло отражение то, что современные буровые установки имеют высшие скорости подъема, не превосходящие Vj, 2,0 м/с. Рациональная зависимость v рд, fi(Q)

покачана на фиг. 1Ь лпя буровой установки г ) ,-,f -00 Т.

Рлботл блока 11 вмчмсления ранио- ня.чьной скорости ocHona)ia на реализации законов (11) и (12).

выражение (11) моделируется напряжениями на элементе 35 вычитания (фиг. 5) Сигнал с ДВ А U, через

Q первый вход блока 11 подается на

второй вход (инвертирующий) элемента вычитания, на первый вход (неинвертирующий) которого подается сигнал с задатчика Д2 максимальной ско5 рости спуска, пропорциональный

с.рац.макс . Коэффициенты усиления по входам элемента 35 вычитания подобраны таким образом, что на его выходе формируется сиг0 нал, пропорциональный v, по (П), который подается на первый вход (инф„ вход Х2) сдвоенного мультиплексора 40.

Сигнал Ujj подается и на второй

5 вход сумматора 36, на первый вход

которого поступает сигнал с задатчика 43 веса подвижной части талевой системы, пропорциональный Q. Сигнал, пропорциональный сумме (Q-J-+ Q ), по0 дается с выхода сумматора 36 на второй вход делителя 37, на первый вход последнего поступает сигнал с задатчика 47 MOITXHOCTH на крюке, пропорциональный величине 0,102 -p, а на выходе делителя 37 формиру- е1ся сигнал, пропорциональный

п. poiu.

(12), который подается на

первый информационный вход X1 мультиплексора 39 и первый вход компара- тора 41, на второй вход последнего и второй информационный вход Х2 мультиплексора 39 поступает сигнал с задатчнка 46 максимальной скорости подъема, пропорциональный

5

п.макс

2,0 м/с.

5

Компаратор 41 производит сравнение величин напряжений, пропорпио- нальных скоростям v.poy и v. При вьшолнении условия v ро и ri.-лаке выходе компаратора 41 устанавливается высокий уровень на- пряжения и„,„, при v р v,,,,. - низкий уровень напряжения UHQ, пос- Jre:днee подается на первый адресный вход А1 мультиплексора 39.

I

Логика работы мультиплексора 39

и сдвоенного мультиплексора 40, а также подобных элементов в других

блоках устройства описывается тлб- лицей состояния.

Учитьгоая то,что на втором адресном входе А2 мультиплексора 39 всегда устанавливается сигяал О, он управ |Пяется только по первому входу А1 :

при наличии на нем сигнала О (первая строка таблищ.) на выходе мультиплексора присутствует сигнал, пропорциональный vj РД , а при наличии 1 (вторая строка таблилы) - сигнал пропорциональный .anc) т.е. на выходе мультиплексора 39 устанавливается сигнал, пропорциональный Vp рдц по (12), подаваемый на восьмой информационный вход 4 сдвоенного мультиплексора 40 „

Сигнал L g подается также на третий вход, селектора 38 амплитудного; последний совместно с чадатчиками 44 и 45 выполняет те же функции, что и вьшзеописанные селектор 21 аттли- тудный и задатчики 25 и 26 в блоке 2. Сигнал с выхода селектора 38 амплитудного поступает на первый адресный вход А сдвоенного мультиплексора 40, где устанапливается 1 при загруженном талевом блоке и О - при незагруженном. Таким образом, в процессе перемепи-Яия незагруженного талевого блока (первая и третья строки) на обоих выходах сдвоенного мультиплексора 40 и на выходах блока 11 присутствуют нулевые сигналы, так как информационные входы XI, ХЗ и Y1, Y3 соединены с общим проводом блока II (фиг, 5), поэтому на них установлены сигналы О. В процессе переметения тлгруженного элеватора на одном ич выходов блока

0

5

0

5

0

5

0

5

0

11присутствует сигнал, отличный от нуля и пропорциональный рациональной скорости спуско-подъема, В ходе спуска бурильной колонны на второй адресный вход А2 сдвоенного мультиплексора 40 поступает сигнал О с второго входа блока 11 (вторая строка таблицы), второй выход (выход X) подключается к второму информационному входу Х2 и на втором выходе блока 11 устанавливается сигнал, пропорциональный Vc.pau , в это время

на первых выходах сдвоенного мультиплексора 40 и блока 11 установлены нулевые сигналы, так как шестой информационный вход Y2 соединен с общим проводом блока 11. В ходе подъема колонны на втором адресном входе А2 установлен сигнал 1 (четвертая строка таблицы), первый выход (выход У) сдвоенного мультиплексора 40 подключается к восьмому информационному входу Y4 и на первом выходе блока 11 устанавливается сигнал, пропорциональный V.. рац, а на втором выходе блока 11 - нулевой, так как четвертый информационный вход Х4 сдвоенного мyльт mлeкcopa 40 имеет нулевой потенциал (соединен с общим проводом блока 11).

Сигналы, пропорциональные Vf, или v рдц , с первого и второго выходов блока 1 непрерывно в течение - всего времени работы устройства поступают на одноименные входы блока

12оптимизации скорости. Задатчик 8 перехода к оптимизации при АВПД (фиг. 3) имеет вход, на который поступает сигнал с выхода блока 2 вычисления длины колонны, пропорциональный текущей длине колонны в скважине L,, он подается на первый вход компаратора 28, на второй вход которого поступает сигнал

с задатчика 29 глубины покрышки зоны АВПД - ., Сигнал L в процессе СПО изменяется в диапазоне О L скв омпаратор 28 проверяет выполнение неравенства

СК6

к.макс- 4,впд

(13)

при выполнении которого на его выходе устанавливается сигнал логической 1, поступающий на первый вход (вход S) триггера 30, последний устанавливается и сигнал 1 поступает на выход задатчика 8, что свидетельствует о внедрении скважины в зону покрьппки пластов с АВПД или разбуривании самих зон с аномально высокими пластовыми давлениями. Если глубина скважины не достигла Ь . , то на выходе задатчика 8 присутствует О. О выполнении условия (13) бурильщика информирует световое табло АВПД сигнализатора 16 опасных интервалов, на второй вход которого поступает сигнал с выхода задатчика 8 (фиг„ 1).

Сигнал с выхода задатчика 8 поступает также на тринадцатый вход блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям (фиг. 1,7). С учетом уровня этого сигнала по совокупности сигналов на первом входе с блока 2 вычисления

1,808(У 0Г L 32723

где -, зквивалентная длина бурильной колонны:

L, ч L. + 1ц , , м;

(15)

1 - зквивалентная длина УБТ, которая вычисляется по формуле Мовсумова А.А.; 35

,D - dn D dn т ,. , ч

Ч,э 5 -d7b

( - коэффициент перекрытия сечения 40 скважины, определяемый по формуле:

V (d - d ,)/DS

(17)

с - доверительный интервал U Р, , принимаемый равным 0,14 МПа„

Допустимая скорость спуска бурильного инструмента в скважину определяется по формуле

ч г

ЬР, (D - d,)/33 Ьц. , м/с.

(18)

Работа блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям основана на реализации за- конов (14) и (18)„

На второй - тестой входы блока 7 (фиг. 1,7) . с задатчика 17 конструк с.г

длины колонны, пропорционального L,, на втором - честом входах с задатчика 17, на седьмом - десятом вхо- дйх с задатчика 18, на одиннадцатом и двенадцатом входах с задатчика 19 и на четырнадцатом входе с блока 20 вычисления СНС блоком 7 вычисляется допустимая скорость спуско-подъема по гидродинамическим условиям в сква жине. Многочисленными исследованиями установлена сильная зависимость возникающих в скважине гидродинамических давлений АР от скорости выполнения СПО, чем и обусловлива- ся необходимость ограничения скоростных режимов спуско-подъема.

Вычисление допуст1-1мой скорости подъема бурильной колонны производится в устройстве по формуле

&

1 , () 1 0,00555 TJ

(14)

0

5

0

45

50

тивлых параметров колонны и скважины поступают сигналы, пропорциональные: dj - на второй вход, 1) - на третий вход, fl ч ия четвертый вход, 1-й - на пяты11 вход, d g, - на шестой вход; сигналы dy, D, с1ц, d g, поступают на объедитшнныо первый и второй входы умножителей 69 - 72 соответственно, на выходах последних формируются сигналы, пропорциональные d, D, dj,, d ( с выхода умножителя 69 поступает на первый вход (неинвертирующий) элемента 75 вычитания, на второй вход (инвертирующий) которою поступает сигнал d с выхода

D J Q

умножителя 72, а сигнал (d - dц), снимаемый с выхода элемента 75 вычитания, подается на второй вход делителя 79, на первом входе которого

л

установлен сигнал D , снимаемый с выхода умножителя 70„ На выходе делителя 79 формируется сигнал, пропорциональный (. (по формуле 17), последний подается на первый вход умножителя 67 и вход элемента 82 возведения в степень, на выходе которого формируется сигнал U , подаваемый на второй вход умножителя 65. На первый - седьмой Bxojibi узла 89 вычисления эквивалентной длины (фиг. 7,8) подаются сигналы сосп петственно:

лП

dy - С выхода умножителя 69, D - с выхода умножителя 70, d - с выхода умножителя 71, 1у - фактической длииы ym Г|урнп иой колонне - с ныхо- да мультиплексора 85, d, - с второго пхода блока 7, I) - с третьег о входа блока 7 и d ( - с четвертого входа блока 7. На первые входы (неинверти- рую1чие) элементов 90 и 91 вычитания с второго входа узла 89 поступает сигнал 1), а на первые входы (неин- вертируюпие) элементов 92 и 93 вычитания - с шестого входа г R. На вторые входы (инвентируюи1ие) элементов 90-93 вычитания с первого, третьего, пятого и седьмого входов узла 89 по 2. О

даются сигналы d , d, d LJ соответственно, так что на их выходах формируются сигналы, пропорциональ9 2

ные разностям D - d, D - d, D - d D - du соответственно. Последние подаются: на первый вход делителя 94, второй вход делителя 94 и второй выход узла 89, первый рход делителя

95,второй вход делителя 95. На выходах делителей 9Д и 95 формируются сигналы, ппопор1шональн че

( dJ)/( dy) и (I) - A,}/ (D-dy) подаваемые соответственно на объединенные первый и второй входы умножителя 97 и первый вход умножителя

96,на второй вход которого подается сигнал 1,: с четвертого входа узла 89. На первый и второй вход1.1 умножителя 98 поступают сигналы с выходов соответственно умножителей 97 и 96, На выходе умножителя 98 формируется сигнал, пропорциональный 1ч (16), поступающий на первый выход узла 89.

Сигнал 1у,э подается на второй вход сумматора 63 (фиг. 7), где суммируется с сигналом поступающим с выхода элемента 74 вычитания на его первый вход. Функцию вычисления Ьц осуществляет элемент 74 вычитания путем вычитания сигнала, пропорционального длине УБТ lu в текущий I„

момент времени, который подается с

выхода мультиплексора 85 на второй вход (инвертирующий) элемента 74, из сигнала, пропорционального полной длине бурильной колонны в скважине L|4, который подается на первый (неинвертирующий) вход элемента 74 с выхода ЦАЛ 62, т.е. L| L - ly. Аналоговый сигнал L снимается с вход ЦАП 62, на вход которого с выхода преобразователя 61 кода поступает сигнал 1-|(1) в двоичном коде, получаемый из сигнала ) поступа0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ющего на первый иход блока 7 с выхода блока 2 вычисления ;уп1ны кoлoнf ы, и подается на neiiBbrii информационный вход Х2 мультиплексора 85 и первый вход компаратора 86, на втором входе которог о и втором информационном входе XI мультиплексора 85 постоянно присутствует сигнал с пятого входа блока 7, пропорциональный lue . Компаратор 86 проверяет выполнение условия Ъ ч 5 и своим выходным сигналом, подаваемым на первый адресный вход А1 мультиплексора 85, управляет работой последнего. В случае выполнения условия (вся колонна состоит только из У1)Т) сигнал 1 с выхода компаратора 86 подается на первый адресный вход А1 мультиплексора 85 (вторая строка табл 1), который подключает свой выход к первому информационному входу Х2, при этом на выходе мультиплексора 85, а значит и на втором входе элемента 74 вычитания и четвертом входе узла 89, установится сигнал, пропорциональный 1 L) LU. В случае невыполнения условия (все УБТ находятся в скважине, кроме них в бурильную колонну входят и бурильные трубы) сигнал О с выхода компаратора 86 подключает выход мультиплексора 85 (первая строка таблицы) к второму информационному ходу XI, при этом на выходе мультиплексора 85 устанавливается сигнал, пропорциональный 1ц 1у с игнал с выхода сумматора 63, пропорциональный L J по формуле (15), поступает на первые входы умножителей 66 и 64, на второй вход последнего подается сигнал 32,23-е ° - с выхода элемента 81 вычисления экспони; ты, на вход которого поступает сигнал, пропорциональный Т, с одиннадцатого входа блока 7 Сигнал с выхода умножителя 64 поступает на первьм вход умножителя 65, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный величине 32, 23 . , c. подаваемый на второй вход делителя 77, на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный величине (АР -о ), снимаемый с выхода элемента 76 вычитания, на первые и второй (инвертируюпцчй) входы последнего поступают си-гналы с первого выхода (выход X) сдвоенного мультиплексора 84, пропорциональные ДР„, сигнала с задатчика 87 доверительного интервалп rooTFiGTrTBexHt). (ш нал с выхода делителя 77 подается на второй вход (инвертиру11мпий) элемента 73 вычитания, на первый вход которого пода- ется сигнал с задатчика 88 уровня напряжения 1. На выходе элемента 73 вычитания сигнал пропорционален величине

