Система для регулирования рабочих давлений в подземной буровой скважине

Номер патента: 5470

Опубликовано: 24.02.2005

Авторы: Сутер Роджер, Чанг Линго, Беркхард Алан

Есть еще 7 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом способ включает следующие операции:

определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе;

сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе;

обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом обработка сигнала рассогласования включает следующее:

умножение сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kp;

интегрирование сигнала рассогласования и умножение интеграла сигнала рассогласования на коэффициент усиления Ki;

дифференцирование сигнала рассогласования и умножение дифференциала сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kd.

2. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом включает следующие операции:

определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе;

сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе;

обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом обработка включает коррекцию запаздывания во времени.

3. Способ по п.2, в котором запаздывание во времени включает задержку, обусловленную временем процесса быстрого изменения давления.

4. Способ по п.2, в котором запаздывание во времени включает временную задержку между формированием сигнала заданного давления в трубчатом элементе и соответствующим срабатыванием автоматического штуцера.

5. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом способ включает следующие операции:

определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе;

сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе;

обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом обработка включает упреждение изменений сигнала заданного давления в трубчатом элементе.

6. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом способ включает следующие операции:

определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе;

сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе;

обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом обработка включает упреждение возмущений в стволе скважины.

7. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом способ включает следующие операции:

определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе;

сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе;

обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера;

определение переходной характеристики одного или нескольких рабочих параметров в стволе скважины;

моделирование передаточной функции ствола скважины в зависимости от определенной переходной характеристики;

модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от смоделированной передаточной функции ствола скважины.

8. Способ по п.7, в котором рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в трубчатом элементе.

9. Способ по п.7, в котором рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в кольцевом пространстве между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины.

10. Способ по п.7, т котором рабочие параметры включают время процесса быстрого изменения давления.

11. Способ по п.7, дополнительно включающий

определение фактического рабочего давления в забое ствола скважины;

сравнение рабочего давления в забое ствола скважины с теоретическим значением рабочего давления на забое ствола скважины, созданным посредством смоделированной передаточной функции ствола скважины;

модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от сравнения.

12. Способ по п.11, дополнительно включающий определение того, сходятся ли фактическое рабочее давление на забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление на забое ствола скважины, и модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от сходимости.

13. Способ по п.11, дополнительно включающий определение того, расходятся ли фактическое рабочее давление на забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление на забое ствола скважины, и модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от расходимости.

14. Способ по п.11, дополнительно включающий определение того, существует ли установившееся расхождение между фактическим рабочим давлением на забое ствола скважины и теоретическим рабочим давлением, и модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от установившегося расхождения.

15. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом средство для обработки сигнала рассогласования включает средство для умножения сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kp, средство для интегрирования сигнала рассогласования и умножения интеграла сигнала рассогласования на коэффициент усиления Ki и средство для дифференцирования сигнала рассогласования и умножения дифференциала сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kd.

16. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания флюидальных материалов в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом средство для обработки сигнала рассогласования включает средство для коррекции запаздывания во времени.

17. Система по п.16, в которой запаздывание во времени включает задержку, обусловленную временем процесса быстрого изменения давления.

18. Система по п.16, в которой запаздывание во времени включает временную задержку между формированием сигнала заданного давления в трубчатом элементе и соответствующим срабатыванием автоматического штуцера.

19. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом средство для обработки сигнала рассогласования включает средство для упреждения изменений сигнала заданного давления в трубчатом элементе.

20. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующей кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом средство для обработки сигнала рассогласования включает средство для упреждения возмущений в стволе скважины.

21. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважшэы, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, средство для определения переходной характеристики одного или более рабочих параметров в стволе скважины, средство для моделирования передаточной функции ствола скважины в зависимости от определенной переходной характеристики и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от смоделированной передаточной функции ствола скважины.

22. Система по п.21, в которой рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в трубчатом элементе.

23. Система по п.21, в которой рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в кольцевом пространстве между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины.

24. Система по п.21, в которой рабочие параметры включают время процесса быстрого изменения давления.

25. Система по п.21, дополнительно включающая средство для определения фактического рабочего давления в забое ствола скважины, средство для сравнения рабочего давления в забое ствола скважины с теоретическим значением рабочего давления в забое ствола скважины, созданным посредством смоделированной передаточной функции ствола скважины, и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от сравнения.

26. Система по п.25, дополнительно включающая средство для определения того, сходятся ли фактическое рабочее давление на забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление на забое ствола скважины, и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от сходимости.

27. Система по п.25, дополнительно включающая средство для определения того, расходятся ли фактическое рабочее давление на забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление на забое ствола скважины, и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от расхождения.

28. Система по п.25, дополнительно включающая средство для определения того, существует ли установившееся расхождение между фактическим рабочим давлением в забое ствола скважины и теоретическим рабочим давлением, и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от установившегося расхождения.

29. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом процессор включает умножитель для умножения сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kp, интегратор для интегрирования сигнала рассогласования и умножения интеграла сигнала рассогласования на коэффициент усиления Ki и дифференциатор для дифференцирования сигнала рассогласования и умножения дифференциала сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kd.

30. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом процессор включает компенсатор для коррекции запаздывания во времени.

