Система управления процессом бурения Советский патент 1980 года по МПК E21B45/00 

памяти, преобразователь код-аналог, а другой выход автоматического регулятора подачи долота подключен к входу преобразователя аналог-код.

На чертеже представлена блок-схема изобретения.

В состав системы входят устройство / для управления процессом бурения, автоматический регулятор 2 подачи долота, устройство 3 для регистрации информации, преобразователь 4 аналог-код, делитель 5, блок 6 скользящего усреднения, умножитель 7, блок 8 памяти, преобразователь 9 коданалог.

На вход устройства / для управления пррцессом бурения поступают сигналы с датчика проходк1и. В устройстве 1 происходит измерение механической скорости бурения, значения которой поступают на устройство 3 для регистрации информации и измерения приращений механической скорости AV, которые поступают в делитель 5. Кроме того, устройство ,/ определяет момент подъема долота в связи с его износом, информация о котором тоже поступает в устройство 3 регистрации информации. На один из входов автомат1ического регулятора 2 подачи долота поступают сигналы с датчика веса бурового инструмента, на другой вручную подается аналоговая величина, соответствующая проектной осевой нагрузке для данного интервала бурения. На этот же вход поступает дополнительное значение приращения осевой нагрузки APg,. формирующееся в блоках 5-8 и необходимое для получения такого значения осевой нагрузки, которое наиболее эффективно для текущих условий бурения. С этой целью с выхода автоматическюго регулятора 2 на вход преобразователя 4 аналог-код поступает сигнал, пропорциональный разности между текущим значением осевой нагрузки и заданным. Затем это приращение осевой нагрузки АР поступает в делитель 5, где происходит выДРчисление отноиления «которое затем

поступает в блок скользящего усредения,

л,1 Pi-ni + l

где формируется величина J ,.;-

от 1/г-/га-г/

где t 1,2 ... л - число точек измерений; т - заданное число, определяющее длину интервала усреднения. Затем эта величина умножается в умножителе 7 на текущее значение приращения механической скорости AVi, в результате чего формируется велич1ина добавочного приращения осевой нагрузки APg, поступающего затем в блок 8 памяти, в котором оно хранится до изменения условий бурения и нахождения нового значения APg. С выхода преобразователя 9 код-аналог это значение в аналоговой форме поступает на вход автоматического регулятора 2, с другого выхода которого на устройство 3 регистрации пнформации поступает текущее значение осевой нагрузки.

Данная система управления процессом бурения обладает значительными преимуществами.

Нахождение эффективной осевой нагрузки ведется непрерывно, основываясь на характере изменения самого процесса бурения. Это позволяет исключить непроизводительную операцию по ее поиску, на которую затрачивается 3-6 мин времени механического бурения и которая может повторяться десятми раз за одно долбление. В результате снижается время строительства скважины, а также расход энергии и реагентов. Автоматический регулятор подачи долота поддерживает не заданную заранее осевую наг.рузку, а наиболее эффет1ивную в данный момент времени, что существенно увеличивает скорость механического бурения. Достоверно определяет момент подъема долота s связи с его износом в условиях случайного изменения свойств породы и режима бурения. Это позволяет снизить затраты на метр проходки и избежать аварийные ситуации v.-. за передержки долота на забое. Кроме того, появляется возможность регистрации основных технологических параметров в форме, удобной для дальнейщей статистической обработки в целях планирования основных технИ|КО-эко.но.мическ.их показателей для других инте|рвалоБ бурения и других скважин.

Формула изобретения

Система управления процессом бурения, включающая автоматический регулятор

подачи долота, устройство для управления процессом бурения, устройство для регистрации информации, делителя, блока скользящего усреднения, умножителя, о тличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров, она снабжена блоком памяпи, преобразователями аналог-код и код-аналог, при этом выход преобразователя аналог-код подключен к одному из входов делителя, к второму входу которого подключен один из ВЫХОДОВ устройства для управления процессом бурения, два других выхода которого подключены к двум входам устройства для регистрации информации, а третий

вход устройства для регистрации информации подключен « одному из выходов аътомаческого регулятора подачи долота, вход которого подключен к выходу делителя через последовательно соединенные блок скользящего усреднения, умножитель, блок

памяти, преобразователь код-аналог, а другой выход автоматического регулятора подачи долота подключен к входу преобразователя аналог-код.

f

Источники информации, принятые во

внимание при экспертизе:

1.Пухова Г. Е., Хатнашвили Ц. С. Локальные математические модели систем управления. Киев, «Наукова думка, 1971, с. 118-121,

2.Авторское свидетельство СССР № 248591, кл. Е 21 В 41/00, 13.01.70.