186243. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés előnyösen olajipari kitörésvédelmi oktató eszközök megvalósítására
186243 2 lyadék többlet lesz jelen. A feladat az, hogy a további talpi gázbeáramlás úgy legyen megakadályozva, hogy közben a talpon belépett és expandáló térfogatával jelenlévő gázdugó folyamatos szivattyúzás mellett a gyürűsteret a felszínen elhagyja. A fúrólyuk hidraulikai modelljét adott térfogatú gáz talpi belépése utáni állapotban — statikusan — vizsgálva megállapítható: a talpi beáramlás megszüntetése úgy következhet csak be ha az U cső gyűrűstér oldalát teljesen lezárjuk. A fúrórúd oldal a megállapított szivattyúval automatikusan le van zárva. A fúrórúd oldali nyomásmérő azt a nyomást mutatja, amely nyomástöbblettel — a szakirodalomban depresszióval — a gáz belépett. A gyűrűstér oldali nyomásmérő fenti depressziónál azért mutat magasabb értéket, mert az U csőben a talpon beáramlott gázdugó térfogatának megfelelő öblítőfolyadék hiány jelentkezik s ez a folyadékkiszorítás miatt hidrosztatikus nyomáshiányt okoz a talpközelben, amit csak a felszíni gyűrűstér oldal lezárása pótol. A réteg felé a hidraulikus kör nyitott, azonban az U cső fúrórúd oldali és gyűrűstér oldali lezárásának következtében hidraulikai egyensúly áll elő. A fúrólyuk hidraulikai modelljét adott térfogatú gáz talpi belépése utáni állapotban, működésében — dinamikusan — vizsgálva megállapítható: további talpi gázbeáramlás működő szivattyú mellett fúrórúd oldalról vizsgálva csak akkor akadályozható meg, ha az eredeti szivattyúzási nyomás megnövekszik a talpi depresszió értékének megfelelő értékkel. A szakirodalom ezt a nyomásértéket vezérlő nyomásnak nevezi. További talpi gázbeáramlás elkerülése érdekében a gyűrűstér oldalon a szakirodalmi meghatározás szerint ellennyomásos öblítést kell alkalmazni. Ez a gyűrűstér nyomásmérő műszer után, a hidraulikai körbe kapcsolt folyamatosan változtatható keresztmetszetű fúvókával létrehozott gyűrűstéri nyomásveszteséggel biztosítható. Fenti fúvókán fellépő nyomásveszteség nagyságát nemcsak a talpi depresszió mértéke határozza meg, hanem a folyamatosan felfelé áramló korlátozott expanziójú gáz térfogat kiszorításából adódó gyűrűstéri nyomáshiány is. Ezt is a szabályozható fúvóka pótolja. Egy adott térfogatú korlátozott expanziójú mozgó gázoszlop magassága a fúrólyuk gyűrűsterének geometriai méreteitől függ. Ez a gyakorlatban előforduló esetekben más és más értékű. A fúrás technológiai paramétereinek, a talpon beáramlott gáz térfogatának, valamint a depressziónak ismeretében a fúrórúd oldal dinamikus vizsgálatánál leírt vezérlő nyomáshoz hozzá lehet rendelni egy gyűrűstér oldali nyomásveszteség változási függvényt. Ha a szabályozható fúvóka nyomásvesztesége pillanatról pillanatra követi ezt a függvényt, akkor a hidraulikai modell kielégíti azt a követelményt, hogy további talpi gázbeáramlást úgy akadályoz meg, hogy közben a talpon belépett gázdugót, mely a folyamatos szivattyúzás miatt felfelé áramlása közben expandál a gyűrűstérből is kiöblíti. Amikor a gázdugó vége elhagyja a szabályozható fúvókát, akkor a nyomásveszteség értéke pontosan a depresszióval egyezik meg. A fúrás technológiai paramétereinek, a talpon beáramlott gáz térfogatának valamint a depressziónak ismeretében előállítható tehát egy olyan dinamikus, hidraulikai egyensúlyi helyzet, mely megkívánja azt, hogy a szabályozható fúvóka nyomásvesztesége a gázkiöblítés minden pillanatában megegyezzen egy előre kiszámított és időben változó értékkel. A közlekedőedény U csövének dinamikus modellezése alapján ismert azonban, hogy ez a feltétel akkor teljesül, ha a szabályozható fúvóka kezelését végző személy úgy szabályoz, hogy az U cső fúrórúd oldali nyomásmérőjének vezérlőnyomás értékén igyekszik a dinamikus működést fenntartani. Ez jellemző a fúrórúd oldali dinamikus egyensúlyi helyzetre, ami nem okoz a fúrólyuk talpán további gázbeáramlást. Ha a kezelő — figyelmen kívül hagyva a vezérlő nyomást — az adott pillanatra jellemző mértéktől eltérő nyomásveszteséget állít be a szabályozó szerv segítségével, ez a szükségesnél nagyobb vagy kisebb nyomásveszteség értéket jelent, mely mind a fúrórúd oldali, mind a gyűrűstér oldali nyomásmérőn jelentkezik a közlekedőedényekre jellemző módon. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a fúrólyuk fenti hidraulikai modelljének működését villamos úton modellezi. A találmány szerinti megoldásb in előnyös, ha egységnyi nyomásnak egységnyi villamos feszültség felel meg. A találmány szerinti megoldást alkalmazva — az önmagában ismert villamos egységek összekötésére — a modellezett fúrólyuk hidraulikai egyensúlyának helyreállításához szükséges tulajdonságú berendezésekhez jutunk. Felismertük ugyanis, hogy a feladat megoldásához előnyösen alkalmazható olyan kompenzográf, amelyrek mutató állása a rajta lévő villamos beavatkozó szervvel a skála tetszőleges pontjára állítható és tartalnaz egy galvanikusan elválasztott távadó potenciórnétert, melynek csúszkája a mutatóval merev kapcsolatban van. Amennyiben a távadó potencióméter végpontjaira két villamosán sorbakötött, azonos kimenő feszültségű segéd tápegységet kötünk és a csúszka helyzete olyan ,hogy pontosan felezi a távadó potencióméter teljes ellenállásának értékét, akkor egy tetszőlegesen választható külső, galvanikusan független csatlakozási pont és a villamosán sorbakötött tápegységek közös pontja közé kapcsolt analóg kimenetű tá'olóelem kimenő feszültsége a tetszőlegesen választott külső csatlakozási pont és a távadó potencióméter csúszkája között változatlan értékkel van jelen. Ha a kompenzográf csatornaerősítője két független bemenettel rendelkezik és ezen bemenő kapcsokon előbbi állapotok érvényessége mellett nulla a feszültség, akkor ezt a működés szempontjából alapállapotnak tekinthetjük. Amennyiben a kompenzográf csatornaerősítőjének bemeneteire két, egymással szembekapcsolt, azonos kimenő feszültségű tápegységet kapcsolunk az alapállapot nem változik meg. Ha az analóg kimenetű tárolóelem egy, a gyakorló feladat technológiai paramétereinek, a talpon beáramlott gáz térfogatának, valamint a depressziónak ismeretében előállítható és a dinamikusan vizsgált hidraulikai nyomásegyensúly alapján számított függvény szerinti kimenő feszültséget szolgáltat, továbbá ha a kompenzográf alapállapotában van, fenti külső csatlakozási pont és a csúszka közé a gyűrűstér nyomását mérő villamos műszer köthető. Ez azért lehetséges, mert itt a tároló pillanatnyi tartalma változatlan értékkel van jelen. A találmány szerinti megoldást részletesen az 1. ábra alapján ismertetjük, ahol az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
