Автоматизированные системы управления процессом бурения скважин

Автоматическая система управления технологическим процессом бурения скважин АСУТП-Б (Кировское ИГО) предназначена для осуществления технологического процесса управления углубки скважины алмазным инструментом в автоматическом или ручном режиме управления.

Система АСУТП-Б обеспечивает:

  • - оптимизацию технологического процесса по критерию - стоимость 1 м бурения или реализацию управления по частным критериям - максимум производительности с ограничением по расходу алмазов или минимум расхода алмазов с ограничением по производительности;
  • - качественное выполнение буровых работ по выходу керна;
  • - предупреждение технологических осложнений и аварий;
  • - улучшение организации труда буровой бригады;
  • - снижение психологических нагрузок на бурильщика в условиях форсированного технологического процесса;

независимость технико-экономических показателей бурения от квалификации персонала буровой бригады;

  • - возможность оперативной корректировки технологического процесса программными средствами;
  • - возможность создания разветвленной автоматизированной системы производством буровых работ по всему геологоразведочному объекту.

АСУТП-Б включает в себя комплект средств управляющей вычислительной техники; программное обеспечение; телевизионный индикатор.

Применяется для управления буровым агрегатом СКБ-5 и его модификациями и включает комплект серийных преобразователей параметров режима бурения.

При работе в автоматическом режиме управления выполняются следующие операции:

  • - промывка скважины;
  • - постановка на забой породоразрушающего инструмента в начале рейса;
  • - приработка породоразрушающего инструмента;
  • - поиск оптимальных значений осевой нагрузки, расхода промывочной жидкости и скорости вращения бурового снаряда;

корректировка параметров режима бурения в соответствии с изменяющимися геолого-техническими условиями;

- контроль и предупреждение аварийно-опасных ситуаций;

отображение основных параметров бурения на телевизионном индикаторе в виде гистограмм;

- вывод оперативных сообщений и подача звукового сигнала при возникновении аномальных ситуаций в технологическом процессе;

прекращение рейса при реализации замера или возникновении неликвидируемой аварийно-опасной ситуации.

В автоматическом режиме работы система АСУТП-Б позволяет:

  • -проводить бурение в режиме ручного управления при отображении параметров технологического процесса на телевизионном индикаторе;
  • - выполнять цикл операций в автоматическом режиме при ручном регулировании скорости вращения бурового снаряда;
  • - осуществлять переход с автоматического на ручной режим управления и обратно без остановки процесса углубления скважины;
Устройство управления процессом углубления скважин «Карат-2»

Рис. 7.12. Устройство управления процессом углубления скважин «Карат-2»

- проводить оперативную корректировку

технологического процесса путем оперативной замены уставок, используемых в алгоритме, а также осуществлять подрыв бурового снаряда и возврат к бурению в любой момент рейса по желанию бурильщика.

При проведении работ в автоматическом режиме

функции бурильщика заклюю-чаются в выполнении спускоподъемных операций, наращивании бурового снаряда, пуске системы, техническом обслуживание оборудования, подготовке к работе технологического инструмента.

По данным испытаний и производственной эксплуатации АСУТП-Б в условиях пород IX, X категории по буримости получены следующие техникоэкономические показатели: механическая скорость 3-4 м/ч; расход алмазов 0,3-0,5 кар/м; длина рейса и выход керна - на 5-10 % выше, чем при ручном управлении.

Устройство управления процессом углубления скважин «Карат-2» (рис. 7.12), созданное в ПГО «Кировгеология», успешно эксплуатируется на буровых агрегатах СКБ-4, СКБ-5, СКБ-7, причем наличие на них регулируемого электропривода не обязательно. «Карат-2» может быть установлен также на буровом агрегате ЗИФ-650М, но для этого необходимо оснастить агрегат гидропультом станка СКБ-5 или провести доработку его гидросистемы.

Устройство «Карат-2» обладает такими достоинствами: способностью адаптироваться к изменению пород в процессе бурения, что повышает его эффективность в условиях перемежаемых, трещиноватых и дробленых пород.

Примером создания полностью автоматизированного бурового агрегата является система РБК-4 - роботизированная буровая установка для бурения геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые.

Автоматизированной системой управления процессом бурения оснащены буровые агрегаты Diamec U6 АРС и Diamec U8 АРС компании Atlas Copco.

Компьютерная система управления АРС на основе операционной системы MS Windows обеспечивает полную автоматизацию процесса бурения, повышая производительность и снижая риск ошибок из-за «человеческого фактора», а также гибкость и дистанционную диагностику неисправностей, вывод на дисплей инструкций по эксплуатации агрегата и каталогов запасных частей. В модификации АРС один оператор может выполнять весь перечень необходимых работ благодаря новой конструкции позиционирования станка, ускоряющей подготовку машины без перемещения лебедки при смене направления бурения, и полуавтоматическому режиму спуско-подъемных операций.

Агрегаты Diamec U6 АРС и Diamec U8 АРС оснащены электронной системой управления Candus, которая позволяет сокращать количество шлангов и гидроприводов, обеспечивает диагностику неисправностей.

Применение современных станков с автоматизированной системой управления дает очень высокие результаты производительности бурения. В США (шт. Айдахо) на станке Diamec U8 АРС при колонковом алмазном бурении в автоматическом режиме за 10-часовую смену проходка достигала 185,6 м. Полученный результат показывает возможности автоматизированных систем, способных оптимально управлять процессом бурения.

> Контрольные вопросы и задания к гл. 7

  • 1. Назовите основные средства механизации бурения.
  • 2. Назовите основные средства механизации спуско-подъемных операций при бурении.
  • 3. Назовите основную контрольно-измерительную аппаратуру, используемую при бурении.
  • 4. Назовите назначение ваттметра Н-348.
  • 5. Назовите основные направления автоматизации бурового процесса.
  • 6. Какие известны средства управления процессом углубления скважины?
  • 7. Назовите известные системы управления процессом бурения скважин.
  • 8. Назовите основные возможности автоматизированных систем управления бурением буровых установок типа Diamec.
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >