Спосіб визначення ваги бурового інструменту
Республік (ll) 567807 а (51) М. Кл.
Поради. Міністрів СРСР ео справам винаходів та відкриттів (53) УДК 622.248.1 (088.8) (72) Автори винаходу Б, І, Сорокотягін, Ю. М. Дунаєв та В. Г. Крупельницький
Спеціальне проектно-конструкторське бюро засобів автоматизації видобутку нафти, транспорту та зберігання газу (71) Заявник (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ BECA БУРОВОГО ІНСТРУМЕНТА
Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використане для вимірювання ваги бурового інструменту та осьового навантаження на долото в процесі буріння нафтових і газових свердловин. 5
Відомий спосіб вимірювання ваги бурового інструменту за допомогою силовимірювальних перетворювачів, встановлених на буровому гаку або вертлюзі, що дозволяє безпосередньо вимірювати все урового інструменту (11).
Трудомісткість виготовлення спеціальних перетворювачів значної вантажопідйомності і габаритів, складність їх заміни і недостатньо надійний зв'язок преобраеовате- 15 ля з показовим приладом - все це перешкоджає використанню даного способу в буровій практиці.
Найбільш близьким до пропонованого є спосіб визначення ваги бурового інструменту шляхом вимірювання натягу нерухомого кінця талевого каната (21).
Однак при тому самому значенні ваги інструменту, тобто при одній і тій же компонуванні бурової колони, силовоспринимающий перетворювач, встановлений на нерухомій гілки талевого каната, видає різні значення вихідного сигналу в залежності від спрямованості руху інструменту. Відносна різниця між значеннями вихідного сигналу, що видаються вимірювальним перетворювачем у стані спокою і значеннями, що видаються при спуску та підйомі бурового інструменту, має насамперед різні знаки, а у свою чергу при перерахунку донаведеної похибки вимірювань змінюється широкому діапазоні від 6,5% до 23%.
Це відбувається в силу впливу ККД талевої системи на перерозподіл натягу в таловому блоці і в нерухомому кінці талевого каната, що знижує точність вимірювань і спотворює динамку процесів буріння.
Мета винаходу вЂ" підвищення точності визначення ваги інструменту за рахунок введення поправки вимірювану величину натягу каната при русі інструменту.
Ilene досягається тим, що визначають напрям руху інструмента, а е
Виділивши загальну частину виразів (5) та (7), отримаємо: 37
4 Іт -(.1-Ч) (8), Відносна різниця між значеннями
2 1 де Р вЂ" зусилля натягу нерухомого кінця талевого каната
fl - число струн каната, що несуть талевий блок; вЂ" КПЙ одного обертового ролика; 0 т1 - вЂ" ККД останнього ролика кронблока м (під нерухомим кінцем талевого каната);
А вЂ" коефіцієнт, який визначається напрямом руху інструменті, 1Б рівний при спуску інструменту
1, а при підйомі - - / g
На кресленні зображено блок-схему, що пояснює пропонований спосіб.
Спосіб полягає в наступному. 20
За зусиллям Р натягу нерухомого кінця талевого каната вага Про бурового інструменту визначається як добуток цього зусилля на число П струн, що несуть талевий блок". (10>; бурового інструменту обчислюють за формулою:
Використовуючи отримані вирази (8> і (9) та аналізуючи технологічні операції процесу буріння, можна сформулювати основний висновок про те, що для визначення істинного значення ваги бурового інструменту для натягу нерухомого кінця талввого каната необхідно коригувати виміряні натяги перед подальшим відображенням вимірюваної величиниознаки руху інструменту за алгоритмом:
Ч qM(3 год) (11), при спуску
Поставивши в рівняння (4) значення з урав-50 піні (1) і (2), отримаємо: н („ ) (5), а при підйомі відповідно:
2 2 звідки le«- q
Однак ця формула справедлива лише за умови, коли талева система бурової установки перебуває у стані спокою, З0
Залежно від напрямку руху інструменту натягу нерухомого кінця талевого каната описуються рівняннями (- l)ll
Р„= І (g), З5 з -q) q" нри підйомі 2 = Ч „(„(3).
