Устройство для моделирования автоматизированной буровой установки Советский патент 1991 года по МПК E21B44/00 

динамики систем автоматического регулирования (САР), блок 5 моделирования промывки скважины, блок 6 моделирования пластовых условий, блок 7 моделирования веса на крюке и нагрузки на долото, блок 8 моделирования проходки, блок 9 вычисления механической скорости, блок 10 моделирования износа вооружения долота, блок

11моделирования крутящего момента, блок

12моделирования износа опор долота, блок

13моделирования случайных возмущений.

В устройстве выходы блоков моделирования динамики САР 4 и задания аварийных ситуаций 3 соединены соответственно с первыми и вторыми входами блоков 7 моделирования веса на крюке и нагрузки на долото, крутящего момента 11 и промывки скважины 5, выход которого соединен с вторым входом блока 9 вычисления механической скорости, первый вход которого и первый вход блока 10 моделирования изно са вооружения соединены с выходом блока 4 моделирования динамики САР.

Выход блока 1 задания управляемых параметров соединен с входом блока 3 задания аварийных ситуаций и первыми пходами блока 4 моделирования динамики САР, выход которого подключен к первым входам блоков 13 моделирования случай-- ны возмущений, износа опор долота 12 и пластовых условий 6. Выход последнего соединен с вторым входом блока 13 моделирования случайных возмущений и третьим входом блока 5 моделирования промывки. Выход последнего соединен с четвертым входом блока 13 моделирования случайных возмущений, с пятым входом блока моделирования износа опор долота и с четвертыми входами блоков моделирования пластовых условий б, крутящего момента 11, износа вооружения долота 10, выход которого соединен с пятым входом блока 9 вычисления механической скорости, подключенного выходом к четвертому входу блока 7 моделирования веса на крюке и нагрузки на долого, Выход блока 7 соединен с третьим входом блока 13 моделирования случайных возмущений, третьими входами блоков моделирования износа вооружения долота 10 и крутящего момента 11 и с четвертыми входами блока 9 вычисления механической скорости 4 блока 12 моделирования износа опор долота, выход которого соединен с пятым входом блока 11 моделирования крутящего момента, подключенного выходом к шестому входу блока 13 моделирования случайных возмуа ений.

Пятый вход блока 13 соединен с выходом блока 8 моделирования проходки, связанного вторым входом с выходом блока 2

вычисления времени моделирования, соединенного с вторыми входами блоков моделирования динамики САР 4 проходки 8 и износа вооружения долота 10, а также с

третьими входами блоков моделирования пластовых условий 6, веса на крюке и нагрузки на долото 7 и износа опор долота 12. Выход блока 3 задания аварийных ситуаций соединен также с вторыми входами блока 6

0 моделирования пластовых условий, блока 12 моделирования износа опор долота и третьим входом блока 9 вычисления механической скорости, а выходы блока 13 моделирования случайных возмущений соединены

5 с внешними устройствами (устройство сопряжения с ЭВМ, показывающие приборы и т.п.).

Блок 1 задания управляемых параметров соедржит регулируемые источники наО пряжения (потенциометры, калиброванные в величинах управляемых параметров), предназначенные для задания управляемых параметров: скорости подачи инструмента Vn, частоты вращения ротора Np,

5 числа двойных ходов насоса пх, плотности бурового раствора АН, диаметра проходного отверстия штуцера на выходе из скважины Ош, способа бурения Збур и длины инструмента .

0Блок 2 вычисления времени моделирования (имитации) представляет собой таймер и миогопозиционный переключатель, позволяющий изменять масштаб времени протекания моделируемого процесса (уско5 ренный - реальный - замедленный).

Блок 3 задания аварийных ситуаций содержит набор резисторов и многопозиционный переключатель аварийных ситуаций (.количество положений которого равно чис0 лу имитируемых аварийных ситуаций плюс нейтральное положение). Кроме того, блок содержит генератор случайных чисел, два множительных устройства и сумматоров для введения дополнительных помех при ими15 тзции сальника и заклинки опор долота.

В устройстве могут задаваться следующие аварийные ситуации: обрыв бурильной колонны, промыв элементов бурильной колонны, сальник на долоте, заклинка опор

0 долота, проявление, поглощение промывочной жидкости, затяжка инструмента, неисправность насоса.