ДРо -8

°

который подается на вход элемента 83 логарифмирования. Сигнал с выхода элемента 83 логарифмирования, про- порциональный величине (-In А/1, 808) подается на первый вход делителя 78, на второй вход которого подается сигнал , cv Qt с выхода умножителя 67, на второй вход последнего сигнал, пропорциональный текущему значению сне 0, поступает с блока 20 вычисления сне через четырнадцатый вход блока 7. С выхода делителя 78 сигнал пропорциональный допустимой скорое- ти подъема Vpp по (14), поступает на первый выход блока 7 вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям.

Сигнал, пропорциональный L , , с выхода умножителя 66 на второй вход которого поступает сигнал J с второго выхода задатчика 19 параметров промывочной жидкости через двенадцатый вход блока 7, подается на первый вход делителя 80, на второй

вход которого подается сигнал (D - dj) с второго выхода узла 89 вычисления эквивалентной длины. На выходе делителя 80 формируется сигнал, про- порциональный (D - Лц)/33 Ьк.э 2 поступающий на первый вход умножителя 68, на второй вход которого поступает сигнал йРр с второго выхода (выход Y) сдвоенного мультиплексора 84. Сигнал с выхода умножителя 68, пропорциональный допустимой скорости спуска УС г (18), поступает на второй выход блока 7.

С выхода задатчика 18 допустимых гидродинамических давлений (фиг. 1) на входы блока 7 (фиг. 1,7) поступают следующие сигналы: U РП, на седьмой вход, ЛР двпл восьмой вход, ДРс.н а девятый вход, йР А6ПД десятьй вход, которые подаются соответственно на первый (вход XI), второй (вход Х2), пятый (вход У1) и пгестой (вход Y2) инфор

з 0 5

0

5

Q

0

5

мациоиные глвоеннот-о мультиплексора 8Д, работой KOTopoi o управляет сигна,п, поступающий на его первый адресны вход А1 с выхода тадат- чика 8 перехода к оптимизации при ЛВПД через тринадцатый вход блока 7, При нормальных условиях проводки скважины на входе А1 - О (первая строка таблицы), выходы сдвоенного мультиплексора 84 подключены к первому и пятому информационным входам (XI и Y1), поэтому на первом выходе (выход X) устанавливается сигнал ДРр f , а на втором выходе (выход У) - с.м Р вскрытии пластов с АБПД на входе А1 устанавливается сигнал 1 (вторая строка таблицы), что приводит к подключению выходов сдвоенного мультиплексора 84 к второму и шестому информационным входам (Х2 и Y2), поэтому на его первом и втором выходах устанавливаются сигналы соответственно ЛР ЙВПА йР(., д(1|ПД Таким образом, блок 7 автоматически переходит от вычисления допустимой скорости по гидродинамике в нормальных условиях проводки скважины к вычислению допустимой скорости СПО в условиях вскрываемых или вскрытых зон АВПД.

Сигнал, пропорциональный текущему значению СНС 0, поступает на четырнадцатый вход блока 7 с выхода блока 20 вычисления СНС, KOTopbrfi по каждог поднимаемой свече вырабат1.тает сигнал й. f(tpp.; ), где г. рр , - время простоя промывочной жидкости перед подъемом i-й свечи. Последнее вычисляется блоком 6 вычисления времени простоя (фиг. 1 и 11) по совокупности сигналов, поступаюпщх на его первый и второй входы с выхода блока 2 вычисления длины колонны и второго выхода задатчика 5 направления СПО соответственно.

После завершения очередного долбления на первый вход блока 6 вычисления времени простоя (фиг. 11) подается сигнал L I cKe, блока 2, он поступает на вход преобразователя 137 кода, на выходе которого формируется сигнал Ьк(7) - двоичном коде, подаваемый на первый вход элемента 139 запоминания и вторые входы компараторов 135 и 136, Так как на первом входе компаратора 135 постоянно установлен сигнал О, то он проверяет выполнение условия l.j о, при выполнении которого на его выходе устанавливается I. иначе О. После окончания бурения к скь сигнал О подается с выхода компаратора 135 на первый вход (вход R) триггера 134 и выход элемента НЕ 141 с выхода последнего сигнал 1 поступает на второй вход (вход D) триггера 134, После завершения предподъемной промывки скважины бурильщик нажимает кнопку 33 Подъем (фиг. 4) на задатчике 5 направления СПО, сигнал 1 с второго выхода последнего поступает через второй вход блока 6 на третий вход (вход С) триггера 134, по переднему фронту этого сигнала триггер 134 устанавливается, сигнал 1 с его выхода поступает на вход таймера 132 и запускает последний, С выхода таймера 132 в течение всего времени подъема бурильной колонны из скважины на второй вход (вход разрешения запи20 ненном с первым входом элемента 14 запоминания, сигнал, пропорциональ ный времени простоя, возрастает по величине. По истечению времени 1 мин с начала простоя импульс с

си) элемента 139 запоминания, первый 2 выхода элемента И 143 поступает на

вход (вход +1) счетчика 133 и вход делителя 138 частоты поступает последовательность единичных импульсов длительностью 5-10 мкс с перио t;( p )/т П2.

