устройство для контроля глубины спуска труб в скважину

Формула изобретения

Устройство для контроля глубины спуска труб в скважину, содержащее датчик веса, соединенный с системой измерения и преобразования в код веса на крюке, датчик перемещения талевого каната, соединенный с системой преобразования перемещения в две последовательности импульсов “вверх” и “вниз” с весами, равными единице младшего значащего разряда по глубине, и систему из двух реверсивных счетчиков “глубина спуска” и “наращивание”, отличающееся тем, что для повышения точности и надежности введено решающее устройство и схема ввода уставок по весу, скорости и ускорению, причем выходы последней соединены с одной группой входов решающего устройства, а вторая группа его входов связана с выходами систем преобразования веса и перемещения, в свою очередь, выходы решающего устройства связаны с входами реверсивных счетчиков “глубина спуска” и “наращивание”, выходы которых соединены с соответствующими индикаторами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при контроле глубины спуска колонны труб в скважину в нефтегазодобыче, при бурении и при капитальном ремонте скважин.

Известны устройства для измерения проходки или глубины скважины при бурении, содержащие преобразователи перемещений талевого каната, угла поворота шкива кронблока (1) или датчик оборотов лебедки (2, 3). Для исключения холостых ходов талевого блока при наращиваниях колонны труб в них используются датчик веса, индикаторы давления и срабатывания клиновых захватов, а также дополнительная схема логики.

Изменение размеров элементов спускоподъемного механизма, входящих в измерительную цепь, не учитывается указанными устройствами, что приводит к появлению погрешности измерения глубины, длины колонны труб или проходки.

Исследования показали, что температурные деформации элементов спускоподъемного механизма в пределах рабочих диапазонов температур незначительно сказываются на точности измерения глубины спуска колонны труб косвенными методами. В наибольшей степени на погрешность измерения влияют деформации талевого каната под действием нагрузок и изменения диаметров талевого каната, шкивов кранблока и барабана лебедки при изготовлении и в результате износа (1).

Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства. Цель достигается тем, что конструкция снабжена решающим устройством и схемой ввода уставок по весу, скорости и ускорению, при этом выходы схем измерения веса, перемещения талевого каната и уставок соединены со входами решающего устройства, выходы которого подключены к входам реверсивных счетчиков глубины и наращивания.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого устройства.

Устройство для контроля глубины спуска труб в скважину содержит датчик 1 перемещения талевого каната, датчик 2 веса на крюке, систему 4 преобразования перемещения талевого каната в две последовательности весовых импульсов при движении "вверх" и "вниз" с весами, равными единице младшего значащего разряда (1 см или 1 мм); схему 5 ввода установок по весу скорости и ускорению перемещения талевого блока; решающее устройство 6 и систему реверсивных счетчиков 7 и 8, соответственно "глубина спуска" и "наращивание" с индикаторами 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

При незагруженном элеваторе и его положении на роторе включается устройство. При этом счетчики и измеритель веса устанавливаются на ноль. Производятся захват 1-й свечи и спуск ее в скважину. Система измерения веса 3 фиксирует в решающем устройстве 6 вес 1-й свечи G1. В момент прохождения концом свечи нулевой отметки (уровень ротора) оператор дает сигнал разрешения реверсивному счетчику глубины 7. Производится подсчет импульсов “вниз”. Одновременно в решающем устройстве вычисляются скорость и ускорение перемещения свечи и сравниваются с уставками от схемы 5, характеризующие их величины при приближении к установке элеватора на ротор. В момент снижения скорости и ускорения соответствующих Vy и Ху уставок начинается контроль веса с учетом значения уставки Gy. При посадке элеватора на ротор вес на крюке начинает снижаться и при весе, равном G=G1-Gy, счетчик "глубина спуска" отключается, а счетчик "наращивание" включается, фиксируя перемещение вниз, равное трем составляющим: растяжение талевого каната, деформация (просадка) стола ротора и приспуск для освобождения элеватора. После этого счетчик "наращивание" изменяет свое состояние в соответствии с перемещениями талевого блока для захвата новой свечи, ее подъема, установки в муфту 1-й свечи, завинчивания свечи и подхвата колонны для спуска очередной свечи в скважину. При подхвате колонны при весе G=Gl+G2-Gy счетчик “наращивание” отключается, а счетчик “глубина спуска” включается. При этом индикатор 10 должен показать “0”, а индикатор 9 - длину двух свечей. Дальнейшая работа происходит аналогично. Включение и отключение счетчиков происходят при весе

где N - количество спущенных в скважину свечей.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. В.А. Бражников, В.А. Кузнецов. Информационные устройства для определения эффективности управления процессом бурения. - М.: “Недра”, 1978, с. 23-26 и 41-48.

2. А.с. СССР № 648722.

3. А.с. СССР № 785470.