Блок 4 моделирования динамики систем автоматического регулирования (САР) со5 держит набор конденсаторов, позволяющих имитировать инерционность реальных сметем регулирования скорости подачи Vn, частоты вращения ротора Np, числа двойных ходов насоса пх, плотности бурового рзствоpa /OH, диаметра проходного отверстия штуцера Ош с помощью динамических звеньев, время переходного процесса которых задается определенным положением переключателя.

Блок 5 моделирования промывки скважины предназначен для формирования напряжений пропорциональных параметров промывки - давлению нагнетания Рц и расходу раствора Он. Блок состоит из последовательно соединенных пропорционального преобразователя числа двойных ходов насоса Пх в расход раствора, функционального преобразователя и сумматора для формирования сигнала давления, пропорционального плотности раствора р, расходу раствора Он и давлению на штуцере Рш.

Блок 6 моделирования пластовых условий предназначен для формирования напряжений, пропорциональных уровню раствора в приемных емкостях Ue. изменению расхода Д0е и плотности раствора ре на выходе из скважины, давлению на штуцере Рш- Блок состоит из двух элементов памяти, запоминающих уровни сигналов плотности раствора р е и давления на штуцере РШ, двух интеграторов, формирующих сигналы, пропорциональные плотности раствора на выходе и уровню раствора в приемных емкостях, функционального преобразователя и сумматора, формирующих сигнал, пропорциональный расходу на выходе QE, функционального преобразователя, формирующего сигнал давления на штуцере Рш, дифференцирующего устройства, формирующего сигнал, пропорциональный изменению расхода на выходе ДОн.

Блок 7 моделирования веса на крюке и нагрузки на долото формирует напряжение, пропорциональное весу на крюке и нагрузке на долото. Блок содержит последовательно соединенные интегратор, формирующий сигнал, пропорциональный нагрузке на долото, пропорциональный преобразователь, формирующий полный вес бурильной ко- лонн,ы, и элемент вычитания, формирующий сигнал, пропорциональный весу на крюке.

Блок 8 моделирования проходки формирует напряжение, пропорциональное величине перемещения верхнего конца бурильной колонны, представляет собой интегратор.

Блок 9 вычисления механической скорости предназначен для формирования сигнала, пропорционального скорости перемещения нижнего конца бурильной колонны. Блок состоит из реле и двух функциональных преобразователей, формирующих сигналы,пропорциональные механической скорости для роторного и тур- бинного способов бурения.

Блок 10 моделирования износа воору- 5 жения долота предназначен для формирования сигнала, пропорционального величине износа вооружения долота. Блок состоит из реле, двух функциональных преобразователей, формирующих сигнал, про- 10 порциональный величине экспоненты падения механической скорости рн для роторного и турбинного способов бурения и функциональный преобразователь, формирующий сигнал, пропорциональный величи- 15 не износа вооружения долота вр.

Блок 11 моделирования крутящего момента формирует напряжение, пропорциональное величине крутящего момента на роторе. Блок состоит из множительного ус- 0 тройства, функционального преобразователя реле и сумматора 13.

Блок 12 моделирования износа опор долота формирует сигнал, пропорциональный величине момента, затрачиваемого на вра- 5 щение долота Мд. Блок состоит из реле, двух функциональных преобразователей, формирующих сигнал, пропорциональный величине ресурса опор долота Коп для роторного и турбинного способов бурения, 0 и функциональный преобразователь формирующий сигнал, пропорциональный величине момента на долоте Мд.

Блок 13 моделирования случайных, возмущений предназначен для внесения 5 случайных составляющих в цепях моделируемых параметров. Блок содержит двенадцать переключателей для задания уровня помехи, генератор случайных чисел, два множительных устройства и сумматор. Сиг- 0 налы с выхода блока 13 подаются на внешнее устройство.

Устройство работает следующим образом.

