SU972065A1

SU972065A1 - Apparatus for controlling optimized axial load applied to bit

Info

Publication number: SU972065A1
Application number: SU813281351A
Authority: SU
Inventors: Валерий Васильевич Сунцов; Борис Евгеньевич Афанасьев; Борис Борисович Соколов; Аркадий Васильевич Александров
Priority date: 1981-04-22
Filing date: 1981-04-22
Publication date: 1982-11-07

Description

Изобретение относится к буровой технике,в частности к устройствам оптимизации процесса бурения нефтяных и газовых скважин.The invention relates to drilling equipment, in particular to devices for optimizing the process of drilling oil and gas wells.

Известно устройство для регулирования режима бурения скважин, содержащее блоки измерения частоты вращения вала турбобура, крутящего момента на валу и осевого усилия на долото, а также преобразователь-усилитель мощности с приборами индикации частоты вращения вала, крутящего момента на валу и осевого усилия на долото, регулируемые блоки смещения, блоки перемножения, блок сравнения с нульиндикатором (1).A known device for regulating the mode of drilling, containing units for measuring the rotational speed of the turbo-drill shaft, the torque on the shaft and the axial force on the bit, as well as a power converter with devices for indicating the rotational speed of the shaft, the torque on the shaft and the axial force on the bit, are adjustable offset blocks, multiplication blocks, a comparison block with a null indicator (1).

Недостатком данного устройства является то, что аналоговая вычислительная схема устройства не учитывает перераспределения мощности турбобура на разрушение породы в забое и вибрацию бурильной колонны, а также низкую надежность вследствие применения забойных приборов, работающих в тяжелых скважинных условиях и требующих линию связи Забой-поверхность.The disadvantage of this device is that the analog computing circuit of the device does not take into account the redistribution of the power of the turbo-drill to the destruction of the rock in the bottom and vibration of the drill string, as well as low reliability due to the use of bottom-hole devices operating in difficult borehole conditions and requiring a communication line Face-surface.

Наиболее близким к .предлагаемому по дбс’тигаемому эффекту и технической сущности является автоматическое устройство оптимизации режима бурения скважин, содержащее датчик осевого усилия, усилитель-преобразователь, блок сравнения, нуль-ийдикатор, автомат подачи долота, датчики вертикальной и горизонтальной составляющих колебаний бурильной колонны, сумматор.квадраторов,блок запоминания минимума, блок коммутации, блок управления, блок совпадения и блок установки предельной осевой нагрузки [2].The closest to the proposed effect in terms of dbs and technical essence is an automatic device for optimizing a well drilling regime, which contains an axial force sensor, an amplifier transducer, a comparison unit, a null-indicator, a bit feed automatic machine, sensors of the vertical and horizontal components of the drill string vibrations, totalizer of squares, minimum storage unit, switching unit, control unit, coincidence unit and axial load limit setting unit [2].

Основным недостатком указанного устройства является необходимость поиска минимального значения энергии колебаний бурильной колонны путем осевой нагрузки на долото во всем диапазоне допустимых нагрузок при изменении при этом амплитуды сигнала, снимаемого датчиками с бурильной колонны в 1,5-3 раза с частотой изменения уровня амплитудыThe main disadvantage of this device is the need to find the minimum value of the vibrational energy of the drill string by axial load on the bit in the entire range of permissible loads while changing the amplitude of the signal recorded by the sensors from the drill string 1.5-3 times with a frequency of change in the amplitude level

1-2 Гц, следовательно преобразователь этого сигнала должен иметь большую постоянную времени преобразования, что ведет к тому, что процесс поиска минимального значения энергии путем изменения нагрузки во всем диапазоне допустимых значений может длиться до 10 мин и более, а при частом чередовании разбуриваемых пород приводит к неустойчивой работе устройства и делает его неэффективным .1-2 Hz, therefore, the converter of this signal should have a large conversion time constant, which leads to the fact that the process of finding the minimum energy value by changing the load in the entire range of permissible values can last up to 10 minutes or more, and with frequent alternation of drilled rocks to unstable operation of the device and makes it inefficient.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем повышения 5 точности регулирования и сокращения времени .на поиск оптимального режима бурения.The purpose of the invention is to increase drilling efficiency by increasing the accuracy of regulation and reducing time. 5 to search for the optimal drilling mode.