Аналіз рівнянь (1), (2) та (3) дозволяє зробити висновки про значний вплив динаміки талевого блоку на визначення натягу нерухомого кінця каната та ваги бурового інструменту.
Щоб виключити цей вплив, вважаємо, що зусилля натягу нерухомого кінця каната у спокої і при спуску пов'язані співвідношенням: де А вЂ" коефіцієнт, який визначається напрямом руху, рівний при спуску 1, а при підйомі"
Введення поправки у вимірювану величину підвищує точність контролю ваги бурового інструменту, На кресленні зображено пристрій для реалізації запропонованого способу.
Пристрій включає первинний вимірювальний перетворювач ваги 1 бурового інструменту, блок 2 корекції вихідного сигналу, що показує прилад З і формувач сигналів 4 про напрям руху бурового інструменту, Пристрій працює наступним чином.
При русі бурового інструменту вниз формувач сигналів 4 про напрям руху бурового інструменту видає керуючий сигнал, по якому блок корекпії 2 вихідного сигналу здійснює поділ поточних значень сигналу від первинного вимірювального перетворювача 1 ваги бурового інструменту на необхідний коефіцієнт До, а при наявності сигналу про підйом інструменту блок2 корекції вихідного сигналу здійснює множення сигналу від первинного вимірювального перетворювача ваги інструменту на необхідний коефіцієнт К>.
Упорядник Н. А. Туленінов
Редактор С, Тітова Техред 3. Фанта Коректор А. Гриценко
За к аз 2 706/2 2 Тираж 757 Передплатне
ПНДІПД Державного комітету Ради Міністрів СРСР у справах винаходів та відкриттів
113035, Москва, -35, Рауська наб., д. 4i5
Філія ПВП "Патент", м. Ужгород, вул. Проектна, 4
Зміни значень коефіцієнта і
До здійснюються бурильшиком вручну в залежності від виду оснастки, що застосовується, талевого олока. Скоригований сигнал відображається показуючим приладом
3, Множенням показань приладу на число струн каната, що несуть талевий блок, та застосуванням змінних шкал приладу забезпечується визначення ваги бурового інструменту. 10
Забезпечуючи підвищену точність вимірювання ваги бурового інструменту, у свою чергу здійснюються непрямим шляхом підвищення точності контролю осьового навантаження на долото-одного з найважливіших технологічних параметрів буріння, Особливо високі техніко-економічні показники даного способу та пристрою при бурінні глу-. бокових свердловин у морському бурінні. Орієнтовний економічний ефект становить 20
9,3 тис. руб. на рік.
Спосіб визначення ваги бурового інструменту шляхом вимірювання натягу нерухомого кінця талевого каната. о т л і ч а ю ш і з я тим, що, з метою підвищення точності за рахунок введення поправки у вимірювану величину натягу каната при русі інструмента, визначають напрямок руху інструменту, а вага бурового інструменту Q обчислюють за формулою:
1- т q-„(-q) де P вЂ" зусилля натискання нерухомого кінця талевого каната;
Н – числострун каната, несуших талевий блок;
КП,О, одного ролика, що вирішується: м д- ККД останнього ролика кронблока, (під нерухомим кінцем талового- каната)
А вЂ" коефіцієнт визначається напрямом руху інструменту, рівний при спуску інструменту 1 і при підйомі вЂ" ga /т(Джерела інформації, прийняті до уваги. при експертизі:
1. Мелік-Шахназаров А. М., Гробштейн А. С. Прилади для контролю ваги бурового інструменту, М. "Надра", 1961, ñ. 5-23, 2, Ісакович P. Я. Технологічні вимірювання та прилади, М., Надра, 1970, с. 338-343.