31. Система по п.30, в которой запаздывание во времени включает задержку, обусловленную временем процесса быстрого изменения давления.

32. Система по п.30, в которой запаздывание во времени включает временную задержку между формированием сигнала заданного давления в трубчатом элементе и соответствующим срабатыванием автоматического штуцера.

33. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом процессор включает блок упреждающего регулирования для упреждения изменений сигнала заданного давления в трубчатом элементе.

34. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенныщ т стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом процессор включает блок упреждающего регулирования для упреждения возмущений в стволе скважины.

35. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, элемент управления, предназначенный для определения переходной характеристики одного или нескольких рабочих параметров в стволе скважины, элемент управления, предназначенный для моделирования передаточной функции ствола скважины в зависимости от определенной переходной характеристики, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от смоделированной передаточной функции ствола скважины.

36. Система по п.35, в которой рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в трубчатом элементе.

37. Система по п.35, в которой рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в кольцевом пространстве между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины.

38. Система по п.35, в которой рабочие параметры включают время процесса быстрого изменения давления.

39. Система по п.35, дополнительно включающая датчик для определения фактического рабочего давления в забое ствола скважины, элемент управления, предназначенный для сравнения рабочего давления на забое ствола скважины с теоретическим значением рабочего давления на забое ствола скважины, созданным посредством смоделированной передаточной функции ствола скважины, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от сравнения.

40. Система по п.39, дополнительно включающая элемент управления, предназначенный для определения того, сходятся ли фактическое рабочее давление в забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление в забое ствола скважины, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от сходимости.

41. Система по п.39, дополнительно включающая элемент управления, предназначенный для определения того, расходятся ли фактическое рабочее давление в забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление в забое ствола скважины, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от расхождения.

42. Система по п.39, дополнительно включающая элемент управления, предназначенный для определения того, существует ли установившееся расхождение между фактическим рабочим давлением в забое ствола скважины и теоретическим рабочим давлением, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от установившегося расхождения.

43. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, включающий определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и обработку сигнала рассогласования для формирования уставки гидравлического давления, которая обрабатывается автоматическим штуцером для регулирования фактического давления в кольцевом пространстве, а фактическое давление в кольцевом пространстве используется для регулирования фактического давления в трубчатом элементе.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