Перед включением в блоке 1 потенцио- 5 метры, регулирующие скорость подачи Vn, частоту вращения ротора Np, число двойных ходов насоса пх, плотность раствора р, устанавливаются в нулевое положение, регулятор диаметра штуцера Ош в 0 максимальное (открытое) положение. Затем выбираются и устанавливаются переключателями блока 1 способ бурения 5бур (роторный, турбинный) и длина инструмента Ln. Переключатель масштаба времени в блоке 2 5 и задания аварийной ситуации в блоке 3 устанавливают в нейтральное положение. Выбираются и устанавливаются переключателями времени переходных процессов по параметрам Vn. Np, пх, рн, Ош в блоке 4

моделирования динамики САР. Переключателями блока 13 задаются уровни шума по расходу,на входе в скважину QH, давлению нагнетания Рн, частоте вращения ротора Np, числу двойных ходов насоса пх, плотности раствора на входе рц и выходе из скважины Ре, моменту на роторе Мр, давлению на штуцере Рш, изменению расхода на выходе из скважины AUE, уровню раствора в приемных емкостях UE. проходке h, весу на крюке

GK.

После включения устройства на вход блока 4 поступаютуправляющие сигналы по Vn, Np, ПУ, /OH, DLU и сигнал..: способа бурения Збур. Уровень 0 (от 0 до 0,45 В) сигнала Збур соответствует роторном способу бурения, уровень 1 (от 2,4 до 4,5 В)сигнала Збур - турбинному способу бурения. На вход блока 3 задания аварийных ситуаций подается сигнал длины инструмента ц.

Блок 2 начинает формировать время моделирования:

т т+ Ат

ЛТ А Т Кш,(1)

где Т - имитируемое время;

AT - интервал времени с учетом масштаба;

AT - реальный интервал времени;

Кти коэффициент масштабирования времени, задается переключателем масштаба времени.

Блок 3 задания аварийных ситуаций при нейтральном положении переключателя выдает нормальные по уровню сигналы и, Рпл, KpQ, KQH, KMG, КБ.

В соответствии с нормальным ходом технологического процесса бурения включается промывка скважины. Для этого в блоке 1 задаются плотность раствора р и число двойных ходов насоса пх, которые поступают на вход блока 4, моделирующего изменение управляемого параметра по следующему закону:

Pi PUT Р|,у(1-е ),(3)

ДР|.,у-Ри-„(4)

где PI - текущее значение управляемого параметра;

Pi ,ст - значение управляемого параметра на начало переходного процесса;

Piy - заданное конечное значение управляемого параметра;

С| - постоянная переходного процесса для PI (задается переключателем);

Т| - время с начала переходного процесса по параметру PI.

Полученные сигналы пх и /Эн поступают на первый вход блока 13 моделирования случайных возмущений, где на них наклэды5

вается нормально распределенная помеха:

Р| Р.(1 +Р|.сл 0,01 S), (4) где Р|,сл - уровень случайной составляющей (задается переключателем для каждого параметра), %;

3 - псевдослучайная нормально распределенная величина с систематическим ожиданием Ms О и среднеквадратическим 0 отклонением .

Кроме того, сигналы р и п с выхода блока 4 поступают на первый вход блока 5 моделирования промывки скважины, где последовательно формируются сигналы 5 расхода раствора и давления Рн на входе в скважину

Он KQM пх,(5)

РИ KPQ РН QH2 Ц, + Рш,(6)

где KQN - коэффициент наполнения насоса, 0 поступает с выхода блока 3 задания аварийных ситуаций;

KPQ - коэффициент гидравлических со- сопротивлений в скважине; LH длина инструмента; Рш - давление на штуцере. Сигналы KQN, KPQ и поступают на второй вход блока 5 с выхода блока 3 задания аварийных ситуаций. Сигнал (при открытом штуцере) поступает на третий 0 вход с выхода блока 6.

Сигналы Рн и Он выхода блока 5 подаются на четвертый вход блока 13 моделирования случайных возмущений, где на них накладывается помеха (4) и далее- на внеш- 5 нее устройство (показывающие приборы, блок сопряжения с ЭВМ).

Сигнал расхода Он поступает на четвертый вход блока 6 моделирования пластовых условий, на первый вход которого подаются 0 сигналы плотности раствора р на входе в скважину и диаметра штуцера Ош с блока 4, на второй вход - сигналы длины инструмента и пластового давления РПл с блока 3, а на третий вход - сигнал времени моделиро- 5 вания AT с блока 2.

