Устройство для измерения скорости бурения Советский патент 1977 года по МПК E21B45/00 

1

Изобретение относится к области измерения механической скорости бурения нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для измерения механической скорости бурения, действие которого основано на определении величины перемещения верхнего конца бурильной колонны за фиксированный промежуток времени.

Недостатком этого устройства является низкая частота опроса, обусловленная большим временем усреднения сигнала подачи, который имеет неравномерную характеристику.

Известно также устройство, действие которого основано на методике скользящего усреднения. Устройство содержит усредняющие блоки, соединенные с датчиком проходки, регистр текущего среднего значения, блок управления и индикатор. Однако указанное устройство является недостаточно эффективным при малом числе интервалов во времени усреднения.

Цель изобретения - повышение точности измерения. Это достигается тем, что устройство снабжено сумматором, регистром предыдущего значения, регистром результата и блоками деления, причем входы сумматора подключены к регистрам текущего среднего и предыдущего значений, а выход соединен с регистром результата, выход которого подключен через первый блок деления к регистру

предыдущего значения, а через второй - к индикатору.

В устройстве реализуется метод линейного скользящего сглаживания, сущность которого заключается в апроксимацин искомой кривой ломаной линии, каждый из отрезков которой обладает наименьщим среднеквадратичным отклонением от искомой кривой. При этом

т (т -1)

У1

yi-1

т (т+1) 2

где г/г -усредненное значение параметра в

точке;

т - число интервалов за время усреднения;yj - измеренное значение параметра.

На чертеже приведена функциональная схема описываемого устройства.

Устройство содержит датчик проходки 1, соединенный с входами усредняющих блоков 2-4, каждый из которых состоит из ключей 5, 6 и накопителя 7. Выходы усредняющих блоков через собиратель 8 подключены к входу регистра 9 текущего среднего значения. Выход последнего связан с одним входом сумматора 10, к второму входу которого подключен регистр 11 предыдущего значения, а выход сумматора подсоединен к регистру 12 результата, выход которого через первый блок 13 деления подключен к регистру 11 предыдущего значения, а через второй блок 14 деления - к индикатору 15. Устройство содержит также блок 16 управления и ключи 17 и 18.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчика проходки 1 поступают на входы ключей 5 усредняющих устройств 2-4 и сумм}1руются последовательно через заданные интервалы времени в накопителях 7 за время усреднения уср. В конце каждого заданного интервала времени содержимое накопителей 7 через ключи 6 и собиратель 8 поочередно подается в регистр 9 текущего среднего зиаченпя, выход которого подключен к сумматору 10, к второму входу которого подсоединен выход регистра 11 предыдущего среднего значсиия.

Содержимое регистра 11 формируется из предыдущего среднего значения, которое находится в регистре 12, путем умножения его

на коэффициент в блоке 13. После выт + I

полисния суммирования число из сумматора, iiMCioniee значение:

f H-m т (пг+1) т- 1 , т (т-)

lUTi

У1-1

переписывается в регистр 12 через ключ 17. Ключи 17 и 18 работают в противофазе один раз за интервал опроса.

Для получения на выходе значения ско, , сти содержимое periiCTpa 12 подается на пил атор 15 через блок 14 дслсипя, где проислодит

I т (т ) Г-, ,

деление его на коэффициент . Работа

2

устройства синхрс.визируется сигналами блока 16 управления.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения скорости бурения, что имеет значение при управлении процессом, в частности при определении продолжительности долбления по максимуму рейсовой скорости, когда сигналом окончания долбления является равенство рейсовой и текущей механической скоростей.

Формула изобретения

20

Устройство для измерения скорости бурения, содержащее усредняющие блоки, соединенные с датчиком проходки, регистр текущего среднего значения, блок управления и индикатор,

отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, оно снабжено сумматором, регистром предыдущего значения, регистром результата и блоками деления, причем входы сумматора подключены к регистрам текущего среднего и предыдущего значений, а выход соединен с регистром результата, выход которого подключен через первый блок деления к регистру предыдущего значения, а через второй - к индикатору.