005470 Предпосылки создания изобретения Настоящее изобретение относится, в основном, к подземным буровым скважинам и, в частности, к системам для регулирования рабочих давлений в подземных буровых скважинах. Как показано на фиг. 1, типовая нефтяная или газовая скважина 10 имеет ствол 12 скважины, который проходит через подземный пласт 14, и имеет обсадную колонну 16. Во время эксплуатации скважины 10 бурильная труба 18 может быть установлена внутри ствола 12 скважины для закачивания текучих сред, например, таких как буровой раствор, в ствол скважины. Как очевидно для специалистов в данной области техники, на конце бурильной трубы 18 может быть предусмотрено буровое долото, и закачиваемый буровой раствор может использоваться для охлаждения бурового долота и удаления частиц, выбуренных посредством бурового долота. Резервуар 20 для бурового раствора, содержащий запас бурового раствора, может быть подсоединен в рабочем положении к буровому насосу 22 для обеспечения нагнетания бурового раствора в бурильную трубу 18. Кольцевое пространство 24 между обсадной колонной 16 и бурильной трубой 18 может быть перекрыто обычным образом путем использования, например, вращающегося уплотнения 26. Для регулирования рабочих давлений внутри скважины 10 так, чтобы они находились, например, в приемлемых пределах, в рабочем положении может быть обеспечено сообщение по текучей среде между штуцером 28 и кольцевым пространством 24, образованным между обсадной колонной 16 и бурильной трубой 18, с целью обеспечения регулируемого выпуска находящихся под давлением, текучих сред из кольцевого пространства 24 обратно в резервуар 20 для бурового раствора, чтобы тем самым создать противодавление внутри ствола 12 скважины. Оператор 30 осуществляет ручное управление штуцером 28 для поддержания одного или нескольких следующих рабочих давлений в скважине 10 в приемлемых пределах: рабочего давления в кольцевом пространстве 24 между обсадной колонной 16 и бурильной трубой 18 - обычно называемого давлением в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой; рабочего давления в бурильной трубе 18 - обычно называемого давлением в бурильной трубе; и рабочего давления в забое ствола 12 скважины - обычно называемого забойным давлением. Для облегчения ручного регулирования 30 давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой, давления в бурильной трубе и забойного давления в скважине 10 могут быть размещены датчики, соответственно обозначенные 32 а, 32b и 32 с, которые выдают сигналы, характеризующие фактические значения давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой, давления в бурильной трубе и/или забойного давления для воспроизведения их на обычной индикаторной панели 34. Как правило, датчики 32 а и 32b, предназначенные для определения соответственно давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой и давления в бурильной трубе, расположены соответственно в кольцевом пространстве 24 и в бурильной трубе 18 рядом с поверхностью. Оператор 30 может визуально контролировать одно или несколько рабочих давлений, а именно давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой, давление в бурильной трубе и/или забойное давление, путем использования индикаторной панели 34 и пытаться вручную поддерживать рабочие давления в заранее заданных приемлемых пределах путем регулирования штуцера 28 вручную. Если давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой, давление в бурильной трубе и/или забойное давление не будут поддерживаться в приемлемых пределах, то может произойти подземный выброс, который может привести к разрушению продуктивных зон подземного пласта 14. Осуществляемое оператором вручную регулирование давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой, давления в бурильной трубе и/или забойного давления является неточным, ненадежным и непредсказуемым. В результате происходят подземные выбросы, которые снижают промышленную ценность многих нефтяных и газовых скважин. Настоящее изобретение направлено на преодоление одного или нескольких ограничений, связанных с существующими системами, предназначенными для регулирования рабочих давлений в подземных буровых скважинах. Краткое изложение сущности изобретения В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предложен способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом данный способ включает определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и обработку сигнала рассогласования для-1 005470 формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера. Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают ряд преимуществ. Например, возможность регулирования давления в бурильной трубе также обеспечивает возможность регулировать забойное давление. Кроме того, использование пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора (ПИД-регулятора), выполненного с возможностью коррекции на отставание по фазе и/или упреждающего регулирования, позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и повысить точность системы регулирования. Кроме того, мониторинг переходной характеристики системы и моделирование общей передаточной функции системы обеспечивают возможность дополнительного регулирования работы ПИД-регулятора с тем, чтобы он реагировал на возмущения в системе. В завершение, определение сходимости, расходимости или установившегося расхождения между общей передаточной функцией системы и регулируемыми переменными обеспечивает возможность дополнительного регулирования ПИД-регулятора для получения улучшенных частотных характеристик системы регулирования. Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет схематичное изображение варианта осуществления обычной нефтяной или газовой скважины; фиг. 2 - схематичное изображение варианта осуществления системы, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине; фиг. 3 - схематичное изображение варианта осуществления автоматического штуцера системы, показанной на фиг. 2; фиг. 4 - схематичное изображение варианта осуществления системы управления, предусмотренной в системе, показанной на фиг. 2; фиг. 5 - схематичное изображение другого варианта осуществления системы, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине; фиг. 6 - схематичное изображение еще одного варианта осуществления системы, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине; фиг. 7 - схематичное изображение еще одного варианта осуществления системы, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине; фиг. 8 - схематичное изображение еще одного варианта осуществления системы, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине. Описание предпочтительных вариантов осуществления На фиг. 2-4 показана система 100, предназначенная для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине 10, в которой предусмотрен автоматический штуцер 102 для регулируемого выпуска находящихся под давлением текучих сред из кольцевого пространства 24 между обсадной колонной 16 и бурильной трубой 18 в резервуар 20 для бурового раствора, чтобы тем самым создать противодавление в стволе 12 скважины, и система 104 управления, предназначенная для управления работой автоматического штуцера. Как проиллюстрировано на фиг. 3, автоматический штуцер 102 включает подвижный клапанный элемент 102 а, который образует бесступенчато регулируемую траекторию потока, зависящую от положения клапанного элемента 102 а. Регулирование положения клапанного