Блок 6 формирует последовательно сигналы плотности раствора на выходе ре, изменения расхода на выходе AQe, уровня раствора в приемной емкости Ue, давления 0 на штуцере Рш.

Плотность раствора на выходе из скважины определяется соотношением:

- + Ш f

где KRE - коэффициент пропорциональности.

Изменение расхода на выходе определяется как производная по времени расхода на выходе из скважины.

Д0е

d Qe

dT

Расход раствора на выходе из скважины определяется соотношением:

Qe Он + Qnn,(9)

где Qnn - расход поступающего в скважину флюида или поглощаемого скважиной раствора.

Величина Qnn определяется соотношением:

Qnn KQn (Рпл - Рзаб),(10)

где Рпл - пластовое давление;

КЬп - коэффициент фильтрации; Рзаб - забойное давление.

Paa6 ffcb Он, Рш),(11)

Уровень раствора в приемной емкости определяется соотношением

ие (Сие/(Ое-Он)ЬТ,(12)

где Кие - коэффициент пропорциональности.

Давление на штуцере определяется соотношением:

Рш Кре -р Qe2/DuA(13)

где Кре - коэффициент пропорциональности.

Сигналы ре, Д Qe, Ue, Рш с выхода блока 6 подаются на второй вход блока 13 моделирования случайных возмущений, где на них накладывается помеха (4), далее они подаются на внешнее устройство.

Кроме того, сигнал Рш подается на третий вход блока 5 моделирования промывки.

Далее в соответствии с технологией бурения включается вращение ротора. Для этого в блоке 1 задается частота вращения ротра Np, которая поступает на вход блока 4, где моделируется переходный процесс по Np (2). Затем сигнал поступает на первый вход блока 13 моделирования случайных возмущений и на первый вход блока 11 моделирования крутящего момента, где формируется сигнал момента на роторе МР: для роторного бурения ():

Мр Мхх + Мд,(14)

для турбинного бурения ():

Мр Мхх + Мпт + Мд,(15)

где Мхх - момент холостого вращения бурильной колонны;

Мд - момент на долоте;

Мпт - момент трения в пяте турбобура.

Величина Мхх определяется как.

MXX KMN Np- U,(16)

где KMN коэффициент пропорциональности.

Величина Мпт зависит от расхода Он и плотности рн раствора и осевой нагрузки на долото Сд:

Mnr f (Он РН . Сд).

Сигналы 5бур. РН Np приходят в блок 11 моделирования крутящего момента на пер- вый вход с выхода блока 4, сигнал - на второй вход с выхода блока 3, сигнал Сд - на 5 третий вход с выхода 7, сигнал QH - на четвертый вход с выхода блока 5, сигнал Мд - на пятый вход с выхода блока 12.

Сформированный в блоке 11 сигнал момента на роторе поступает на шестой вход 10 блока 13, где на него накладывается случайная помеха (4) и далее подается на внешнее устройство.

После включения промывки скважины и вращения ротора приступают собственно к 15 бурению скважины. Для этого создается нагрузка на долото Сд, регулирование которой производится путем изменения скорости подачи Vn верхнего конца бурильного инструмента в блоке 1 задания управляемых 20 параметров.

Сигнал поступает на первый вход блока 4 моделирования динамики САР. где имитируется переходный процесс по Vn, далее - на первые входы блока 7 моделирования 25 веса на крюке и нагрузки на долото и блока 8 моделирования проходки.

Блок 8 моделирования проходки имитирует показания датчика подачи инструмента:30т

h /VndT.(18)

о

Сигнал h подается на пятый вход блока 13 и далее - на внешнее устройство. „5 Блок 7 моделирует последовательно два сигнала нагрузки на долото Сд и веса на крюке Ск. Кроме сигнала скорости подачи блок 7 получает на второй вход сигнал длины инструмента и с выхода блока 3, на .Q третий вход - сигнал времени ДТ с выхода блока 2, на четвертый вход - сигнал механической скорости бурения с выхода блока 9. Величина Сд определяется рекурент- ным соотношением:

(Уп-Ум)АТ

Кук LH

где Кук - коэффициент упругости бурильной колонны;

Ц, - длина инструмента; 5QVn - скорость подачи:

VH - механическая скорость. Вес на крюке Ск определяется соотношением

Ск KGL U -Сд,(20)

55 где KGL вес погонного метра бурильной колонны.

