Устройство для управления процессом бурения скважин Советский патент 1978 года по МПК E21B45/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПР.ВЛЕЫИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕНИЯ Известное устройство гарантирует воз можность достижения максимального значения проходки на долото, но не позволяет точно определить ее абсолютную величину, а также величину времени бурения долотом и, следовательно, не позволяют обеспечить регулирование парамет ров режима бурения по стоимости метра бурения скважины. Целью изобретения является обеспечение выбора оптимальных реншмных пара метров бурения путем прогнозирования величш1ы проходки на долото. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено интегратором, блоком определения относительного износа долота, блоком определения конечного времени бурения долотом, сумматором, блоком сравнения и блоком коррекции, причем интегратор совмёсттю с блоком определения проходки на долото подключен псюредством блока коррекции к вы ходу блока опредеяенйя интенсивности из носа ataioTa и соединен последовательно с блоком определения относительного а& носа долота, включенным на один из входов блока определения ресурса проходки на долото, второй вход которого соединен с выходом блока определения проходки ва долото, а его выход подключен параллельно к датчику механической скорости бурения и встречно с датчиком глу бины - к сумматору, подключенному к одному из входов блока определения койечяогч времени бурения, на другие входы которого акяючены датчики времени йрсжо&кй и глубины, а выход соединен с датчиком механической скорости бурения, выход которого подключен к блоку сравнения, связанному с блоком коррекции. На чертеже иредсгавлена .функциональная схема устройства для управления процессом бурения. Устройство содержит датчик 1 механической скорости- бурения, датчик 2 осевой нагрузки, :датчик 3 скорости вращения, блок 4 определения интенсивности износа долота, блок 5 коррекции, блок 6 определения проходки на долото, интегратор 7, блок 8 определения относительного износа долота, блок 9 определения ресурса проходки долотом, сумматор 1О, датчик 11 глубины проходки, датчик 12 времени проходки, блок 13 определения возможного времени бурения долотом, блок 14 вычисления механической скорости бурения, блок 15 сравнения, измерительные приборы 16, 17, причем дат69 ик 1 механической скорости бурения, оакл}очен к трем блокам: к блоку 4 опеделения интенсивности износа долота, блоку 6 определения проходки на допото к блоку 15 сравнения. К блоку 4 подлючены датчики 2, 3 осевой нагрузки и скорости вращения соответственно. Выходы бпока 4 и бпока 15 подкпючены к блоку 5 коррекции, выход которого подг ключен к блоку 6 определения проходки на долото и к интегратору 7. Интегратор 7 связан с блоком 8 определения относительного износа долота. Блок 9 определения ресурса проходки долотом связан с блоками 6 и 8. Выход блока 9 подключен к блоку 14 вычисления механической скорости бурения и к сумматору Ю. Датчик 11 глубины проходки подключен ко второму входу сумматора 10 и к блоку 13 определения возможного времени бурения долотом, а выход сумматора 10 подсоединен к блоку 13 и к измерительному прибору 17, Датчик 12 времени проходки подключен к блоку 14 и блоку 13. Выход блока 13 соединен с блоком 14 и измерительным прибором 16, причём выход блока 14 свя зан со вторым входом блока 15 сравнения. Устройство для управления процессом бурения скважин работает следующим об разом, .Сигнал с выхода блока 4 определедия интенсивности износа через блок 5 коррекции поступает одновременно в блок 6 определения проходки на долото и на интегратор 7, в который одновременно вводится сигнал, пропорциональный начальной высоте рабочей части долота. На выходе, интегратора 7 сигнал пропорционален величине текущего износа Ь. изн. h - начальная высота рабочей части долота; конечное значение интенсивности износа долота; текущее время с момента начала работы долота. С выхода интегратора 7 сигнал поступаег в блок 8 определения относительного износа долота, куда одновременно вводится сигнал, пропорциональный начальной высоте рабочей части долота. F3 блоке 8 определяется коэф(|зициенг jj , учиты (вакяцкй относительный язнос полета . jLLllMiH, Т 11 Сигналы с выходов блока 8 и блоха 6 поступают в блок 9 определения ресу са проходки допета, где происходит опе рация умноже шя , гае дН ресурс долота, выражентгы .в погонных метрах бурекк Нр расчетная величина проходк на долото, Сигнал с выхода блока 9 одновременно поступает в блок 14 вычисления механической скорссти бурения и в сумма.ю 10, в котором этот сигнал суммируетс с сигналом датчика 11 глубины проход И д Н - L , где Н . величшш проходки на долот Ь глубина проходки. В блок 13 определения возможного времени бурения долотом одновременно поступают сигналы с сумматора 10, да чика 11 и датчика 12 времени прот-юдк где определяется средняя скорость бурения и кокачноа время Тб бурения долотом. Сигналы с выхода блока 13 и датчи 12 поступают одновременно в блок 14 вычисления механической скорости буреНИИ, где происходит операция вычитания (TJ - t ) и деления V .пр. Tj-t где t - текущее время проходки, Vpp - расчетная велич1гаа механи ческой скорости бурения. Выход блока 14 подключен к блоку 15 сравнения, где вырабатывается скгнал ошибки -© прогнозирования величин. Н и Тб, ±Л г V -V пр. мех. Сигнал, пропорциональный ошибке , поступает в блок 5 коррекции, представляющий собой исполнительный механизм, регулирующий коэффициент передачи в цепи между блоком 4 и блоками 6, 7. Причем при коэффициент передачи увеличивается, при О - уменьшается, а при 0 О остается неизменным. Регулирование коэффициента передачи, а следовательно и интенсивности наноса происходит до тех пор, пока ошибка Оне станет равной нулю. К выходам блоков 10 и 13 подключены измерительные . приборы 17 и 16 соответсгвенно. Першяй измеряет величину проходки на долото, второй - величину временя чистого- бурекия. Использование устройства для управления процессом бурения скважин поэБолит повысить производигельносгь алмазного бурения в среднем на 25% при одном и том же уровне расхода алмазов за счет объективного выбора и поддержачия оптимальных технологических режимов бурения. Формула изобретения Устройство для управления процессом бурения скважин, содержащее датчики глубнгты, времени проходки, осевой нагрузки, скорости вращения и механической скорости бурений, бяок определения интенсивности износа долота и блок определения проходки на долото, отличающееся тем, что, с целью обеспечения выбора оптимальных режимных параметров бурения Fiyтем прогнозировэння величины проходки на допото, ойо снабжено интег ратором, блоком опредеяения относительного износа долота, блоком определения ресурса проходки на долото, блоком определения конечного времени бурения долотом, сумматором, блоком сравнения и блоком коррекции, причем интегратор совместно с блоком определения проходки на ДОЛ01Х) пооключе через блок коррекции к выходу блока определения интенсивности износа долота и соединен последовательно с блоком определения относительного износа долота, подключенным к одному из входов блока определения ресурса проходки на долото, другой вход которого соединен с выходом блока определения проходки на долото, а его выход подключен параллельно к датчику механической скорости бурения и пстречо с датчиком глубины - к сумматору, подключеннок-гу к одному из входов блока пределения конечного времени бурения, ругие входы которого соединены g авт иками времени проходки и глубины, а ыход - с датчиком механической скороси бурения, выход которого подключен

76363798

к блоку с;;)авнения, спя.занному с блоком.1. Авторское свидетельство СССГ

Kopi Kiura.№30256, кл. Е 21 С 1/О2, 1965.

Источттики информации, принятые во2, Авторское свидетельство СССР

внимание при экспертизе:№533722, кл. Е 21В 45/00, 1972.