элемента 102 а осуществляется посредством первого управляющего сигнала 102b давления и противоположного второго управляющего сигнала 102 с давления. В приведенном в качестве примера варианте осуществления первый управляющий сигнал 102b давления характеризует уставку давления, которую формирует система 104 управления,а второй управляющий сигнал 102 с давления характеризует давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой. Таким образом, если давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой превышает уставку давления, текучие среды, находящиеся под давлением в кольцевом пространстве 24 скважины 10, выпускаются в резервуар 20 для бурового раствора. Напротив, если давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой равно или меньше уставки давления, то текучие среды, находящиеся под давлением в кольцевом пространстве 24 скважины 10, не выпускаются в резервуар 20 для бурового раствора. Таким образом, автоматический штуцер 102 выполняет функцию регулятора давления, который может обеспечить регулируемый выпуск находящихся под давлением текучих сред из кольцевого пространства 24 и, тем самым,также регулируемое создание противодавления в стволе 12 скважины. В приведенном в качестве примера варианте осуществления автоматический штуцер 102 дополнительно выполнен по существу так же,как описано в патенте США 6 253 787, описание которого включено в данную заявку путем ссылки. Как проиллюстрировано на фиг. 4, система 104 управления включает обычное устройство 104 а для подачи воздуха, которое соединено в рабочем положении с обычным, управляемым вручную регулятором 104b давления воздуха, предназначенным для регулирования рабочего давления устройства для подачи воздуха. Оператор 104 с может вручную отрегулировать регулятор 104b давления воздуха для формирования уставки давления воздуха. Уставка давления воздуха затем преобразуется в уставку гидравлического давления с помощью обычного преобразователя 104d давления воздуха в гидравлическое дав-2 005470 ление. Уставка гидравлического давления используется затем для управления работой автоматического штуцера 102. Таким образом, система 100 позволяет оператору 104 с осуществлять автоматическое регулирование давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой путем выбора "заданной" уставки давления. Автоматический штуцер 102 в этом случае осуществляет регулирование давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой в зависимости от выбранной уставки давления. Как показано на фиг. 5, альтернативный вариант осуществления системы 200, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине 10, включает осуществляемую оператором визуальную обратную связь 202, которая обеспечивает мониторинг фактического значения давления в бурильной трубе 18 путем использования индикаторной панели 34. В этом случае оператор 202 считывает фактическое значение давления в бурильной трубе и сравнивает его с заранее определенным,заданным значением давления в бурильной трубе для определения отклонения фактического давления в бурильной трубе от заданного. После этого оператор может выполнить соответствующие действия при ручном управлении системой 104 управления для регулирования уставки давления в зависимости от величины отклонения фактического давления в бурильной трубе. После этого автоматический штуцер 102 использует отрегулированную уставку давления для регулирования фактического давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой. Фактическое давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой затем используется в скважине 10 для регулирования фактического давления в бурильной трубе. Таким образом, система 200 обеспечивает поддержание фактического давления в бурильной трубе в пределах заданного диапазона допустимых значений. Кроме того, поскольку существует более сильная корреляция между давлением в бурильной колонне и забойным давлением, чем между давлением в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой и забойным давлением, система 200 обеспечивает возможность более эффективного регулирования забойного давления по сравнению с системой 100. Как показано на фиг. 6, еще один альтернативный вариант осуществления системы 300, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине 10, включает осуществляемую с помощью датчика, обратную связь 302, которая обеспечивает мониторинг фактического значения давления в бурильной трубе 18 путем использования выходного сигнала датчика 32b. Фактическое значение давления в бурильной трубе, полученное с помощью обратной связи 302, осуществляемой через посредство датчика, сравнивается затем с заданным значением давления в бурильной трубе для формирования сигнала рассогласования давления в бурильной трубе, который обрабатывается пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором (ПИД-регулятором) 304 для формирования уставки гидравлического давления. Как очевидно для специалистов в данной области техники, ПИД-регулятор имеет коэффициенты усиления Kр, Ki и Kd, которые умножаются соответственно на сигнал рассогласования, интеграл сигнала рассогласования и дифференциал сигнала рассогласования. В приведенном в качестве примера варианте осуществления ПИД-регулятор 304 выполнен с корректором запаздывания во времени и/или с возможностью упреждающего регулирования. В приведенном в качестве примера варианте осуществления корректор запаздывания во времени служит для коррекции временных задержек, вызванных динамикой давления текучих сред в стволе скважины (то есть задержкой, обусловленной временем процесса быстрого изменения давления) и/или коррекции временных задержек, вызванных запаздыванием реакции между входным сигналом, поступающим в автоматический штуцер 102 (то есть входным значением уставки давления, выдаваемым ПИД-регулятором 304 в цифровой форме), и выходным сигналом автоматического штуцера (то есть получающимся в результате давлением в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой). Время процесса быстрого изменения давления представляет собой время,которое требуется импульсу давления, создаваемому при открытии или закрытии автоматического штуцера 102, чтобы пройти вниз через кольцевое пространство 24 и обратно вверх через внутреннее пространство бурильной трубы 18 до того, как он "проявит" себя путем изменения давления в бурильной трубе у поверхности. Кроме того, время процесса быстрого изменения давления изменяется, например, в зависимости от рабочих давлений в скважине 10, объема, типа и диспергирования изверженной жидкости, типа и состояния бурового раствора и типа и состояния подземного пласта 14. Как очевидно для специалистов в данной области техники, упреждающее регулирование относится к системе регулирования (управления), в которой изменения уставки или возмущения в рабочей среде могут быть упреждены и "обработаны" независимо от сигнала рассогласования до того, как они смогут отрицательно повлиять на динамику процесса. В приведенном в качестве примера варианте осуществления упреждающее регулирование обеспечивает упреждение изменений уставки давления и/или возмущений в окружающей среде для скважины 10. После этого уставка гидравлического давления используется автоматическим штуцером 102 для регулирования фактического давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой. Фактическое давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой затем используется в скважине 10 для регулирования фактического давления в бурильной трубе. Таким-3 005470 образом, система 300 обеспечивает поддержание фактического давления в бурильной трубе в пределах заданного диапазона допустимых значений. Кроме того, поскольку ПИД-регулятор 304 системы 300 является более чувствительным, точным и надежным, чем система 104 управления, предусмотренная в системе 200, система 300 обеспечивает возможность более эффективного регулирования давления в бурильной трубе и забойного давления по сравнению с системой 200. Как показано на фиг. 7, вариант осуществления адаптивной системы 400, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине 10, включает осуществляемую с помощью датчика, обратную связь 402, которая обеспечивает мониторинг фактического значения давления в бурильной трубе 18 путем использования выходного сигнала датчика 32b. Фактическое значение давления в бурильной трубе, полученное с помощью обратной связи 402, осуществляемой через посредство датчика, сравнивается затем с заданным значением давления в бурильной трубе для формирования сигнала рассогласования давления в бурильной трубе, который обрабатывается пропорциональноинтегрально-дифференциальным регулятором (ПИД-регулятором) 404 для формирования уставки гидравлического давления. В приведенном в качестве примера варианте осуществления ПИД-регулятор 404 дополнительно выполнен с корректором запаздывания во времени и/или с возможностью упреждающего регулирования. В приведенном в качестве примера варианте осуществления корректор запаздывания во времени служит для коррекции временных задержек, вызванных динамикой давления текучих сред в стволе скважины (то есть задержкой, обусловленной временем процесса быстрого изменения давления),и/или коррекции временных задержек, вызванных запаздыванием реакции между входным сигналом,поступающим в автоматический штуцер 102 (то есть входным значением уставки давления, выдаваемым ПИД-регулятором 404 в цифровой форме), и выходным сигналом автоматического штуцера (то есть получающимся в результате давлением в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой). В приведенном в качестве примера варианте осуществления упреждающее регулирование обеспечивает упреждение изменений уставки давления и/или возмущений в окружающей среде для скважины 10. После этого уставка гидравлического давления используется автоматическим штуцером 102 для регулирования фактического давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой. Фактическое давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой затем используется в скважине 10 для регулирования фактического давления в бурильной трубе. Блок 406 управления идентификацией и/или измерением времени процесса быстрого изменения давления осуществляет мониторинг фактического давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой и/или давления в бурильной трубе для выражения в количественной форме регулируемых параметров системы 400 на основе прошлых входных и выходных характеристик для определения характера изменения давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой и/или давления в бурильной трубе, и/или определения времени процесса быстрого изменения давления. Данные, полученные в результате идентификации и/или измерений времени процесса быстрого изменения давления, затем обрабатываются блоком 408 управления модификацией и принятием решений с целью адаптивного изменения коэффициентов усиления для ПИД-регулятора 404. В частности, блок 408 управления модификацией и принятием решений обрабатывает данные, полученные в результате идентификации и/или измерений времени процесса быстрого изменения давления и выдаваемые блоком 406 управления идентификацией и/или измерением времени процесса быстрого изменения давления, для создания модели общей передаточной функции для системы 400 и определения того, как эта модель может быть модифицирована с целью улучшения общей рабочей характеристики системы. После этого блок 408 управления модификацией и принятием решений изменяет коэффициенты усиления для ПИДрегулятора 404 с целью улучшения общей рабочей характеристики системы. В приведенном в качестве примера варианте осуществления ПИД-регулятор 404, блок 406 управления идентификацией и/или измерением времени процесса быстрого изменения давления и блок 408 управления модификацией и принятием решений реализованы посредством программируемого контроллера, который реализует соответствующее управляющее программное обеспечение и который осуществляет обычную обработку входных и выходных сигналов, например, такую как преобразование из цифровой формы в аналоговую и из аналоговой формы в цифровую. Таким образом, система 400 определяет характеристики процесса изменения ["переходного режима"] давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой и/или давления в бурильной трубе и затем корректирует модель общей передаточной функции для системы. На основе скорректированной модели общей передаточной функции для системы 400 система 400 затем изменяет коэффициенты усиления для ПИД-регулятора 404 с целью оптимального регулирования давления в бурильной трубе и забойного давления. Таким образом, система 400 является высокоэффективной при адаптивном регулировании давления в бурильной трубе и забойного давления, что позволяет ей реагировать на возмущения 410, которые могут воздействовать на скважину 10. Как показано на фиг. 8, альтернативный вариант осуществления адаптивной системы 500, предназначенной для регулирования рабочих давлений в нефтяной или газовой скважине 10, включает осуще-4 005470 ствляемую с помощью датчика обратную связь 502, которая обеспечивает мониторинг фактического значения давления в бурильной трубе 18 путем использования выходного сигнала датчика 32b. Фактическое значение давления в бурильной трубе, полученное с помощью обратной связи 502, осуществляемой посредством датчика, сравнивается затем с заданным значением давления в бурильной трубе для формирования сигнала рассогласования давления в бурильной трубе, который обрабатывается пропорциональноинтегрально-дифференциальным регулятором (ПИД-регулятором) 504 для формирования уставки гидравлического давления. В приведенном в качестве примера варианте осуществления ПИД-регулятор 504 дополнительно выполнен с корректором запаздывания во времени и/или с возможностью упреждающего регулирования. В приведенном в качестве примера варианте осуществления корректор запаздывания во времени служит для коррекции временных задержек, вызванных динамикой давления текучих сред в стволе скважины (то есть задержкой, обусловленной временем процесса быстрого изменения давления),и/или коррекции временных задержек, вызванных запаздыванием реакции между входным сигналом,поступающим в автоматический штуцер 102 (то есть входным значением уставки давления, выдаваемым ПИД-регулятором 504 в цифровой форме), и выходным сигналом автоматического штуцера (то есть получающимся в результате давлением в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой). В приведенном в качестве примера варианте осуществления упреждающее регулирование обеспечивает упреждение изменений уставки давления и/или возмущений в окружающей среде для скважины 10. После этого уставка гидравлического давления используется автоматическим штуцером 102 для регулирования фактического давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой. Фактическое давление в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой затем используется в скважине 10 для регулирования фактического давления в бурильной трубе. Также предусмотрен блок 506 управления идентификацией и/или измерением времени процесса быстрого изменения давления, который осуществляет мониторинг фактического давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой и/или давления в бурильной трубе для выражения в количественной форме параметров системы 500, определяемых характеристиками переходного процесса в системе, и/или определения времени процесса быстрого изменения давления. Данные, полученные в результате идентификации и/или измерений времени процесса быстрого изменения давления, затем обрабатываются блоком 508 управления модификацией и принятием решений с целью адаптивного изменения коэффициентов усиления для ПИД-регулятора 504. В частности, блок 508 управления модификацией и принятием решений обрабатывает данные, полученные в результате идентификации и/или измерений времени процесса быстрого изменения давления и выдаваемые блоком 506 управления идентификацией и/или измерением времени процесса быстрого изменения давления, для создания модели общей передаточной функции для системы 500 и определения того, как эта модель может быть модифицирована с целью улучшения общей рабочей характеристики системы. После этого блок 508 управления модификацией и принятием решений изменяет коэффициенты усиления для ПИДрегулятора 504с целью улучшения общей рабочей характеристики системы. Также предусмотрен блок 510 управления оценкой, сходимостью и верификацией, который осуществляет мониторинг фактического значения забойного давления путем использования выходного сигнала датчика 32 с для сравнения теоретической характеристики системы 500 с фактической характеристикой системы и определения в результате сравнения того, сходится ли теоретическая характеристика системы и фактическая характеристика системы или отклоняется теоретическая характеристика от фактической характеристики системы. Если блок 510 управления оценкой, сходимостью и верификацией определит,что имеет место сходимость, расхождение или установившееся расхождение между теоретической и фактической характеристикой системы 500, то блок управления оценкой, сходимостью и верификацией может в этом случае изменить работу ПИД-регулятора 504 и блока 508 управления модификацией и принятием решений. В приведенном в качестве примера варианте осуществления ПИД-регулятор 504, блок 506 управления идентификацией и/или измерением времени процесса быстрого изменения давления, блок 508 управления модификацией и принятием решений и блок 510 управления оценкой, сходимостью и верификацией реализованы посредством программируемого контроллера, который реализует соответствующее управляющее программное обеспечение и который осуществляет обычную обработку входных и выходных сигналов, например, такую как преобразование из цифровой формы в аналоговую и из аналоговой формы в цифровую. Таким образом, система 500 определяет характеристики процесса изменения ["переходного режима"] давления в кольцевом пространстве между обсадной колонной и бурильной трубой и/или давления в бурильной трубе и затем корректирует модель общей передаточной функции для системы. На основе скорректированной модели общей передаточной функции для системы система 500 затем изменяет коэффициенты усиления для ПИД-регулятора 504 с целью оптимального регулирования давления в бурильной трубе и забойного давления. Кроме того, система 500 обеспечивает дополнительную коррекцию коэффициентов усиления для ПИД-регулятора 504 и моделирования общей передаточной функции в зависимости от степени сходимости, расхождения или установившегося расхождения между теоретиче-5 005470 ской и фактической характеристикой системы. Таким образом, система 500 является более эффективной,чем система 400, при адаптивном регулировании давления в бурильной трубе и забойного давления, что позволяет ей реагировать на возмущения 512, которые могут воздействовать на скважину 10. Как очевидно для специалистов в данной области техники, изучивших настоящее описание, операция установки трубчатого элемента в подземной буровой скважине является обычной при создании и/или эксплуатации, например, нефтяных и газовых скважин, шахтных стволов, подземных конструктивных опор и подземных трубопроводов. Кроме того, как также очевидно для специалистов в данной области техники, изучивших настоящее описание, рабочие давления в подземных конструкциях, например, таких как нефтяные и газовые скважины, шахтные стволы, подземные конструктивные опоры и подземные трубопроводы, как правило, необходимо регулировать перед созданием подземных конструкций, в процессе или после их создания. Таким образом, идеи настоящего описания могут быть использованы для регулирования рабочих давлений в подземных конструкциях, например, таких как нефтяные и газовые скважины, шахтные стволы, подземные конструктивные опоры и подземные трубопроводы. Представленные варианты осуществления изобретения обеспечивают ряд преимуществ. Например,возможность регулирования давления в бурильной трубе также дает возможность регулировать забойное давление. Кроме того, использование ПИД-регулятора, выполненного с возможностью коррекции запаздывания во времени и/или упреждающего регулирования, позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и повысить точность системы регулирования. Кроме того, мониторинг переходной характеристики системы и моделирование общей передаточной функции системы обеспечивают возможность дополнительного регулирования работы ПИД-регулятора с тем, чтобы он реагировал на возмущения в системе. В завершение, определение сходимости, расходимости или установившегося отклонения [расхождения] между общей передаточной функцией системы и регулируемыми переменными обеспечивает возможность дополнительного регулирования ПИД-регулятора для получения улучшенных характеристик системы регулирования. Следует понимать, что в вышеописанных вариантах могут быть выполнены изменения, не выходя за пределы объема изобретения. Например, любой штуцер, которым можно управлять с помощью сигнала уставки, можно использовать в системах 100, 200, 300, 400 и 500. Кроме того, управление автоматическим штуцером 102 может осуществляться с помощью пневматического, гидравлического, электрического и/или гибридного привода, и автоматический штуцер 102 может принимать и "обрабатывать" сигналы уставки и управляющие сигналы, подаваемые с помощью пневматических, гидравлических, электрических и/или гибридных средств. Кроме того, автоматический штуцер 102 также может включать встроенное управляющее устройство, которое выполняет, по меньшей мере, часть остающихся управляющих функций (функций регулирования) систем 300, 400, 500. Кроме того, ПИД-регуляторы 304, 404,504 и блоки 406, 408, 506, 508, 510 управления могут быть, например, аналоговыми, цифровыми или представлять собой гибрид аналогового и цифрового блоков и могут быть реализованы, например, путем использования программируемой универсальной вычислительной машины или специальной интегральной схемы, предназначенной именно для данного случая применения. Кроме того, как рассмотрено выше, идеи, положенные в основу создания систем 100, 200, 300, 400, 500, могут быть использованы для регулирования рабочих давлений в любой буровой скважине, образованной в земле, включая, например,нефтяную или газовую эксплуатационную скважину, подземный трубопровод, шахтный