Сигнал, пропорциональный Ск, подается на третий вход блока 13, где после наложения случайной составляющей (4) представляет показания датчика веса на

45

Сд Сд +

0,

(19)

крюке, который подается на внешнее устройство.

Кроме того, сигнал Сд подается на входы блоков 9-12.

На выходе блока 10 формируется сигнал величины износа вооружения:

1вР ,(21)

где (f - экспонента падения механической скорости бурения вследствие износа вооружения долота.

Величина зависит от осевой нагрузки на долото и частоты вращения долота, которая равна частоте вращения ротора при роторном бурении или пропорциональна расходу раствора при турбинном бурении. Таким образом, величина р определяется функциональными соотношениями: при роторном бурении () :

(GA, Np),(22)

при турбинном бурении ()

(GA,QH)(23)

Сигнал 1Вр с блока подается на пятый вход блока 9 моделирования механической скорости бурения. Кроме перечисленных сигналов Сд, вр на первый вход блока 9 подаются сигналы Np, /9ц и Збур с выхода блока 4, на третий вход - сигнал коэффициента буримости Кб с выхода блока 3, на второй вход - сигнал расхода раствора Он с выхода блока 5 Блок 9 формирует сигнал механической скорости, при роторном способе (5бур 0):

VM hfb 1Вр(Сд. Np, QH).(24)

при турбинном способе ()

VM bT6 1врт-(6д,0н,рн).(25)

Сигнал VM с выхода блока 9 подается на четвертый вход блока 7, где участвует в формировании нагрузки на долото Сд и веса на крюке GK. Сигнал GK через блок 13, где на него накладывается случайная помеха, подается на внешнее устройство.

На входы блока 12 моделирования износа опор долота, кроме сигнала нагрузки на долото Сд (на четвертый вход) подаются сигналы времени Л Т (на третий вход), частоты вращения Np и плотности раствора рн (на первый вход), расхода раствора QH (на пятый вход), коэффициента KMG (на второй вход).

На выходе блока 12 получается сигнал, моделирующий момент на долоте Мд, величина которого возрастает во времени по мере износа опор долота

Мд KMG Сд

еЛ

Коп

(26)

где KMG - коэффициент пропорциональности;

Коп - ресурс опор долота.

Ресурс опор зависит от режимных параметров бурения для роторного способа:

Коп - f (Од, Np)(27)

для турбинного способа:

(GA, QH./DH).(28)

Сигнал Мд с выхода блока 12 подается

на пятый вход блока 11, где моделируется крутящий момент на роторе Мр, и через блок 13 моделирования случайных возмущений, где на него накладывается случайная помеха - па внешнее устройство.

Моделирование аварийных ситуаций и

осложнений осуществляется следующим образом.

Обрыв колонны характеризуется уменьшением веса на крюке GK, давления нагнетания Р,н, крутящего момента на роторе Мр и падением до нуля механической скорости. Эти явления моделируются в блоке 3 задания аварийных ситуаций, выдающего уменьшенные сигналы Ui на входы блоков 5, 7, 11

и нулевые сигналы КБ на вход блока 9, KMG на вход блока 12

В результате блок 7 формирует уменьшенный сигнал веса на крюке GK, блок 9 - нулевой сигнал механической скорости, что

при сохранении прежней скорости подачи Vn дает в блоке 7 дополнительное падение, веса на коюке.

Крорие того, в блоке 12 формируется нулевой сигнал момента на долоте Мд, что в

совокупности с формируемым в блоке 11 сигналом Мхх дает уменьшенный сигнал момента на роторе Мр на выходе блока 11. В блоке 5 формируется уменьшенный сигнал давления нагнетания Р(). Полученные сигналы GK, л, Мр, РЦ поступают через блок 13 (где на них накладывается случайная помеха) на йнсшнее устройство.

Промыо бурильной колонны характеризуется уменьшением давления нагнетания

Рн, а также уменьшением механической скорости VM и увеличением крутящего момента Мо за счет ухудшения очистки забоя от выбуренной породы

При этом блок 3 формирует уменьшенные сигналы Кто на входе блока 5 и КБ на входе блока 9 и увепиченный сигнал KMG на входе бпока 12.

В результате блок 5 формирует уменьшениый сигнал давления нагнетания Рн, блок 9 - уменьшенный сигнал механической скорости VM, а блок 12 -увеличенныйсигнал момсн га на долоте Мд. Полученные сигналы Рн, h, Mp подаются на блок 13, зашумляются

5 и далее поступают на внешнее устройство. Ситуация сальник на долоте характеризуется увеличением давления нагнетания Рн и крутящего момента на роторе Мр и колебаний момента на роторе.

Эти явления имитируются блоком 3 путем повышения коэффициентов KPQ подаваемого на вход блока 5, и KMN, подаваемого на вход блока 11, на сигнал KMN накладывается случайная составляющая по закону (4).

При этом блок 5 формирует увеличенный сигнал давления нагнетания Рн, блок 11 - увеличенный и зашумленный сигнал момента на роторе Мр, которые затем поступают на входы блока 13, зашумляются и далее - на внешнее устройство,

Износ опор шарошечных долот приводит к увеличению люфтов и, в конечном итоге - к заклинке шарошек. При этом возрастает величина крутящего момента на роторе Мр и, кроме этого, возрастают колебания момента на роторе. Эти явления моделируются блоком 3 путем повышения сигнала KMG, кроме того на величину сигнала накладывается случайная составляющая по закону (4). Сигнал KMG подается на второй вход блока 12, где формируется увеличенный и зашумленный сигнал момента на долоте Мд, который подается на пятый вход блока 11 моделирования крутящего момента Мр, далее через блок 13 на внешнее устройство.

Неисправность (промыв) насоса приводит к уменьшению расхода на входе в скважину Он при неизменном числе двойных ходов насоса. Эта ситуация моделируется путем уменьшения сигнала KQN, подаваемого на второй вход блока 5, где формируется уменьшенный сигнал QH, который подается на входы блоков 6 и 9-13 В блоке 13 на сигнал Он накладывается случайная помеха. Далее сигнал подается на внешнее устройство.

Проявление (поступление в скважину пластовых флюидов) или поглощение бурового раствора вызывает рост или падение сигнала изменения расхода на выходе AQe из скважины и уровня раствора Ue в приемной емкости. Эти ситуации моделируются путем увеличения или уменьшения сигнала пластового давления РПл, подаваемого на вход блока 6, что приводит к изменению величины Опп, которое влечет изменение расхода на выходе из скважины Д Qe и уровня раствора в приемной емкости Ue, что свидетельствует о поглощении или проявлении. Сигналы A Qs и Ue через блок 13, где на них накладывается случайная помеха, подаются на внешнее устройство

Имитатор позволяет моделировать ликвидацию выброса путем закрытия скважины (уменьшения диаметра штуцера Ош), изменением расхода QH и плотности рн раствора

на входе в скважину с целью восстановления равновесия между пластовым РПл и забойным РзаЬ давлением.

При уменьшении диаметра штуцера в 5 блоке 6 моделируется увеличение давления на штуцере Рш, забойного давления Р3аб, что приводит к балансу пластового Рпл и забойного давления и уменьшению величины расхода поступающего в скважину флюида Опп 10 Далее имитируется процесс вымывания флюида и утяжеления раствора. Для этого увеличивается плотность раствора на входе в скважину рн (задается в блоке 1), которое ведет к увеличению плотности раствора на 5 выходе из скважины /Эе (моделируется в блоке 6) и увеличению забойного давления, что так же ведет к восстановлению равновесия между пластовым РПл и забойным давлением Рзаб, в конечном итоге к 0 стабилизации расхода раствора на выходе AQe и уровня раствора в приемной емкости Ue, сигналы которых через блок 13, где на них накладывается помеха, подаются на внешнее устройство.