Поставленная цель достигается тем, что устройство регулирования опти- Ю мальной осевой негрузки снабжено индикатором знака изменения уровня сигнала, логическим блоком, блоком памяти, реле времени и блоком шагового изменения уставки осевой нагрузки на долото, причем выходы датчиков колебаний бурильной колонны подключены через последовательно соединенные усилители-преобразователи и квадраторы к входу сумматора, выход ко- __ торого подключен через последовательно соединенные индикатор знака изменения уровня сигнала, логический блок и блок шагового изменения уставки осевой нагрузки на долото к входу автомата подачи долота, при этом выход логического блока подключен также к входу блока памяти, выход которого подключен к второму входу логического блока, а второй выход логического блока подключен к входу реле време- 50 ни, выход которого подключен к второму входу индикатора знака изменения уровня сигнала.This goal is achieved by the fact that the optimal axial load control device is equipped with a signal level sign indicator, a logic unit, a memory unit, a time relay and a step change unit for the axial load setting of the bit, and the outputs of the drill string vibration sensors are connected through series-connected amplifiers -converters and quadrators to the input of the adder, the output of which __ is connected through a series-connected indicator of the sign of the change in signal level, a logical block and b ok step change the setpoint of the axial load on the bit to the input of the bit feed automaton, while the output of the logic block is also connected to the input of the memory block, the output of which is connected to the second input of the logic block, and the second output of the logic block is connected to the input of the relay which is connected to the second input of the indicator sign of the change in signal level.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. 35The drawing shows a block diagram of the proposed device. 35

Устройство содержат датчик 1 вертикальной составляющей крлебаний бурильной колонны, датчик 2 и 3 горизонтальных составляющих колебаний бурильной колонны, усилители-преобра- 40 зователи 4-6, квадраторы 7-9, сумматор 10, индикатор 11 знака приращения уровня сигнала,реле 12 времени, логический блок 13, блок 14 шагового изменения уставки осевой нагруз-45 ки на долото, автомат 15 подачи долота, триггер 16.The device includes a sensor 1 of the vertical component of the drill string, sensor 2 and 3 of the horizontal components of the vibration of the drill string, conversion amplifiers 40-6, quadraters 7-9, adder 10, indicator 11 of the signal level increment, relay 12 time, logical block 13, block 14 of a step change in the setpoint of the axial load of 45 ki per bit, automatic machine 15 for feeding the bit, trigger 16.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

На ведущей трубе бурильной колонны устанавливают сейсмодатчики 1 - 3, которые воспринимают колебания в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Сигналы на выходе сейсмодатчиков 1-3 пропорциональны составляющим скорости колебаний ; бурильной колонны в ^5 трех взаимно перпендикулярных направлениях. Сигналы с выходов сейсмодатчиков 1-3 поступают на входы усилителей-преобразоватёлей 4 - б, где сигналы усиливаются и преобразовывают-60 ся в сигнал постоянного τοι/a. Постоянная времени преобразования выбирается такой, чтобы на отдельные резкие ^изменения сигнала система не реагировала·. Далее с выходов усилителей-преобразователей 4-6 сигналы поступают на квадраторы 7 - 9, сигналы на выходе которых пропорциональны квадратам сигналов на их входах. С выходов квадраторов 7-9 сигналы поступают на сумматор 10, где алгебраически складываются. С сумматора 10 сигнал пропорциональный квадрату скорости, а следовательно, и уровню энергии колебаний бурильной колонны, поступает на вход индикатора 11 знака приращения уровня сигнала. При положительном приращении уровня сигнала, вводимого в индикатор 11 на его выходе появляется положинетльный импульсный сигнал, а при отрицательном приращении уровня сигнала - отрицательный импульсный сигнал.On the lead pipe of the drill string installed seismic sensors 1 to 3, which perceive vibrations in three mutually perpendicular directions. The signals at the output of the seismic sensors 1-3 are proportional to the components of the oscillation speed; drill string in ^ 5 three mutually perpendicular directions. The signals from the outputs of seismic sensors 1-3 are fed to the inputs of amplifiers-converters 4 - b, where the signals are amplified and converted-60 to a constant signal τοι / a. The conversion time constant is chosen so that the system does not react to individual sharp changes in the signal. Further, from the outputs of the amplifiers-converters 4-6, the signals are supplied to the squares 7 - 9, the signals at the output of which are proportional to the squares of the signals at their inputs. From the outputs of the quadrants 7-9, the signals are fed to the adder 10, where they are algebraically added. From the adder 10, the signal is proportional to the square of the speed, and therefore the energy level of the drill string vibrations, is fed to the input of the indicator 11 of the signal level increment sign. With a positive increase in the level of the signal input to the indicator 11, a positive pulse signal appears at its output, and with a negative increment in the signal level, a negative pulse signal appears.