ствол или другую подземную конструкцию, в которой желательно регулировать рабочие давления. Несмотря на то, что были показаны и описаны иллюстративные варианты осуществления изобретения, в предшествующем описании рассматривается широкий ряд модификаций, изменений и замен. В некоторых случаях некоторые признаки настоящего изобретения могут быть использованы без соответствующего использования остальных признаков. Соответственно, приложенную формулу изобретения следует толковать широко и в соответствии с объемом изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине,содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом способ включает следующие операции: определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе; сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе;-6 005470 обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом обработка сигнала рассогласования включает следующее: умножение сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kр; интегрирование сигнала рассогласования и умножение интеграла сигнала рассогласования на коэффициент усиления Ki; дифференцирование сигнала рассогласования и умножение дифференциала сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kd. 2. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине,содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом включает следующие операции: определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе; сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе; обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом обработка включает коррекцию запаздывания во времени. 3. Способ по п.2, в котором запаздывание во времени включает задержку, обусловленную временем процесса быстрого изменения давления. 4. Способ по п.2, в котором запаздывание во времени включает временную задержку между формированием сигнала заданного давления в трубчатом элементе и соответствующим срабатыванием автоматического штуцера. 5. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине,содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом способ включает следующие операции: определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе; сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе; обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом обработка включает упреждение изменений сигнала заданного давления в трубчатом элементе. 6. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине,содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом способ включает следующие операции: определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе; сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе; обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом обработка включает упреждение возмущений в стволе скважины.-7 005470 7. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине,содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом способ включает следующие операции: определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе; сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе; обработка сигнала рассогласования для формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера; определение переходной характеристики одного или нескольких рабочих параметров в стволе скважины; моделирование передаточной функции ствола скважины в зависимости от определенной переходной характеристики; модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от смоделированной передаточной функции ствола скважины. 8. Способ по п.7, в котором рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в трубчатом элементе. 9. Способ по п.7, в котором рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в кольцевом пространстве между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины. 10. Способ по п.7, в котором рабочие параметры включают время процесса быстрого изменения давления. 11. Способ по п.7, дополнительно включающий определение фактического рабочего давления в забое ствола скважины; сравнение рабочего давления в забое ствола скважины с теоретическим значением рабочего давления на забое ствола скважины, созданным посредством смоделированной передаточной функции ствола скважины; модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от сравнения. 12. Способ по п.11, дополнительно включающий определение того, сходятся ли фактическое рабочее давление на забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление на забое ствола скважины, и модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от сходимости. 13. Способ по п.11, дополнительно включающий определение того, расходятся ли фактическое рабочее давление на забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление на забое ствола скважины, и модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от расходимости. 14. Способ по п.11, дополнительно включающий определение того, существует ли установившееся расхождение между фактическим рабочим давлением на забое ствола скважины и теоретическим рабочим давлением, и модифицирование обработки сигнала рассогласования в зависимости от установившегося расхождения. 15. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом средство для обработки сигнала рассогласования включает средство для умножения сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kр, средство для интегрирования сигнала рассогласования и умножения интеграла сигнала рассогласования на коэффициент усиления Ki и средство для дифференцирования сигнала рассогласования и умножения дифференциала сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kd.-8 005470 16. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания флюидальных материалов в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала,характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом средство для обработки сигнала рассогласования включает средство для коррекции запаздывания во времени. 17. Система по п.16, в которой запаздывание во времени включает задержку, обусловленную временем процесса быстрого изменения давления. 18. Система по п.16, в которой запаздывание во времени включает временную задержку между формированием сигнала заданного давления в трубчатом элементе и соответствующим срабатыванием автоматического штуцера. 19. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом средство для обработки сигнала рассогласования включает средство для упреждения изменений сигнала заданного давления в трубчатом элементе. 20. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующей кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом средство для обработки сигнала рассогласования включает средство для упреждения возмущений в стволе скважины. 21. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает средство для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, средство для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между-9 005470 сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и средство для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, средство для определения переходной характеристики одного или более рабочих параметров в стволе скважины, средство для моделирования передаточной функции ствола скважины в зависимости от определенной переходной характеристики и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от смоделированной передаточной функции ствола скважины. 22. Система по п.21, в которой рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в трубчатом элементе. 