Устройство для определения начала проявления выброса или поглощения при бурении скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B44/00 E21B47/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛА ПРОЯВЛЕНИЯ, ВЕхШРОСА И ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Данное устройство относится к бурению и предназначено для использо вания при бурении скважин на нефть и газ, в частности для распознавания аварийных ситуаций в процессе бурения.

По основному авт.св. 887803 известно устройство, используемое при бурении скважин на нефть и газ, которое содержит датчик объема промывочной жидкости в приемных емкостях, датчик давления промывочной жидкости в стояке, реле времени, два запоминающих элемента, блок уставки, индикаторы, логические элементы И и ИЛИ, три схемы сравнения, два ключа и вычитающий элемент i.

В данном устройстве сигнал пуска устройства после включения буровых насосов поступает на реле времени, которое осуществляет задержку, необходимую для стабилизации объема промывочной жидкости в приемных емкостях, после чего открывается ключ,, управляющий элементом, запоминающим значение объема промывочной жидкости. После получения сигнала об изменении объема промывочной жидкости открывается ключ, управляющий элементом.

запоминающим значение давления на стояке.

К недостаткам известного устройства следует отнести необходимость задания избыточности задержки, осуществляемой реле времени, невозможность учета изменений давления промывочной жидкости до первого изменения ее объема после включения уст10ройства в рабочий режим, отсутствие автоматического переключения режима работы из исходного в рабочлй и обратно и отсутствие информации о наличии поглощения. Указанные недостат15, ки в ряде случаев могут привести к неточности и сбоям в работе устройства.

Отсутствие автоматического переключения режимов работы увеличивает

20 вероятность пропуска возможных осложнений в процессе бурения из-за ошибок оператора, а отсутствие информации о начале-поглощения делает контроль процесса бурения неполным.

25

Цель изобретения - повышение точности определения начала проявления и выброса, автоматизация переключения устройства из исходного состояния в рабочее и обратно и определе3dние начала поглощения. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено задатчиком давления и четбертой схемой сравнения, причем задатчик давления и датчик давления связаны через чет вертую схему сравнения со входом ре ле времени, выход которого связан через второй ключ с первьом запомина щим блоком, а для опреде ления начал поглощения снабжено дополнительной пятой схемой сравнения, и третьим индикатором, причем входы пятой схе мы сравнения подключены параллельно входам второй схемы сравнения, а вы 1ХОД пятой схемы сравнения соединен с третьим индикатором. На чертеже представлена блок-схе ма устройства для определения начал проявления, выброса и поглощения пр бурении скважин. Устройство содержит датчик 1 дав ления прог ивочной жидкости на ст.ояк датчик 2 объема промывочной жидкоети в приемных емкостях, реле 3 времени, блок 4 уставки, первый ключ 5 второй ключ б, первый запоминающий элемент 7, второй запоминающий элемент 8, вычитающий элемент 9, первую, вторую и третью схемы сравнения 10, 11 и 12, первую, вторую и третью схемы И 13, 14 и 15, схему ИЛИ 16, первый, второй и третий индикаторы 17, 18 и 19, задатчик 20 давления, четвертую и пятую схемы 21 и 22 сравнения, причем схема 22 сравнения подключена параллельно сх ме 11 сравнения. . . Устройство работает следующим обg разом. В исходном режиме ключи 5 и б открыты. После включения буровых насосов. давление на стояке начинает возрастать, что вызывает возрастание сигнала на выходе датчика 1 давления и на соединенном с ним входе схемы 21 сравнения. Когда этот сигнал оказывается равным сигналу на выходе задатчика 20 давления, на выходе схемы 21 появляется сигнал, запускаю щий реле 3 времени, которое осуществ ляет задержку переключения устройства в рабочий режим, необходимую для выхода жидкости из скважины и начала нормальной ее циркуляции. Значение объема промывочной жидкости в приемных емкостях, измеренное датчиком 2 объема, через открытый ключ 5 поступает в запоминающий элемент 7. Значение давления на стояке, измерен ное датчиком 1 давления, через открытый ключ б поступает в запоминающий элемент 8. После отработки реле 3 времени, ключи 5 и б закрываются, что свидетельствует о переходе устройства в рабочий режим. Запомненное в элементе 7 значение объема промывочной жидкости принимается равным VJ, , а запомненное в элементе 8 значение давления промывочной жидкости принимается равным РСН. Схема 11 сравнивает текущее значение объема жидкости V с запомненным значением V и при V Vo вырабатывает сигнал логического О на выходе, подключенном к входам схем И 13 и 15. В случае, когда V V, схема сравнения 11 вырабатывает сигнал логической 1. Схема 10 сравнивает текущее значение давления Р. с запомненным значением .и при PC. 5 РСИ вырабатывает сигнал-логического О на выходе, подключенном к схеме И 13, и сигнал логической 1 на выходе, подключенном к схемам И 14 и 15. При РС сигнал из схемы 10 по-. ступает наоборот - логической 1 к схеме И 13, а.логического О к схемам И 14 и 15. Элемент 9 вычитает из текущего значения объема жидкости V запомненное значение V и вырабатывает сигнал, пропорциональный разности V - УО. Далее схема 12 сравнивает значение допустимого прироста объема жидкости V , получаемого из схемы 4 уставки, с разностью V - V, и при V - VQ V вырабатывает сигнал логической 1 на выходе, подключенном к схеме И 14, и логического О на выходе, подключенном к схеме И 15. При V - VQ V сигналы поступают наоборот - логической 1 к схеме И 15, а логического О к схеме И 14. Сигналы с выходов схем сравнения 10, 11 и 12 поступают на входы схем И 13, 14 и 15, которые вырабатывают сигналы логической 1 при V VQ и PC РСМ (схема И 13), V - Vo / V и PC S РСИ (схема И 14), V Vj,, V - VQ V и PC 5 РСИ (схема И 15). В остальных случаях схемы И 13, 14 и 15 вырабатывают сигнал логического 0. Сигналы с выходом схем И 13 и 14 поступают на схему ИЛИ 16, которая вырабатывает сигнал логической 1 при V 7 VQ и PC. 7 РСИ . или V - и РС РСН .Этот сигнал включает индикатор 17, что соответствует ситуации Выброс. В остальных случаях схема 16 вырабатывает сигнал логического О. Сигнал логической 1 от cxeNttJ И 15 включает индикатор 18, что соответствует ситуации Проявление. При V УО на выходе схемы 22 сравнения возникает сигнал логической 1, включающий индикатор 19, что соответствует ситуации Поглощение. В остальных случаях схема 22 вырабатывает сигнал логического О. При выключении буровых насосов давление на стояке резко падает, и сигнал от датчика 1 давления оказы