Логический блок 13 определяет знак производной (или равенство ее нулю) функции Е = £ (Р ), где Е - уровень энергии колебаний бурильной колонны на устье скважины, а Р - осевая нагрузка на долото, и с первого выхода подает команду в виде импульса на положительное или отрицательное приращение уставки осевой нагрузки на долото. Триггер 16 является блоком памяти и запоминает команду, поступающую с первого выхода логического блока 13 ; если с первого выхода логического блока 13 поступает команда на положительное приращение уставки осевой нагрузки на долото, то на выходе триггера 16 появляется положительный сигнал, а если с выхода логического блока 13 поступает команда на отрицательное приращение уставки осевой нагрузки на долото, то на выходе триггера 16 появляется отрицательный сигнал. Сигнал с первого выхода логического блока 13 также поступает и на вход блока шагового изменения уставки осевой нагрузки на долото 14, имеющей ограничители верхнего и нижнего пределов регулирования и регулятор величины шага регулирования.‘Пределы регулирования и величину шага регулирования устанавливают перед началом работы. В зависимости от значения импульсной каманды, поступающей с выхода логического блока, блок шагового изменения уставки осевой нагрузки на долото 14 увеличивает или уменьшает на один шаг уставку осевой нагрузки на долото автомата 15 подачи долота, а автомат 15 подачи долота в -зависимости от изменения уставки соответственно увеличивает или уменьшает нагрузку на долото.Logical block 13 determines the sign of the derivative (or its equality to zero) of the function E = £ (P), where E is the energy level of the drill string vibrations at the wellhead, and P is the axial load on the bit, and from the first output gives a command in the form of an impulse to positive or negative increment of the axial load setting for the bit. The trigger 16 is a memory block and remembers the command received from the first output of the logical block 13; if a command is sent from the first output of logic block 13 to positively increment the setpoint of the axial load on the bit, then a positive signal appears at the output of trigger 16, and if a command is received from the output of logic block 13 to negatively increment the setpoint of axial load on the bit, then the output of trigger 16 a negative signal appears. The signal from the first output of the logical unit 13 also arrives at the input of the step-by-step unit for changing the axial load setting for the bit 14, which has limiters for the upper and lower limits of regulation and a regulator for the magnitude of the regulation step. Регулирования The regulation limits and the magnitude of the regulation step are set before starting work. Depending on the value of the pulse command coming from the output of the logic unit, the step-by-step unit for changing the axial load setting for the bit 14 increases or decreases by one step the axial load setting for the bit of the bit feeding machine 15, and the bit feeding machine 15 depending on the setting, respectively increases or decreases the load on the bit.

При .появлении любого сигнала на первом выходе логического блока 13 на втором его выходе появляется сигнал, который включает реле 12 времени, работающее с задержкой на отключение. Выходной сигнал реле 12 времени задер65 ^живает работу исполнительного орга на индикатора 11 приращения уровня сигнала на время, необходимое для окончания переходных процессов в системе регулирования, возникающих при-изменении осевой нагрузки на долото на один шаг регулирования.When any signal appears on the first output of the logic unit 13, a signal appears on its second output, which turns on the time relay 12, which works with a delay for shutdown. The output signal of the time relay 12 delays the operation of the actuator on the indicator 11 of the signal level increment by the time necessary for the end of transient processes in the control system that occur when the axial load on the bit changes by one control step.

Логический блок 13 находит знак производной функции Е =f (Р) следующим образом.The logical unit 13 finds the sign of the derivative of the function E = f (P) as follows.