дом Т,, 5 с (fi3j l/Tij2 0,2 Гц)

С выхода делителя 138 импульсы длительностью 5-10 мкс с периолом ,g 60 с 1 мин поступают на первый вход элемента И 143. По каждому единичному импульсу, поступающему на второй вход элемента 139 запоминания, запоминается текущая длина колонны. Сигнал, пропорциональный L., i (m

0,1,2,3,,.. - номер импульса,генерируемого таймером 132 с момента его включения) с выхода таймера 132 подается на первый вход компаратора 136, последний проверяет условие L к Ь. в промежутке времени Т ,j2 5, с, т„е„ выясняет, перемещается ли талевый блок буровой установки или нет, другими словами, перемешивается ли промывочная жидкость в скважине или находится в состоянии покоя. В случае вьтолнения условия (простой) сигнал 1 устанавливается на третьем выходе компаратора 136 (выход ) и подается на второй вход И 143, в случае невыполнения условия (колонна перемео1ается в скважине) сигнал 1 появляется либо на первом выходе (выход с), либо на втором выходе (выход ) компаратора 136, который подается на первый

30

35

40

45

50

55

второй вход (вход разрешения запис элемента 140 запоминания и в послед нем запоминается двоичное число, пропорциональное tnp.Q Между тем, сигнал на выходе счетчика 133 продолжает возрастать по величине и че рез каждую минуту простоя содержимо элемента 140 запоминания обновляет возрастающий во времени сигнал, про порциональный t рр Q , поступает с вы хода элемента 140 запоминания на вы ход блока 6. В момент страгивания бурильной колонны с места (начало 1-го цикла подъема) L начинает изменяться во времени, на третьем выходе (выход ) компар -ора по- чвляется О, который запрещает дал нейшую запись информации в элемент 140 запоминания и на выходе последн го сигнал t пр.о сохраняется до нача ла следующего простоя, последующего за завершением подъема 1-й свечи. Первый сигнал 1 с первого выхода компаратора 136 поступает на второй вход (вход R) счетчика 133 и обнуля ет его выход. Обнуление счетчика 13 затем будет производиться в течение всего времени подъема 1-й свечи. По ле постановки бурильной колонны на клинья начинают выполняться вспомогательные работы 1-го цикла, промывочная жидкость в скважине приходит в состояние покоя, начинается

Сигнал LK не изменяется по в

.t

либо второй входы элемента Ш1И 142, а с выхода последнего - на второй вход (вход R) счетчика 133. После остановки циркуляции промывочной жидкости и нажатия бурильщиком кнопки 33 Подъем бурильная колонна и промьшочная жидкость в скважине находятся в состоянии покоя до

момента начала подгьема первой свечи в течение некоторого времени t„р , это в.ремя вычисляется блоком 6о Так как колонна неподвижна, то 1 присутствует на третьем выходе компаратора 136 и втором входе элемента

И 143. Импульсы с выхода таймера 132 поступают с частотой 0,2 Гц на счетный вход счетчика 133 и суммируются в нем, на выходе счетчика 133, соединенном с первым входом элемента 140 запоминания, сигнал, пропорциональный времени простоя, возрастает по величине. По истечению времени 1 мин с начала простоя импульс с

выхода элемента И 143 поступает на

0

5

0

5

0

5

второй вход (вход разрешения записи) элемента 140 запоминания и в последнем запоминается двоичное число, пропорциональное tnp.Q Между тем, сигнал на выходе счетчика 133 продолжает возрастать по величине и через каждую минуту простоя содержимое элемента 140 запоминания обновляется, возрастающий во времени сигнал, пропорциональный t рр Q , поступает с выхода элемента 140 запоминания на выход блока 6. В момент страгивания бурильной колонны с места (начало 1-го цикла подъема) L начинает изменяться во времени, на третьем выходе (выход ) компар -ора по- чвляется О, который запрещает дальнейшую запись информации в элемент 140 запоминания и на выходе последнего сигнал t пр.о сохраняется до начала следующего простоя, последующего за завершением подъема 1-й свечи. Первый сигнал 1 с первого выхода компаратора 136 поступает на второй вход (вход R) счетчика 133 и обнуляет его выход. Обнуление счетчика 133 затем будет производиться в течение всего времени подъема 1-й свечи. После постановки бурильной колонны на клинья начинают выполняться вспомогательные работы 1-го цикла, промывочная жидкость в скважине приходит в состояние покоя, начинается

Сигнал LK не изменяется по .t

личине, поэтому i устанавливается на третьем выходе, (выход ) компаратора 136. Счетчик 133 начинает вновь суммирование импульсов, поступающих на его первый вход (+). Каждую минуту информация с выхода счетчика 133 считывается и фиксируется в элементе 140 запоминания, на выходе блока 6 формируется сигнал tпри двоичной форме, пропорциональный времени простоя жидкости в 1-м цикле. Аналогично блок 6 работае в любом i-M цикле подъема, на йго выходе формируется сигнал t рр , пропорциональный времени простоя жидкости в этом цикле. В момент извлечения из скважины последней свечи формула (8) на второй вход компаратора 135 поступает сигнал Т. О, при этом на его выходе появляется 1, которая поступает на первый вход (вход R) триггера 134 и обнуляет его выход, что приводит к остановке таймера 32 и прекращению работы всех других элементов блока 6, Сигнал О устанавливается на втором входе (вход D) триггера 134, Блок 6 вступит в работу лишь в начале следуюп1е го периода подъема бурильной колонны из скважины.

В начальный момент i-ro цикла подъема на третий вход блока 20 вычисления СНС (фиг. 12) поступает сигнал tpp ,. , пропорциональный времени простоя промывочной жидкости в скважине после завершения подъема предыдущей (1-1)-й свечи. Этот сигнал поступает на вход НАЛ 144, а с его выхода сигнал t: р ,., в аналоговой форме подается на вход элемента 1А5 логарифмирования.

Обработка экспериментального материала позволила сделать вывод о том, что наиболее точно (с погрешностью менее 5-7%) данные экспериментов по выявлению зависимости СНС промывочной жидкости от времени нахождения ее в покое описываются выражением вида

0 f(tpp) А + B-lg(tnp), Па,

(19)

где t рр - время простоя промырочной жидкости, мин. , В 0,0 -9, - коэффициенты. Па, легко определяемые по измеренным значениям СНС 0 , и 0 ,Q . Работа блока 20 основана на вычислении б по закону (19).