5Таким образом, устройство позволяет

моделировать износ опор долота - важный технологический процесс с точки зрения оптимальной и безаварийной отработки долот, имитировать сложные процессы 0 происходящие в системе скважина-пласт, дающие возможность имитировать проявления и поглощения, ликвидацию выброса, а также демонстрировать развитие процессов во времени, причем масштаб может 5 быть как ускоренным, так и замедленным. Формула изобретения Устройство для моделирования автоматизированной буровой установки, содержащее блок моделирования динамики систем 0 автоматического регулирования, выход которого соединен с первыми входами блока вычисления механической скорости, а также блоков моделирования крутящего момента, износа вооружения долота, веса на крюке и 5 нагрузки на долото и промывки скважины, выход которого подключен к второму входу блока вычисления механической скорости, блок моделирования проходки и блок задания аварийных ситуаций, выход которого со- 0 единен с вторыми входами блоков моделирования крутящего момента, веса на крюке и нагрузки на долото и промывки, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможно- 5 стей, оно снабжено блоком задания управляемых параметров, блоком вычисления времени моделирования,блоком моделирования износа опор долота, блоком моделирования пластовых условий и блоком

i-u д пиемия случайных возмущений он этом ЕШХОД блока задания управляемых иарамефов соединен с входом блока задания лвар /йиых ситуаций и с первым входом блокл моделирования динамики систем автоматического регулирования, выход кото- роге подключим к первым входам блоков моделирования пластовых условий, проходки, риппер опор долога и случайных возмущений, выход блока задания аварийных ситуации соединен с вторыми входами блоков г юдолированил пластовых условий и измора опор долота, а тгэкже с третьим входом блокч вычисления еханической скорости, выход блока вычисления времени модели- повнич соединен :, L-горыми входами блоков Г /оп,егН 1ровяния л шмики систем автомати PC. кого рлулироваиич, проходки и износа воору е.мич долот а а гакжс с третьими входами блоков моделирования износа опор до/юта веса на крю/е и нафузки на допото и гычсючых условии выход которого под- kii-oj в тропу иходу блока моделирова- i лучаинмх возмущений и к третьему чхо/ )ока i юде шровании промывки, при- ч м м блоке модепиропания веса на

крюке и нагрузки на долото соединен с третьими входами блоков моделирования случайных возмущений, износа вооружения долота и крутящего момента, а также к четвертым входам блока моделирования износа опор долота и блока вычисления механической скорости, выход которого подключен к четвертому входу блока моде- ирования веса на крюке и нагрузки на долото, выход блока моделирования промывки соединен с четвертыми входами блоков моделирования случайных возмущений, пластовых условий, износа вооружения долота и крутящего момента, а также с пятым входом блока моделирования износа опор долота, выход которого подключен к пятому входу блока моделировании крутящего момента, при этом выходы блоков мо- делирования проходки и крутящего

момента соединены, соответственно с пятым и шестым входами блока моделирования случайнывх возмущений, а выход блока моделирования износа вооружения долота подключен к пятому входу блока вычисления механической скорости

Изобретение относится к моделированию технологического процесса бурения скважин и позволяет расширить функциональные возможности устройства. Для этого устройство снабжено блоком 1 задания управляемых параметров, блоком 2 вычисления времени моделирования, а также блоками моделирования пластовых условий 6, износа опор долота 12 и случайных возмущений 13. Сигналы с выхода блока 1 подаются на вход блока 3 и на первый вход блока 4, который позволяет имитировать инерционность реальных систем регулирования управляемых параметров. На второй вход блока 4 поступает сигнал с выхода блока 2, что позволяет изменять масштаб времени протекания моделируемого процесса. Сигналы с выходов блоков 2, 3 и 4 поступают помимо блоков 6, 12 и 13 и на входы блоков моделирования промывки 5, веса на крюке и нагрузки на долото 7, проходки 8, износа сооружения 10, крутящего момента 11 и блока 9 вычисления механической скорости. Блок 13 предназначен для внесения случайных составляющих в моделируемые параметры. Введение блоков 5 и 6 моделирования позволяет имитировать процессы, происходящие в системе скважина-пласт. Блоки 7 - 13 устройства позволяют получить представление в процессе моделирования о реальном изменении механических параметров бурения. 1 ил.

вн