Устройство для определения величины максимального износа стенок бурильных труб

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву.— (22) Заявлено:09.01.80, (21) 2870632/22-03 151) М. Кд з с присоединением заявки ¹

Е 21 В 47/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300782. Бюллетень Мо;28 (53) УДК622,23. .083 (088. 8) Дата опубликования описания 300782

Ю.H.Uâåòoâ, Н.A.Håðåçèíà, В.В.БрызгаШов и И.A.Äâoåãëàçîâ с

"1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

MAKCHNAJlbHOI О ИЗНОСА СТЕНОК БУРИЛЬНЫХ

ТРУБ

Изобретение относится к аналоговым вычислительным устройствам, в частности к устройствам для определения в процессе спуска-подъема бурильных труб на скважине запаса прочности этих труб, бывших в употреблении.

Запас прочности определяется величиной ДТ максимального износа стенки трубы, определяемой как разность между ТΠ— толщиной стенки новой трубы, .и Т„, — наименьшей толщиной стенки изношенной трубы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором по окружности сечения трубы располагаются равномерно преобразователи толщиномеров, каждый из которых измеряет толщину стенки трубы в соответствующей точке ° Из показаниЯ выбирается наименьшее принимаемое эа величину

Ты,и в результате определяется величина и Т „(1).

При.этом возможна ошибка, вызванная тем, что ввиду случайности начального углового, положения трубы относительно системы преобразователей ни один иэ датчиков может не попасть на участстк c íàèìåíüøåé толщиной стейки. Зта ошибка при половинном износе стенки и четырех датчиках составляет в максимуме 25%. Ошибку эту можно свести к нулю непрерывным вращением трубы относительно преобразователей во время спуско-подъема, но это практически либо невозможно, либо затруднительно. Ниже будет иметься в виду только продольное движение трубы.

Цель изобретения вЂ, улучшение точности измерения величины Тм при неизменном числе преобразователей (датчиков), Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено выпрямителями и делителями напряжения и блоками суммирования, причем выход первого выпрямителя соединен с первым входом первого блока суммирования и через делитель напряжения — co вторым входом второго блока суммирования, выход второго выпрямителя соединен с первым входом второго блока суммирования и через делитель напряжения - со вторым входом первого блока суммирования, выходы обоих блоков суммирования соединены со входом блока выбора большего иэ двух сигналов, а выход последнего соединен со входом индикатора.

947406

При минимальном числе преобразователей (всего четырех, расположенных по взимно перпендикуЛярным диаметрам) в качестве одной иэ двух входных величин в устройстве используется разность b, толщин диаметрально противоположных стенок трубы, в качестве другой входной величины d<— разность толщин диаметрально противоположных стенок трубы по другому диаметру. Величины b< и hg подверга 10 ются преобразованиям в элементах устройства. Полученная в результате этих операций выходная величина более близка к величине аТ„, чем наименьшая иэ четырех толщин, измеренных 5 равноотстоящими по окружности преобразователями. Величины b,, и Ь могут быть получены не только как разность показаний двух преобразователей, они могут быть измерены любым образом

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 поперечное сечение новой трубы в виде двух концентричных окружностей с центром О, сечение изношенной тру" ы заштриховано.

Устройство для определения величины максимального износа стенок бурильных труб состоит иэ выпрямителей 1 и 2 с единичными коэффициентами передачи, которые выпрямляют сигналы b< и A, могущие иметь любой знак, и на выходах выпрямителей действуют сигналы b. и Ь,2 одинаковых неизменных знаков. Сигнал b поступает непосредственно на первый вход блока 3 суммирования и через делитель

4 напряжения с ослаблением K — - на второй вход блока 5 суммирования.

Аналогично разность h< выпрямляется выпрямителем 2, и сигнал h, поступа- 40 ет непосредственно на первый вход блока 5 суммирования и через делитель б напряжения с ослаблением на второй вход блока 3 суммирования.

В результате на выходах блоков 3 и 45

5 действуют сигналы неизменных одинаковых знаков /аq / + К/Ьх! и /A /+K/A„/ соответственно. Эти два суммарных сигнала поступают на входы блока 7 выбора большего иэ двух сигналов 50 для выбора большего сигнала, на выходе блока 7 действует больший по уровню из двух входных сигнал а, отмечаемый индикатором 8, градуированным в величинах d T, 55

Величина d. отличается от ЬТ „ на величину ошибки Ю и эта ошибка оценена.

Поперечное сечение изношенной трубы приведено на фиг.2, где r — 60 внутренний радиус трубы, Т - номинальная толщина ее стенки, Ко =

+ 1 — наружный радиус новой трубы. В результате износа сечение новой трубы, имевшее вид окружностей радиусов r и R с центром О, принимает вид заштрихованного, причем изношенный сектор с углом 2 и опирается на дугу окружности с центром О .

При текущих углах 9 =-(-ф щ„)толщина Т стенки зависит от ц>, т.е.

Т = T(O) (на остальной части будет

Т Т при любых) .

Оно имеет точность около 1Ъ от

Т при = (4 8) и Ч вЂ” †(90 †; 180 ), эти условия выполняются на практике.

Если в блок-схеме (фиг.1) положить К = О, т.е. Убрать делители

4 и 6 напряжения (при этом блоки суммирования будут излишними), то ошибка в измеренных T может составить

20-30Ъ..

Делители 4 и 5 напряжения и блоки .

3 и 5 суммирования предназначены для уменьшения ошибок измерений.

В предлагаемом устройстве ошибка значительно меньше. При половинном. аТ износе, т.е. при — -"- О 5. ошибка составляет = 0,1 или 10Ъ, при

М тех же условиях известный способ моd жет иметь ошибку — = 0,25, т.е. тм предлагаемое устройство позволяет существенно улучшить точность. При йТ меньшем износе, наприМер при — Т =

0,3,, = 4,3Ъ. д"

М

Лишь при равномерном износе стенок труб, что встречается редко, устройство вносит ошибку в результаты измерения, показав нулевое значение износа, аналогично полноценным трубам.

Формула изобретения

Устройство для определения величины максимального износа стенок бурильных труб, содержащее преобразователи, индикатор, блоки сравнения и выбора большего иэ двух сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения максимального износа стенок труб, оно снабжено выпрямителями и дели елями напряжения и блоками суммирования, причем выход первого выпрямителя соединен с первым входом первого блока суммирования и через делитель напряжения - со вторым входом второго блока суммирования, выход второго выпрямителя соединен с первым входом второго блока суммирования и через делитель напряжениясо вторым входом первого блока суммирования, выходы обоих блоков суммирования соединены со входом блока

947406

Составитель В.Варламов

Техред К. Мыцьо Корректор Г.Огар

Редактор Л.Горбунова

Заказ 5568/50 Тираж 623 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 1осква, Х(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выбора большего иэ двух сигналов, а выход последнего соединен с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9679794, кл. С 01 В 17/00, 1976.

2. Дорофеев A.Ë., Никитин A.È., Рубин A Ë. Индуктивная толщинометрия.

M., "Энергия", 1978.

„«

gym Z+To

Асс.2 1т To-aln