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

С выхода элемента 145 логарифмирования сигнал, пропорциональный величине lg(t. ,, ), подается на второй информап,ионный вход Х2 мультиплексора 146 и первый вход компаратора 147, на втором входе которого установлен сигнал О. Компаратор 147 проверяет выполнение условия lg(t(,p ) ЬО. Если это условие выполняется, то сигнал 1 с первого или второго выхода компаратора 147 подается на первый или второй входы элемента ИЛИ 151, а с выхода последнего сигнал 1 поступает на первый адресный вход А1 мультиплексора 14fS (вторая строка таблицы), который подключает CBOI I выход к второму информационному входу Х2 и на первый вход умножителя 148 с выхода мультиплексора 146 подается сигна: Т, пропорциональный lg(). В случае невыполнения условия (IgCtnp j, ) П, т.е. (tnp, ;.., 1 мин ) входе А1 мультиплексора 146 установлен сигнал О (первая строка таблицы). Сигнал О с первого информационного входа XI мультиплексора 146 поступает на первый вход умножителя 148. На второй вход умножителя 148 с выхода элемента 150 вычитания поступает сигнал, пропорциональный величине коэффициента Б - д (с, S , последний формируется из сигналов 9,0 и S,, постулаютцих на второй и первый (инвертирующий) входы соответственно элемента 150 вычитания через второй и первый входы блока с четвертого и третьего соответственно выходов задатчика 19 параметров промывочной жидкости (фиг. 1). Сигнал б, подается также на второй вход сумматора 149, на первый вход которого поступает сигнал В « )ilg( ,) с выхода умножителя 148. С выхода сумматора 149 сигнал, пропорциональный (9, подается на выход блока 20. Таким образом, на выходе блока 20 всегда присутствует сигнал, пропорциональный истинному яначени ) СНС промывочной жидкости в CKpaAiiiie

б|, С учетом изменения величины

этого параметра в зависимости от времени простоя промывочной жидкости в каждом i-M цикле подъема бурильной колонны.

в процессе СНО на первый - шестой входы блока 12 оптимизации скорости (фиг. 1,9) поступают с выходов соответственно блока 11 пычнгления раци- oHaju.nnii скорости, блока 7 вычисления скорости по гидродинамическим условиям и задатчика 9 опасных интервалов следующие сигналы:

п, рпц

первый вход, Vp „,, ц - на второй вход V 1 J, - на третий вход, v . - на четвертый вход, v р, - на пятый вход и - на шестой вход. Причем в зависимости от направления процесса СПО - подъем или спуск, на первый или второй входы блока 12 подается только один из сигналов п.рац ЛИ с рац имеет нулевой уровень. Сигналы v и с о( имеют уровень, соответствующий максимально возможной скорости спуско- подъема, равной 2,5 м/с, всегда, когда , не попадает во введенные в задатчик 9 опасные интервалы скважины (фиг. 17). Если текущая длина колонны L1 попадает на один из опасных интервалов е (е 1,2,3,...), то с первого и второго выходов за- датчика 9 на пятьй н шестой входы блока 12 подаются сигналы, пропорциональные заданным скоростям подъема и спуска на этом интервале v д,, g и VPQP g . Одновременно появляется сигнал на третьем выходе задатчика 9, поступающий на первый вход сигнализатора 16 опасных интервалов, что сопровождается включением светового табло Опасный интервал и звуковым сигналом, последние снимаются ,после прохождения низом колонны опасного интервала скважины.

Блок J2 (фит. 9) производит анализ величин, поступающих на его входы допустимых по различным технологическим условиям скоростей и передает на свой выход минимальную из них, последняя является для данного момента СПО оптимальной скоростью - максимально возможной скоростью при действующей совокупности ограничений

Функцию оптимизации скорости подъема и спуска выполняют соответственно: узел 95 оптимизации скорости подъема и узел 100 оптимизации скорости спуска (фиг. 9).

В ходе подъема бурильной колонны на первый - третий входы узла 99 поступают сигналы Vn.pom , г ч i.on соответственно, Сигнал v р, подается с второго входа узла 99 на первые входы компаратора 101 и мультиплексора 103 (инф. вход XI), а сигнал

0

5

0

v .. подается с третьего входа узла 99 на вторые входы компаратора 101 и мультиплексора 103 (вход Х2). Компаратор 101 проверяет выполнение условия УП,Г VPI Q , если условие выполняется, то сигнал 1 с выхода компаратора 101 подается на третий вход (адр. вход А1) мультиплексора 103, при этом на выход мyJ iьтиплeкco- ра 103 поступает сигнал Vp, (,„ с второго входа (вход Х2). Если условие Vpp п on - вьтолняется, то на третьем входе (вход А1) мультиплексора 103 появляется сигнал О, что приводит к появлению на выходе сигнала Vp р с первого входа (вход XI) мультиплексора 103,, Т.е на выходе мультиплексора 103 наличествует меньший из сравниваемых сигналов

5

5

0

ИЛИ V

п ,оп

который и подается на первые входы компаратора 102 и мультиплексора 104 (инф. вход XI). На вторые компаратора 102 и мультиплексора 104 (вход Х2) подается сигнал Vп.pдц с первого входа узла 99. Пусть, например, с выхода мультиплексора 103 поступил сигнал У, , тогда компаратор 102 проверяет выпол- Q нение условия ,гаи, Компаратор 102 и мультиплексор 104 работают аналогично компаратору 101 и мульти- плеКсору 103. На выходе мультиплексора 104 формируется сигнал, пропорциональный минимальной из сравниваемых скоростей, например , кото- рьй поступает на выход узла 99 и первый выход блока 12 - v „ . В ходе спуска бурильной колонны аналогично работает узел 100 оптимизации скорости спуска. V(..onr

0

5

с выхода последнего поступает на вто- - рой выход блока 12. В ходе спуска сигнал имеется только на втором вы- с ходе блока 12, и при подъеме только на первом выходе, другой выход обнуляется.

Сигнал, пропорциональный оптимальной скорости спуско-подъема, подается (фиг. 1) с первого и второго выходов блока 12 оптимизации скорости на одноименные входы указателя 15 скорости талевого блока, иа третий вход которого поступает сигнал с выхода блока 3 вычисления фактической скорости спуско-подъема. Обе скорости индицируются на указателе 15, что дает возможность бурильщику сравнивать их и, воздействуя на органы

управления подъемной и тормозной систем установки, поддерживать оптимальный режим спуско-подъема, для чего необходимо реапизовать условие V(p onr При Vq,..Vg ухудшаются технико-экономические показатели по СПО, а режим при v является потенциально аварийным, а поэтому недопустимым, в этом режиме указате- лем 15 формируется звуковой сигнал.

Сигнал с первого выхода блока 12, пропорциональный Vp,(jnri подается на второй вход блока 13 вычисления оптимальных положений талевого бло- ка (фиг. 1), на первый вход которого поступает сигнал п с выхода ДВ4. По совокупности входных сигналов блок 13 вычисляет оптимальные положения талевого блока, в которых не- обходимо производить отключения приводного двигателя, буровой лебедки и оперативной ПЯТМ в конце подъема бурильной колонны на длину свечи, чтобы загруженный талевый блок остано- вился в положении, обеспечивающем нормальную работу ключа АКБ при развинчивании нижнего замкового соединения поднятой свечи. Для ведения процесса остановки загруженного талевог блока в оптимальном режиме двигатель и ШПМ буровой лебедки необходимо отключать в следующих положениях

7

0,37 IT ( le.eVvy..n S,

R

М

« (20)

1К 1

м Г 1 -0,35 5д, м;

« ст (21 )

где Яд - путь, который должен пройти замок колонны от момента отключения двигателей до входа в зону ключа АКБ, м; S л, - то же, для отключения ШПМ, м; IT - кратность талевой системы; R - средний радиус навивки каната на барабан лебедки, м Vy.i.n установившаяся скорость подъема загруженного талевого блока, м/с; 1пр момент инерции привода, Т|М-, 1 6, в рабанного вала лебедки, ,с ; , В,, К, С - коэффициенты;

М

, R-(Q + QT) ir, т,м. (22)

статический момент нагрузки на валу лебедки, т-м 1 - КПД талевой систе в11.

KoMefiT инерции бараблшкч о вала есть величина постоянная, а момент инерции привода меняется с переходом от одной скорости под1)ема к другой, т.е. 1рр f(Vp), например, для установок Уралмаш-ЗЛ и Уралмаш-ЧЭ ;

Q

5 0 5 Q

5

0,15 т-м-с ; I пр 2,5; 1 ,7;

0,е,0; 0,30; 0,15 . 1, II, III, IV и V скоростей соответственно. Работа блока 13 основана на реализации зависимостей (20) - (22).

Сигнал Up подается с первого входа блока 13 на второй вход сумматора 105 (фиг. 10), на первый вход которого подается сигнал, пропорциональный Q, с задатчика 121 веса подвижной части талевой системы,. Коэ|})фици- енты усиления по входам сумматора 105 подобраны таким образом, что на его выходе формируется сигнал, пропорциональный М р- (формула 22), который подается на первый вход сумматора 1ОЬ и второй вход делителя 108, на первьп вход последнего подается сигнал с выхода задатчика 122 конструктивного коэффи1хиента талевой системы, пропорционального К т 0,. На выходе делителя 108 формируется сигнат К который подается на первый вход умножителя 110, на второй вхол последнего поступает сигнал, пропорциональ- .1

ньш V

rt.onr

с выхода умножителя 112,

на объединенные первый и второй входы которого поступает сиг нал

0

,

п. опт

через второй вход блока 13

с первого выхода блока 12. Сигнал KKT VP.OHT/MCT с выхода умножителя 110 поступает на первый вход умножителя 111, на второй вход которого поступает сигнал Inp Tg с выхода сумматора 107, полученный из сигналов I р и Ig ц , поступающих на его первый и второй входы с выходов соответственно коммутатора 131 и задатчика 124 момента инерции барабанного вала. На коммутируемые входы 1,3,5,7 и 9 коммутатора 131 поступают сигналы с задатчиков 125- 129 соответственно, пропорциональные Ipp.r , I пр ir Inplir I f p I

. Ha пять четных входов управления коммутатора 131 поступают сигналы с выходов селекторов 115-119 амплитудных соответственно, на третьи входы которых подается сигнал и,, Vn.enT с второго входа блока

Опорное напряжение пропорционально максимально возможной скорости подъема, т.е„ . 2,0 м/с, Резисторы делителя 130 Rj- Ry подобраны таким образом, чтобы напряжения в точках T-IV были пропорциональны скоростям подъема на I-IV пе редаче коробки скоростей привода лебедки, т.е. Uj v , ,

llt .tlT i4 n. IX

Сигнал UQ 0 с первого выхода делителя 130 поступает на первый вх селектора 115, U j- с второго выхода на второй вход селектора 115 и первый вход селектора 116,lJjj с третьего выхода - на второй вход селектора 116 и первый вход селектора 117, U.JJ с четвертого выхода - на второй вход селектора 117 и первый вход селектора 118,lli-v - с пятого выхода- на второй вход селектора 118 и первый вход селектора 119, U - с шее того выхода - на второй вход селектора 119. Пусть вычисленная v, опт такова, что v „ v,,, v ,, тогда Uj U J и jj и для селектора 1 1 7 выполняется условие U, , что приводит к установке на его выходе сигнала 1 и подключению выхода коммутатора 131 к пятому входу, на выходе коммутатора 131 устанавливается сигнал I рр Tppjfj, Аналогично работает коммутатор 131 при других значениях v

На выходе умножителя 111 формируется сигнал, пропорциональный S. (формула 20), который подается на второй вход (инвертирующий) элемента 113 вычитания и на второй выход блока 13.

На второй вход сумматора 106 поступает сигнал с задатчика 123 конструктивного копЛГ;,ициента КШМ С, что приводит к появлению на выходе сумматора 106 сигнала, пропорционального величине К, М ,,-i- С, подаваемого на первый вход делителя 109, на второй вход которого поступает сигнал УН Q с второго входа блока 13. На выходе делителя 109 формируется сигнал, пропорциональн) величине В

г

5

0 5 о Q

с

5

0

В,. (K - С), подаваемый на вход элемента Г14 логарифмирования, а сигнал In B/(v с выхода последнего - на первый вход элемента 113 вычитания. С выхода элемента 13 вычитания сигнал, пропорциональный SM (формула 21), подается на первый выход блока 13.

Сигналы S и Яд с первого и второго выходов блока 13 (фиг. 1) подаются на одноименные входы указателя 14 положения талевого блока, на третий вход которого поступает сигнал о фактическом положении талевого блока S(t) с выхода Д1ТБ 1. Все входные сигналы индицируются на указателе 14, что дает возможность бурильщику сравнивать их и, отключая в нужные моменты времени двигатели (S(t) Яд) и ИШМ (S(t) Я„) и нак- ладьтая ленточный тормоз лебедки, реализовывать оптимальную остановку загруженного талевого блока без затрат времени на подгонку замка колонны в зону ключа АКБ, с минимумом физиологической работы при торможении и минимумом износа ленточного тормоза,

Предлагаемое устройство, в отличие от известного, позволяет производить оптимизацию скорости СПО с учетом допустимой скорости по гидродинамическим условиям в скважине, которая вычисляется в соответствии с текущим значением статического напряжения сдвига промывочной жидкости, изменяющимся от цикла подъема к циклу в зависимости от времени простоя бурового раствора в предыдущем цикле подъема. Адаптация вычисл лия допустимой скорости подъема по гидродинамическим условиям к изменению СНС промывочной жидкости в скважине, осуществляемая устройством по каждому циклу подъема бурильной колонны на длину свечи, позволяет уменьшить скорость подъема при увеличении времени простоя в предыдущем цикле подъема или, наоборот, увеличивать скорость подъема при сокращении времени простоя промывочной жидкости в скважине и тем самым исключать влияние процесса структурообразования, протекающего в буровом растворе, на величину гидродинамического давления, возникающего в скважине при подъеме бурильного инструмента. При таком адаптивном вычислении допустимой

скорости подъема по гидродинамическим условиям при любом ритме СПО (при любых простоях в циклах подъема) величина гидродинамического давления в скважине не превышает допустимого значения ЛР„. Этим обеспечивается исключение осложнений и аварий при выполнении СПО на скважинах с высокопроницаемыми пластами и зонами с АВПД и повышение надежности буровых работ вообще.

Кроме того, в случае слаженной работы членов буровой вахты на исправном и отлаженном спуско-подземном оборудовании буровой установки в ходе подъема бурильной колонны, когда время простоя скважины в каждом цикле не превышает 2-3 мин, адаптивное вычисление допустимой скорости подъема по гидродинамическим условиям, позволяет повысить производительность труда при СПО за счет увеличения скорости подъема колонны.

Осуществляемое блоком вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям более корректное определение эквивалентной длины колонны в скважине способствует увеличению точности определения допустимых скоростей спуско-подъема.

Формула изобретения

1 с Устройство оптимизации спуско- подъемных операций в бурении, содержащее блок вычисления оптимальных положений, два выхода которого соединены с соответствующими входами указателя положения талевого блока, датчик перемещения талевого блока, два выхода которого соединены с со- ответствуюп;,ими входами блока вычисления длины колонны и с третьим и четвертым входами указателя положения талевого блока, датчик веса на крюке, выход которого соединен с первыми входами блоков вычисления рациональной скорости и оптимальных положений, а также, с третьим входом блока вычисления длины колонны, два выхода блока вычисления рациональной скорости соединены с соответствующими входами блока оптимизации скорости, выход блока вычисления длины колонны соединен с входами указателя длины колонны, задатчиков опасных интервалов и перехода к оптимизации при аномально высоком пластовом дав0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Ленин, а также к первому их Лду блсжл вычисления допустимо скорости по гидродинамически условиям, два выхода которого подключены к третьему и четвертому входам Клока оптимизации скорости, первьш, нторой и трс - тий выходы задатчика опасных интервалов соединены соответственно с пятым и шестым входами блска оптимизации скорости и с первым входом сигнализатора опасных интерналон, ппрвый выход блока оптимизации скорости сое динен с первым входом указателя скорости талевого блока и яторым входом блока вычисления оптимальных положений, второй выход блока оптимизации скорости соединен с соответствующим входом указателя скорости талевого блока, пять выходов та/ат- чика конструктивных параметро кслсн- ны и скважины и четыре выхода задатчика допустимых гид родин ам1гческ их давлений соединены соответственно с вторым - десятым входами блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, nepBfi i и второй выходы задатчика парамртро ; промывочной жидкости соединены с одиннадцатым и двенна;ц1агы.1 входям;- блока вычисления допустимс cKcipvic- ти по гидродинамическим условиям, выход задатчика перехода к отимм.за- ции при аномально высоко;- пластовом давлении соединен с вторым входом сигнализатора опасных интервалов и с тринадцатым входом блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в j:a6oie при выполнении спуско-подъемных операций на скважинах с высокопрон - цаемыми пластами и зопами с аномально высокими пластовыми давлениями за счет увеличения т(;чнос-тч вычисления допустимых скоростей спуско- подъема по пщродинамугчег.ким условиям, устройство снабжено блоком вычисления фактической скорости, за- датчиком направления спуско-подьек- ной операции, блоком тг;,1числения времени простоя и блоком вычисления статического напряжения сдвига, при этом первый и второй вььчоды длтчш-са перемещения талевого блока соединены с соответствующими входам; блок,: Btj- числения фактической скорости, диа выхода которого подклточены соотпстстпонно к второму входу блока вычисления рациональной скорости н третьему входу указателя скорости талевого блока, третий и четверТЕж выходы за- датчика параметров промывочной жидкости соединены с первым и вторым входами блока вычисления статического напряжения сдвига, выход которог подключен к четырнадцатому входу блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям, причем первый выход задатчика направления спуско-подъемной операции соединен с четвертным входом блока вычисления длины колонны, выход которого подключен к первому входу блока вычисления времени простоя, а второй выход задатчика направления спуско-подъемной операции соединен с вторым входом блока вьгчисления времени простоя, выход которого подключен к третьему входу блока вычисления статического напряжения сдвига:

2, Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок вычисления фактической скорости содержит реверсивньй двоичный счетчик, таймер, два триггера, цифроаналого- вый преобразователь, элемент задержки, элемент запоминания, четыре элемента И и два элемента ИЛИ, при этом выход первого триггера соединен с первым входом второго триггера, первый выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, а второй выход - к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы первого и третьего элементов И соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходы второго и четвертого элементов И - с вторыми входами соответственно второго и первого элементов ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ - с соответствующими входами реверсивного двоичного счетчика, выход которого подключен к первому входу элемента запоминания выход таймера соединен с вторым входом элемента запоминания и через элемент задержки - с вторым входом второго триггера и третьим входом реверсивного двоичного счетчика, выход элемента запоминания соединен с входом цифроанало1 ового преобразователя, причем первый вход первого триггера и вторые входы первого и

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

третьего элементов И являются первым входом блока, второй вход первого триггера и вторые входы второго и четвертого элементов И являются вто- pbw входом блока, второй выход второго триггера - первым выходом блока, а выход цифроаналогового преобразователя - вторым выходом блока вычисления фактической скорости,,

3, Устройство по по 1, о т л и - чаюп1ееся тем, что блок вычисления времени простоя содержит таймер, счетчик, триггер, два компаратора, преобразователь кода, делитель частоты, два элемента запоминания, элемент НЕ, элемент Ш1И и элемент И, при этом первый вход первого компаратора соединен с общим проводом блока, выход первого элемента запоминания - с первым входом второго компаратора, первые два выхода которого подключены к соответствуюп(им входам элемента Ш1И, выход преобразователя кода соединен с первым входом первого элемента запоминания и вторыми входами второго и первого компараторов, выход последнего не- посредстве 1но соединен с первым, а через элемент НЕ - с вторым входами триггера, выход триггера через таймер соединен с первым входом счетчика, с вторым входом первого элемента запоминания и через делитель частоты - с первым входом элемента И, выход элемента ПНИ соединен с вторьм входом счетчика, выход которого подключен к первому входу второго элемента запоминания, третий выход второго коьшаратора соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента запоминания, причем вход преобразователя кода является первым входом блока, третий вход триггера - вторым входом блока, а выход второго элемента запоминания - выходом блока вычисления времени простоя,