Если в какой-то момент времени с выхода логического блока 13 подается команда на положительное или отрицательное приращение осевой нагрузки на долото, автомат 15 подачи долота изменяет нагрузку, а триггер 16 запоминает эту команду, и на его выходе появляется сигнал соответствующего знака, подаваемый на второй вход логического блока 13, если при этом произошло изменение уровня энергии колебаний бурильной колонны, то в зависимости от знака приращения уровня энергии на выходе индикатора 11 появляется сигнал соответствующего знака,подавае№1й на первый вход логического блока 13.Если знаки прираще|ний осевой нагрузки на долото и уровня энергии колебаний бурильной колонны, поступающие на входы логического блока 13 совпадают, то производная функция К = £(Р ) положительна, следовательно, бурение идет при нагрузке большей, чем та, которая соответствует минимальному экстремуму, т.е. оптимальному режиму бурения, в этом случае логический блок 13 подает команду на отрицательное приращение осевой нагрузки на долото. Если же знаки приращений осевой нагрузки на долото и уровня энергии колебаний бурильной колонны противоположны, то производная функции Е = £ ( Р) отрицательна, следовательно, бурение идет при нагрузке меньшей, чем та, которая соответствует минимальному экстремуму, в этом случае логический блок 13 подает команду на положительное приращение осевой нагрузки на долото. Если после приращения осевой нагрузки на долото приращения уровня энергии колебаний бурильной колонны нет, это свидетельствует о том, что производная функции Е =£(Р) при данной осевой нагрузке на долото равна нулю, то есть осевая нагрузка на долото равна или незначительно отличается от оптимальной, при которой уровень энергии колебаний бурильной колонны имеет минимальное значение, при этом на выходе логического блока 13 сигнал отсутствует, и поиск оптимального значения нагрузки прекращается.If at some point in time from the output of the logic unit 13 a command is issued for a positive or negative increment of the axial load on the bit, the bit feed automaton 15 changes the load, and the trigger 16 remembers this command, and a signal of the corresponding sign appears on its output, supplied to the second the input of the logical unit 13, if at the same time a change in the energy level of the drill string oscillations occurred, then, depending on the sign of the increment of the energy level, a signal of the corresponding sign appears on the output of the indicator 11, fed the first input of the logical block 13. If the signs of increments in the axial load on the bit and the energy level of the vibrations of the drill string coming to the inputs of the logical block 13 coincide, then the derivative function K = £ (P) is positive, therefore, drilling occurs at a load greater than one that corresponds to the minimum extremum, i.e. the optimal drilling mode, in this case, the logical unit 13 gives a command for a negative increment of the axial load on the bit. If the signs of increments of the axial load on the bit and the energy level of the drill string oscillations are opposite, then the derivative of the function E = £ (P) is negative, therefore, drilling occurs at a load less than that which corresponds to the minimum extremum, in this case, logic block 13 supplies command for a positive increment of axial load on the bit. If after incrementing the axial load on the bit, there is no increment in the energy level of the drill string, this indicates that the derivative of the function E = £ (P) for a given axial load on the bit is zero, that is, the axial load on the bit is equal to or slightly different from the optimal , at which the energy level of the drill string vibrations has a minimum value, while the output of the logical unit 13 is absent, and the search for the optimal load value stops.

Таким образом, первым шагом регулирования определяют необходимость изменения (увеличить или уменьшить) осевой нагрузки на долото, далее изменение нагрузки идет до минимума уровня энергии колебаний бурильной колонны, т.е. поиск идет в интервале изменения значения оптимальной нагрузки на долото, а не по всему интервалу допустимых значений нагрузок, что обеспечивает более устойчивую и точную работу системы регулирования при частом чередовании разбуриваемых пород.Thus, the first step in the regulation determines the need to change (increase or decrease) the axial load on the bit, then the change in load goes to the minimum level of energy of the vibration of the drill string, i.e. the search is in the range of changes in the value of the optimal load on the bit, and not in the entire range of permissible load values, which ensures more stable and accurate operation of the control system with frequent alternation of drilled rocks.

Claims

Изобретение относитс к буровой технике,в частности к устройствам оптимизации процесса бурени нефт ных и газовых скважин. Известно устройство дл регулировани режима бурени скважин, содержащее блоки измерени частоты вращени вала турбобура, крут вдего момента на валу и осевого усили на долото , а также преобразователь-усилител мощности с приборами индикации частоты вращени вала, крут щего тломента на валу и осевого усили на долот регулируемые блоки смещени , блоки перемножени , блок сравнени с нуль индикатором 1. Недостатком данного устройства в л етс то, что аналогова вычислител на схема устройства не учитывает перераспределени мощности турбобура на разрушение породы в забое и вибрацию бурильной колонны, а также низкую надежность вследствие применени забойных приборов, работающих в т желых скважинных услови х и требующих линию св зи Забой-поверх ность. Наиболее близким к .предлагаемому по дбстигаемочу э.ффекту и технической СУЩНОСТИ вл етс автоматичес ое устройство оптимизации режима бурени скважин, содержащее датчик осевого усили , усилитель-преобразователь , блок сравнени , нуль-ийдикатор, автомат подачи долота, датчики вертикальной и горизонтальной составл ющих колебаний бурильной колонны, cyNMaTop,квадраторов,блок запоминани MHHKMyivia, блок коммутации, блок управлени , блок совпадени и блок установки предельной осевой нагрузки 23. Основныги недостатком указанного устройства вл етс необходимость поиска минимального значени энергии колебаний бурильной колонны путем осевой нагрузки на долото во всем диапазоне допустимых нагрузок при изменении при этом амплитуды сигнала, снимаемого датчиками с бурильной колонны в 1,5-3 раза с частотой изменени уровн амплитуды 1-2 Гц, следовательно преобразователь этого сигнала должен иметь большую посто нную времени преобразовани , что ведет к тому, что процесс поиска миниг 1ального значени энергии путем изменени нагрузки во всем диапазоне допусти лых значений может длитьс до 10 мин и более, а при частом чередовании разбуриваемых пород приводит к неустойчивой работе устройства и делает его неэффективным . Цель изобретени - повьпиение эффективности бурени путем повышени точности регулировани и сокращени времени .на поиск оптимального режима бурени . Поставленна цель достигаетс тем что устройство регулировани оптимальной осевой негрузки снабжено индикатором знака изменени уровн сиг нала, логическим блоком, блоком пам ти , реле времени и блоком шагового изменени уставки осевой нагрузки на долото, причем выходы датчиков колебаний бурильной колонны подключены через последовательно соединенные усилители-преобразователи и квад раторы к входу сумматора, выход которого подключен через последователь но соединенные индикатор знака изменени уровн сигнала, логический бло и блок шагового изменени уставки осевой нагрузки на долото к входу ав томата подачи долота, при этом выход логического блока подключен также к входу блока пам ти, выход которого подключен к второму входу логического блока, а второй выход логического блока подключен к входу реле времени , выход которого подключен к второ viy входу индикатора знака изменени уровн сигнала. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого ус ройства. Устройство содерж-.т датчик 1 вертикальной составл ющей крлебаний бурильной колонны, датчик 2 3 горизонтальных составл ющих колебаний бу рильной колонны, усилители-преобразователи 4-6, квадраторы 7-9, су матор 10, индикатор 11 знака приращени уровн сигнала,реле 12 времени , логический блок 13, блок 14 шаго вого изменени уставки осевой нагруз ки на долото, автомат 15 подачи долота , триггер 16. Устройство работает следующим образом . На ведущей трубе бурильной колонны устанавливают сейсмодатчики 1-3 которые воспринимают колебани в тре взаимно перпендикул рных направлени Сигналы на выходе сейсмодатчиков 1пропорциональны составл ющим скорости колебаний ; бурильной колонны в трех взаимно перпендикул рных направ хгени х. Сигналы с выходов сейсмодатчиков 1-3 поступают на входы усилителей-преобразователей 4 - б, где сигналы усиливаютс и преобразовываю с в сигнал посто нного . Посто нна времени /греобразовани выбираетс такой, чтобы на отдельные резкие изменени сигнала система не реагировала-. Далее с выходов усилителей-преобразователей 4-6 сигналы поступают на квадраторы 7-9, сигналы на выходе которых пропорциональны квадратам сигналов на их входах. С выходов квадраторов 7-9 сигналы поступают на сумматор 10, где алгебраически складываютс . С сумматора 10 сигнал пропорциональный квадрату скорости, а следовательно, и уровню энергии колебаний бурильной колонны, поступает на вход индикатора 11 знака приращени уровн сигнала. При положительном приращении уровн сигнала , вводимого в индикатор 11 на его выходе по вл етс положинетльный импульсный сигнал, а при отрицательном приращении уровн сигнала - отрицательный импульсный сигнал. Логический блок 13 определ ет знак производной (или равенство ее нулю функции Е f (Р ), где Е - уровень энергии колебаний бурильной колонны на устье скважины, а Р - осева нагрузка на долото, и с первого выхода подает команду в виде импульса на положительное или отрицательное приращение уставки осевой нагрузки на долото. Триггер 16 вл етс блоком пам ти и запоминает команду, поступающую с первого выхода логического блока 13 ; если с первого выхода логического блока 13 поступает команда на положительное приращение уставки осевой нагрузки на долото, то на выходе триггера 16 по вл етс полсУжительный сигнал, а если с выхода логического блока 13 поступает команда на отрицательное приращение уставки осевой нагрузки на долото, то на выходе триггера 16 по вл етс отрицательный сигнал. Сигнал с первого выхода логического блока 13 также поступает и на вход блока шагового изменени уставки осевой нагрузки на долото 14, имеющей ограничители верхнего и нижнего пределов регулировани и регул тор величины шага регулировани .. Пределы регулировани и величину шага регулировани устанавливают перед началом работы. В зависимости от значени импульсной ка манды, поступающей с выхода логического блока, блок шагового изменени уставки осевой нагрузки на долото 14 увеличивает или уменьшает на один шаг уставку осевой нагрузки на долото автомата 15 подачи долота, а ав-томат 15 подачи долота в .зависимости от изменени уставки соответственно увеличивает или уменьшает нагрузку на долото. При.по влении любого сигнала на первом выходе логического блока 13 на втором его выходе по вл етс сигнал, который включает реле 12 времени, работающее с задержкой на отключение. Выходной сигнал реле 12 времени задерживает работу исполнительного органа индикатора 11 приращени уровн сигнала на врем , необходимое дл окончани переходных процессов в системе регулировани , возникаклцих при-изменении осевой нагрузки на долото на один шаг регулировани . Логический блок 13 находит знак производной функции Е f(Р) следую1ЦИМ образом. Если в какой-то мсмент времени с выхода логического блока 13 подаетс команда на положительное или отрицательное приращение осевой нагруз ки на долото, автомат 15 подачи долота измен ет нагрузку, а триггер 16 запоминает эту команду, и на его выходе по вл етс сигнал соответствующего знака, подаваемый на второй вхо логического блока 13, если при этом произошло изменение уровн энергии колебаний бурильной колонны, то в зависи-мости от знака приращени уров н энергии на выходе индикатора 11 по вл етс сигнал соответствующего знака,подаваег/ый на первый вход логи ческого блока 13,Если знаки приращений осевой нагрузки на долото и уров н энергии колебаний бурильной колонны , поступающие на входы логического блока 13 совпадают, то производна функци К {Р ) положительна , следовательно, бурение идет при нагрузке большей, чем та, котора соответствует минимальному экстрер сум т.е. оптимальному режиму бурени , в этом случае логический блок 13 подае команду на отрицательное приращение осевой нагрузки на долото. Если же знаки приращений осевой нагрузки на долото и уровн энергии колебаний бу рильной колонны противоположны, то производна функции Е i Р отрицательна , следовательно, бурение иде при нагрузке меньшей, чем та, котора соответствует минимальному экстремуму , в этом случае логический блок 13 подает команду на положительное прир щение осевой нагрузки на долото. Есл после приргццени осевой нагрузки на долото приращенуш уровн энергии колебаний бурильной колонны нет, это свидетельствует о том, что производна функции Е 1Р) при данной осевой нагрузке на долото равна нулю, то есть осева нагрузка на долото ра на или незначительно отличаетс от о тимальной, при которой уровень энергии колебаний бурильной колонны имеет минимальное значение, при этом на выходе логического блока 13 сигнал отсутствует, и поиск оптимального значени нагрузки прекращаетс . Таким образом, первым шагом регулировани определ ют необходимость изменени (увеличить или уменьшить) осевой нагрузки на долото, далее изменение нагрузки идет до минимума уровн энергии колебаний бурильной колонны, т.е. поиск идет в интервале изменени значени оптимальной нагрузки на долото, а не по всему интервалу допустимых значений нагрузок, что обеспечивает более устойчивую и точную работу системы регулировани при часто:/ чередовании разбуриваемых пород. Формула изобретени Устройство регулировани оптимальной осевой нагрузки на долото., содержащее датчики вертикальной и горизонтальной составл гацкх сигналов колебаний колонны, усилители-преобразователи , квадраторы, сумматор и автомат подачи долота, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и ускорени регулировани осевой нагрузки, оно снабжено индикатором знака изменени уровн сигнала, логически: блоком, реле времени, блоком пам ти и блоком шагового изменени уставки осевой нагрузки на долото , причем выходы датчиков колебаний бурильной колонны подключены через последовательно соединенные усилители-преобразователи и квадраторы к входу cyjviMaTopa, выход которого подключен через последовательно соединенные индикатор знака изменени уровн сигнала, логический блок и блок шаговог.