23. Система по п.21, в которой рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в кольцевом пространстве между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины. 24. Система по п.21, в которой рабочие параметры включают время процесса быстрого изменения давления. 25. Система по п.21, дополнительно включающая средство для определения фактического рабочего давления в забое ствола скважины, средство для сравнения рабочего давления в забое ствола скважины с теоретическим значением рабочего давления в забое ствола скважины, созданным посредством смоделированной передаточной функции ствола скважины, и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от сравнения. 26. Система по п.25, дополнительно включающая средство для определения того, сходятся ли фактическое рабочее давление на забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление на забое ствола скважины, и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от сходимости. 27. Система по п.25, дополнительно включающая средство для определения того, расходятся ли фактическое рабочее давление на забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление на забое ствола скважины, и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от расхождения. 28. Система по п.25, дополнительно включающая средство для определения того, существует ли установившееся расхождение между фактическим рабочим давлением в забое ствола скважины и теоретическим рабочим давлением, и средство для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от установившегося расхождения. 29. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом процессор включает умножитель для умножения сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kр, интегратор для интегрирования сигнала рассогласования и умножения интеграла сигнала рассогласования на коэффициент усиления Ki и дифференциатор для дифференцирования сигнала рассогласования и умножения дифференциала сигнала рассогласования на коэффициент усиления Kd. 30. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом процессор включает компенсатор для коррекции запаздывания во времени.-10 005470 31. Система по п.30, в которой запаздывание во времени включает задержку, обусловленную временем процесса быстрого изменения давления. 32. Система по п.30, в которой запаздывание во времени включает временную задержку между формированием сигнала заданного давления в трубчатом элементе и соответствующим срабатыванием автоматического штуцера. 33. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом процессор включает блок упреждающего регулирования для упреждения изменений сигнала заданного давления в трубчатом элементе. 34. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, при этом процессор включает блок упреждающего регулирования для упреждения возмущений в стволе скважины. 35. Система для регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, при этом система включает датчик для определения рабочего давления в трубчатом элементе и формирования сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, компаратор для сравнения сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирования сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, процессор для обработки сигнала рассогласования с целью формирования сигнала, характеризующего уставку давления, для управления работой автоматического штуцера, элемент управления,предназначенный для определения переходной характеристики одного или нескольких рабочих параметров в стволе скважины, элемент управления, предназначенный для моделирования передаточной функции ствола скважины в зависимости от определенной переходной характеристики, и элемент управления,предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от смоделированной передаточной функции ствола скважины. 36. Система по п.35, в которой рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в трубчатом элементе. 37. Система по п.35, в которой рабочие параметры включают фактическое рабочее давление в кольцевом пространстве между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины. 38. Система по п.35, в которой рабочие параметры включают время процесса быстрого изменения давления.-11 005470 39. Система по п.35, дополнительно включающая датчик для определения фактического рабочего давления в забое ствола скважины, элемент управления, предназначенный для сравнения рабочего давления на забое ствола скважины с теоретическим значением рабочего давления на забое ствола скважины, созданным посредством смоделированной передаточной функции ствола скважины, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от сравнения. 40. Система по п.39, дополнительно включающая элемент управления, предназначенный для определения того, сходятся ли фактическое рабочее давление в забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление в забое ствола скважины, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от сходимости. 41. Система по п.39, дополнительно включающая элемент управления, предназначенный для определения того, расходятся ли фактическое рабочее давление в забое ствола скважины и теоретическое рабочее давление в забое ствола скважины, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от расхождения. 42. Система по п.39, дополнительно включающая элемент управления, предназначенный для определения того, существует ли установившееся расхождение между фактическим рабочим давлением в забое ствола скважины и теоретическим рабочим давлением, и элемент управления, предназначенный для модифицирования обработки сигнала рассогласования в зависимости от установившегося расхождения. 43. Способ регулирования одного или нескольких рабочих давлений в подземной буровой скважине, содержащей трубчатый элемент, расположенный в стволе скважины и образующий кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, уплотнительный элемент для закрытия кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, насос для закачивания текучих сред в трубчатый элемент и автоматический штуцер для регулируемого выпуска текучих сред из кольцевого пространства между трубчатым элементом и стенкой ствола скважины, включающий определение рабочего давления в трубчатом элементе и формирование сигнала фактического давления в трубчатом элементе, характеризующего фактическое рабочее давление в трубчатом элементе, сравнение сигнала фактического давления в трубчатом элементе с сигналом заданного давления в трубчатом элементе, характеризующим заданное рабочее давление в трубчатом элементе, и формирование сигнала рассогласования, характеризующего разницу между сигналом фактического давления в трубчатом элементе и сигналом заданного давления в трубчатом элементе, и обработку сигнала рассогласования для формирования уставки гидравлического давления, которая обрабатывается автоматическим штуцером для регулирования фактического давления в кольцевом пространстве, а фактическое давление в кольцевом пространстве используется для регулирования фактического давления в трубчатом элементе.

МПК / Метки

МПК: E21B 7/00

Метки: буровой, система, скважине, давлений, подземной, рабочих, регулирования

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/15-5470-sistema-dlya-regulirovaniya-rabochih-davlenijj-v-podzemnojj-burovojj-skvazhine.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система для регулирования рабочих давлений в подземной буровой скважине</a>

Похожие патенты