4„ Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок вычисления статического напряжения сдвига содержит цифроаналоговый преобразователь, элемент логарифмирования, мультиплексор, компаратор, умножитель, сумматор, элемент вычитания и элемент ИЛИ, причем первьш информа- ционньш вход мультиплексора соединен с общим проводом блока, выход цифро- аналогового преобразователя через

элемент логарифмирования - с первым входом компаратора и с вторым информационным входом мультиплексора, третий и четвертый входы которого подключены к общему проводу блока, второй вход компаратора соединен с общим проводом блока, первый и второ выходы компаратора - с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому адресному входу мультиплексора, выход мультиплексора, второй адресный вход которого соединен с общим проводом блока, подключен к первому входу умножителя, выход элемента вычитания соединен с вторым входом умножителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, при этом первый вхо элемента вычисления и второй вход сумматора являются первым входом блока, второй вход элемента вычисления - вторым входом блока, вход дифроаналогового преобразователя - третьим входом блока, а выход сумматора - выходом блока вычисления статического напряжения сдвига с

входом компаратора и BTOpfiW информационным входом мультиплексора, третий и четвертый информапионн|1 е вхо- . ды которого соединены г. общим проводом блока, выход компар&тора - с первым адресным входом мультиплексора, второй адресный вход которого подключен к общему проводу блока, выQ ход мультиплексора - с восьмым информационным входом сдвоенного мультиплексора, выходы задатчиков максимальной грузоподъемности и веса свечи - соответственно с первым и

5 вторым входами амплитудного селектора, выход которого подключен к первому адресному входу сдвоенного мультиплексора, причс М вторые входдт, элемента вычитания и сумматора, а

0 также третий вход амплитудного селектора являются первьм входом блока, второй адресный вход сдвоенного мультиплексора - вторым нходом пло- ка, а первый и второй выходы сдвоен5 ного мультиплексора - соответстн т)- щими выходами блока вычисления рациональной скорости.

6,, Устройство по п. 1 , о т л и - ч а ю ш, е е с я тем, то бло пыQ числения допустимой скорости по гидродинамическим условиям содержит преобразователь кода, цифроаналоговый преобразователь, с -мматор, девять умножителей, четыре элемента вычитания, четыре делителя, элемент вычисления экспоненты, элемент лозведания в степень, элемент логарифмирования, задатчик доверительного интервала, задатчик уровня напряжения 1, узел вычисления эквивалентной длины, муль- Т1тлексор, сдвоенный мультиплексор и компаратор, при этом выход задатчика уровня напряжения 1 соединен с первым входом первого элемента вычг,-- тания, выход которого подключен к входу элемента логарифмтфотзания, выход преобразователя кода через цифро- аналоговый преобразователь соединен с первым информационнь М му,т;ь- типлексора, а также с первыми входами компаратора и второго элемента BI-I- читания, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход первого умножителя - с первым входом второго умножителя, выход первого делителя - с вторым входом первого элемента вычитания, выход элемента логарифмирования - с первым входом второго делителя, выход сумматора 5

0

5

0

5

с перньгми входами первого и третьего умножителей, пыход третьего делителя - с входом элемента возведения в степень и с первым входом четвертого умножителя, вьпсод которого подключен к второму входу второго делителя, выход третьего умножителя - с первым входом четвертого делителя, выход которого подключен к первому входу пятого умножителя, выход шестого умножителя - с первым входом узла вычисления эквивалентной длины, выход седьмого умножителя - с первым входом третьего делителя и вторым входом узла вычисления эквивалентной длины, первый выход которого подключен к второму входу сумматора, выход восьмого умножителя - с третьим входом узла вычисл1 ния эквивалентной длины и с первым входом третьего элемента вычитания, выход девятого умножителя - с вторым входом третьег элемента вычитания, выход которого подключен к второму входу третьего дешителя, выход элемента вычисления экспоненты - с вторым входом первого умножителя, первый выход сдвоенного мультиплексора и выход задатчика доверительного интервала соответствен- но с первым и вторым входами четвертого элемента вычитания, выход которого подключен к первому входу первого делителя, выход элемента возведения и степень - с вторым входом второго умножителя, выход которого подключен к второму входу первого делителя, второй выход сдвоенного мультиплексора - с вторым входом пятого умножителя, выход компаратора - с первым адресным входом мультиплексора, второй адресный вход которого подключен к общему проводу блока, выход мультиплексора - с вторым входом второго элемента вычитания и четвер тым входом узла вычисления эквивалентной длины, второй выход которого

с 5 0 5 Q Q

5

подключен к второму входу четвертого делителя, причем вход преобразователя является первым входом блока, пятый тзход узла вычисления эквивалентной длины, а также первый и второй входы восьмого умножителя - вторым входом блока, шестой вход узла вычисления эквивалентной длины, а также первый и второй входы седьмого умножителя - третьим входом блока, седьмой вход узла вычисления эквивалентной длины, а также первый и второй входы шестого умножителя - четвертым входом блока, второй вход компаратора и второй информационный вход мультиплексора, третий и четвертый входы которого соединены с общим приводом блока, являются пятьм входом блока, первый и второй входы девятого умножителя - шестым входом блока, первый и второй информационные входы сдвоенного мультиплексора, третий и четвертый информационные входы которого соединены с общим проводом блока, являются соответственно седьмым и восьмым входами блока, пятый и шестой информационные входы сдвоенного мультиплексора, седьмой и восьмой информационные входы которого соединены с общим проводом блока - соответственно девятым и десятым входами блока, вход элемента вычисления экспоненты - одиннадцатым входом блока, второй вход третьего умножителя - двенадцатым входом блока, первый адресный вход сдвоенного мультиплексора, второй адресный вход которого соединен с общим проводом блока, является тринадцатым входом блока, второй вход четвертого умножителя - четырнадцатым входом блока, а выходы второго делителя и пятого умножителя - соответственно первым и вторым выходами блока вычисления допустимой скорости по гидродинамическим условиям.

ср1/г.з

цзиг.

Фиг. 5

фиг.б

ФигЛ

фиг. 8

Шиг.Ю

158

м/с Л

с.рац

80120

Фиг.15

Фиг. 13

Ц}иг.

160

200 т

.pou.

f

Щс

до

Фиг.16

г.