о изменени уставки осе|вой нагрузки на долото к входу автомата подачи долота, при этом выходлогического блока подключен также к входу блока пам ти, выход которого соединен с вторым входом логического блока, а второй выход последнего г соединен с входом реле времени, выход которого подключен к второму входу индикатора знака изменени уровн сигнала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 585274, кл. Е 21 В 45/00, 1979. The invention relates to a drilling technique, in particular, to devices for optimizing the process of drilling oil and gas wells. A device for adjusting the drilling mode of wells, comprising units for measuring the frequency of rotation of a turbodrill shaft, a cool torque on the shaft and an axial force per bit, and a power converter-amplifier with instruments indicating the shaft rotation frequency, the torque force on the shaft and the axial force per bit adjustable blocks of bias, blocks of multiplication, block of comparison with zero indicator 1. The disadvantage of this device is that the analog calculator on the device circuit does not take into account the redistribution of power reduction of rock formation in the bottomhole and vibration of the drill string, as well as low reliability due to the use of downhole tools operating in heavy well conditions and requiring a downhole-to-surface communication line. The closest to the proposed effect and technical ESSENCE is an automatic well drilling mode optimization device containing an axial force sensor, an amplifier-converter, a comparator unit, a zero-indicator, a bit feed machine, and sensors for vertical and horizontal component oscillations. drill string, cyNMaTop, quad, memory unit MHHKMyivia, switching unit, control unit, coincidence unit and axial load limit setting unit 23. The main disadvantage of this device is the need to find the minimum value of the oscillation energy of the drill string by axial load on the bit throughout the entire range of allowable loads while changing the amplitude of the signal taken by the sensors from the drill string 1.5–3 times with the frequency of changing the amplitude level 1-2 Hz, hence the converter This signal must have a large conversion time constant, which leads to the fact that the process of searching for the minimum energy value by changing the load over the entire range of admissible values can be up to 10 minutes or more, and with frequent alternation of drilled rocks leads to unstable operation of the device and makes it ineffective. The purpose of the invention is to increase the drilling efficiency by improving the control accuracy and shortening the time for searching for the optimal drilling mode. The goal is achieved by the fact that the optimal axial unloading control device is equipped with a signal level indicator indicator, a logic unit, a memory unit, a time relay and a step change unit for the axial load on the bit, and the outputs of the drill string oscillation sensors are connected via serially connected transducer amplifiers and quadrants to the input of the adder, the output of which is connected through successively connected indicators of the sign of the signal level change, logical block and block step change in the set of axial load on the bit to the input of the bit supply automat; the output of the logic unit is also connected to the input of the memory unit whose output is connected to the second input of the logic unit, and the second output of the logic unit is connected to the input of the time relay whose output is connected to the second is the input of the indicator of the sign of the change in the signal level. The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device contains a sensor 1 of the vertical component of the drill string plugging, a sensor 2 3 horizontal components of the drill string oscillations, amplifiers 4-6, quadratures 7-9, a mat 10, an indicator of the 11 sign of the signal level increment, relay 12 time, logic block 13, block 14 of the step change in the setpoint of the axial load on the bit, the bit feeder 15, the trigger 16. The device operates as follows. Seismic sensors 1–3 that perceive oscillations in three mutually perpendicular directions are mounted on the leading pipe of the drill string. The signals at the output of the seismic sensors 1 are proportional to the velocity components of the oscillations; drill string in three mutually perpendicular directions of xyeni. The signals from the outputs of seismic sensors 1-3 are fed to the inputs of amplifiers-converters 4-b, where the signals are amplified and converted into a constant signal. The time / climate constant is chosen such that the system does not respond to individual abrupt changes in the signal. Next, from the outputs of the amplifier-converters 4-6, the signals arrive at the quadrants 7-9, the signals at the output of which are proportional to the squares of the signals at their inputs. From the outputs of the quadrants 7-9, the signals arrive at the adder 10, where they are algebraically added. From the adder 10, the signal is proportional to the square of the speed, and consequently, to the energy level of oscillations of the drill string, is fed to the input of the indicator 11 of the sign of the signal level increment. With a positive increment of the signal level input into the indicator 11, a positive pulse signal appears at its output, and with a negative increment of the signal level a negative pulse signal appears. Logic unit 13 determines the sign of the derivative (or whether its zero function is E f (P), where E is the energy level of the drill string oscillations at the wellhead, and P is the axial load on the bit, and from the first output sends a command in the form of a pulse to positive or a negative increment of the setpoint of the axial load on the bit. Trigger 16 is a memory unit and remembers the command from the first output of the logic unit 13; if the first output of the logical unit 13 receives a