Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения Советский патент 1980 года по МПК E21B47/04 

1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к технике измерения глубины бурящихся скважин.

По основному авт. св. №648722 известно устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения, содержащее датчик оборотов лебедки, датчик веса на крюке, блок логики, состоящий из узла ручного ввода информации, распределитель импульсов, селектор максимальной длительности импульсов, триггер управления реверсом, схему ИЛИ, схемы И, узел задержки дешифратора, дешефратора нуля, ключа, блок счетчиков, включающий реверсивный счетчик «Над забоем и счетчик «Глубины забоя, блок коррекции, состоящий из реверсивного счетчика слоев каната, генератора дробных импульсов, панели набора кода, ключа - триггера, формирователя импульсов, схемы ИЛИ , шифратора, схем И , счетчика импульсов, панели набора кода реверсивного счетчика импульсов и формирователя импульсов 1.

Недостатком указанного устройства является то, что при бурении наклонных скважин датчик веса бурового инструмента на крюке не выдает четкого сигнала из-за трения бурового инструмента о стенки скважин.

Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе.

Цель достигается .тем, что устройство снабжено индикатором давления и индикатором срабатывания клиновых захватов, а блок логики снабжен дополнительной схемой ИЛИ, при этом выходы индикаторов подключены через вход дополнительной схемы ИЛИ к входу ключа блока логики,

10 а к другому входу дополнительной схемы ИЛИ подключен выход селектора максимальной длительности импульсов. подключен выход селектора максимальной длительности импульсов.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого устройства.

Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения содержит датчик оборотов лебедки, датчик 2 веса на крюке, индикатор 3 давления бурового раствора на входе; индикатор 4 срабатывания клиновых захватов, блок 5 логики, состоящий из распределителя 6 импульсов, узла 7 ручного ввода информации, селектора 8 максимальной длительности импульсов, три1

rej)a 9 управления реверсом, схемы ИЛИ 10, схемы И 11, узла 12 задержки дешифратора, дешифратора 13 нуля, схемы ИЛИ 14, ключа 15, схемы И 16; блок 17 счетчиков, из реверсивного счетчика- «Над забоем 18, и счетчика «Глубина забоя 19; блок 20 коррекции, состоящий из реверсивного .счетчика 2 витков каната, генератора 22 дробных импульсов, панели 23 набора кода, ключа-триггера 24, формирователя 25 импульсов, схемы ИЛИ 26, шифратора 27, схем И 28, шифратора 29, счетчика 30 импульсов„ панели 31 набора кода реверсивного счетчйка 32 импульсов и фор Мирователя 33 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Во время операции «бурение сигналь датчика 1 поступают в.. блок 5 через узел 7 На распределитель б, который распределяет импульсы датчика 1 по каналам «Вверх и «Вниз в зависимости от направления его вращения.

Импульсы, поступающие с распределителя 6 на схему ИЛИ 10, являются счетными, а импульсы, поступающие на триггер 9 преобразуются в сигналы, с помощью которых производится управление счетчикаМи устройства.

Счетные импульсы проходят через схему ИЛИ 10, узел задержки 12 и поступают на ключ 15 и на счетный вход счетчика 21. Ключ 15 пропускает нмпульсы при наличии разрешения со схемы ИЛИ 14. Это разрешение выдается по поступлению сигналов с датчика 2, с индикатора 3 или с индикатора 4.

Счетчик 21 производит непрерывный счет витков каната на барабане буровой лебедки. С этого счетчика поступают сигналы через панель 23 на шифратор 27. Шифратор 27 имеет пять выходов (по максимальному числу слоев каната на 6apa6aFie буровой лебедки). В зависимости от номера слоя витков каната на соответствующем выходе шифратора 27 появляется сигнал, который поступает на соответствующую схему И 28.

Пройдя ключ 15, счетные импульсы .поступают на формирователь импульсов 25 блока коррекции 20. Передние фронты сформированных импульсов производят сброс счетчика 30 и через формирователь импульсов 33 считываются счетчиком 19, а задние фронты подключают генератор 22 через ключ - триггер 24 на счетные входы счетчиков 30 и 32. Накопление дробных импуль-сов генератора 22 на указанных счетчиках происходит до определенного числа соответствующего номеру слоя витков каната на барабане буровой лебедки. В момент, когда число импульсов на счетчике 30 будет соответствовать номеру слоя, на соответствующем выходе щифратюра 29 тоже появится сигнал. При совпадении сигналов щифраторов 27 и 2У с соответствующей схемой И 28 через схему ИЛИ 26 на ключ - триггер 24 поступит разрешение на переключение. Ключ триггер 24 прервет подачу нробных импульсов с генератора 22 на вход счетчиков 30

и 32. С приходом каждого последующего счетного импульса происходит сброс счетчика 30 с последующим запуском счетчиков 30 и 32.

Таким образом, на счетчике 32 происходит накопление дробных импульсов генератора 22 до величины целого с последующим суммированием его счетчиком 19 через формирователь импульсов 33. Этот импульс является корректирующим.

Суммирование счетных импульсов счетчиком «Глубина забоя 19 возможно только при наличии разрешения, которое поступает со схемы И 16 .при совпадении сигналов с триггера управления реверсом 9 и с дешифратора нуля 13. Дешифратор нуля 13 выдает сигнал при наличии контакта бурового инструмента с забоем (счетчик 18 показывает «0000). При нахождении инструмента «Над забоем, совпадение произойдет на схеме И 11 при движении, инструмен.та вниз. В этом случае счетчик 18 переключается на вычитание. При движении инстру мента вверх управляющий сигнал триггера 9 переключит счетчик 18 на суммирование. Таким образом, при наличии контакта бурового инструмента с забоем счетные импульсы считываются счетчиком «Глубина за(3 боя 19, а при отсутствии контакта счетчиком «Над забоем 8. Счетчик 19 при этом сохраняет прежние показания.

Отсчет показаний глубины скважины и положения инструмента относительно забоя производится в метрах.

Триггер 9 производит переключение реверсивных счетчиков устройства на суммирование или вычитание при бурении и спуско - подъемных операциях.

Количество дробных импульсов на один

J счетный определяется по формуле:

n l---k,

где{.- длина одного витка каната в слое, мм; М - количество цел(1х импульсов на один sоборот датчика оборотов лебедки;

- цена одного целого импульса, мм.

Длина одного витка каната Е-, намотанного на барабан лебедки типа У2-2-И, для первого и последующих слоев составит;

В, 2086,0 мм.,

02 2174,0 мм

Е.,9 мм и т. д.

Тогда количество дробных импульсов S .для первого и последующих слоев будет: п,43, , п и т.д.

Устройство ручного ввода информации 7 предназначено для первичной установки счетчиков 18, 19 и 21.

Панели 23 и 31 служат для внесения тюправок при применении различных типов лебедок и при изменении диаметра каната талевой системы.

Использование вводимых индикаторов позволит повысить надежность работы устройства при бурении вертикальных и наклонных скважин.

Формула изобретения

Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения по авт. св. № 648722, отличающееся тем, что, с целью

повыи1ения его надежности в работе, око снабжено индикатором давления и индикатором срабатывания клиновых захватов, а 5лок логики снабжен дополнительной схеиой ИЛИ, при этом выходы индикаторов юдключены через вход дополнительной схемы ИЛИ к входу ключа блока логики, а к другому входу дополнительной схемы ИЛИ подключен выход селектора максимальной длительности импульсов.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 648722, кл. F 2 В 47/04, 28.02.79 (прототип).