command to increase the positive value of the axial load for d lotto, then the output signal of the trigger 16 is a positive signal, and if the output of the logic unit 13 commands the negative increment of the set axial load on the bit, a negative signal appears at the output of the trigger 16. The signal from the first output of the logic unit 13 also It also enters the input of the step change unit for setting the axial load on the bit 14, which has upper and lower control limits and a regulator for the size of the control step. The limits of the control and the step of the control are set waving before starting work. Depending on the value of the impulse command coming from the output of the logic unit, the block of stepwise change of the axial load on bit 14 increases or decreases by one step the axial load on the bit of the bit feeder 15, and the automatic bit 15 on the bit depends on changing the setpoint accordingly increases or decreases the load on the bit. At the appearance of any signal at the first output of the logic unit 13, a signal appears at its second output, which turns on the time relay 12, which operates with a delay to turn off. The output signal of the time relay 12 delays the operation of the actuator of the indicator 11 of the signal level increment by the time required for the transient processes in the control system to occur when the axial load on the bit changes by one control step. Logic unit 13 finds the sign of the derivative of the function E f (P) the following way. If at some time from the output of the logic unit 13 a command is given for a positive or negative increment of the axial load on the bit, the bit feeder 15 changes the load, and the trigger 16 stores this command, and a signal of the corresponding sign appears at its output supplied to the second inlet unit 13, if a change in the energy level of the vibrations of the drill string occurred, then, depending on the sign of the increment of the energy level, the output of the indicator 11 appears to be a signal of the corresponding sign to the first input of the logical block 13, If the signs of the increments of the axial load on the bit and the energy level of oscillations of the drill string, coming to the inputs of the logic block 13 are the same, then the derivative function K (P) is positive, therefore, drilling goes under load greater than that which corresponds to the minimum sum of the sum ie optimal drilling mode, in this case, the logical block 13 submits a command for a negative increment of the axial load on the bit. If the signs of increments of the axial load on the bit and the energy level of oscillations of the drill string are opposite, then the derivative of the function E i P is negative, therefore, the drilling of the ideal with a load less than that which corresponds to the minimum extremum, in this case, the logic unit 13 commands the positive accretion of axial load on the bit. If after drill bit axial load on the bit there is no increase in the energy level of the drill string oscillations, this indicates that the derivative of the function Е 1Р) at this axial load on the bit is zero, i.e. the axial load on the bits or slightly differs from the minimum, at which the oscillation energy level of the drill string has a minimum value, while at the output of the logic unit 13 there is no signal and the search for the optimal load value is stopped. Thus, the first step of adjustment determines the need to change (increase or decrease) the axial load on the bit, then the load changes to a minimum of the vibrational energy level of the drill string, i.e. the search goes on in the interval of changing the value of the optimal load on the bit, and not on the entire interval of allowable values of loads, which ensures a more stable and accurate control system operation with often: / alternation of drilled rocks. Claims The device for adjusting the optimal axial load on the bit, which contains vertical and horizontal sensors, consists of gassk column oscillation signals, amplifiers-converters, quadrants, an adder and a bit feeder, characterized in that, in order to improve the accuracy and accelerate the axial load control, it equipped with an indicator of the sign of a change in the signal level, logically: a block, a time relay, a memory block and a block of step change of the axial load on the bit setting, with the sensor outputs The oscillations of the drill string are connected through serially connected amplifiers-converters and quadrants to the cyjviMaTopa input, the output of which is connected via serially connected indicators of the sign of the signal level change, logic block and step block for changing the axial load on the bit at the input of the bit feeder, This output of the logic unit is also connected to the input of the memory unit, the output of which is connected to the second input of the logic unit, and the second output of the last g is connected to the input of the time relay, the output to torogo connected to the second input signal level changes sign indicator. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 585274, cl. E 21 V 45/00, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР № 787625, кл. Е 21 В 45/00, 1979.2. USSR author's certificate number 787625, cl. E 21 V 45/00, 1979.