Устройство для измерения и задания нагрузки на долото

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И ЗАДАНИЯ НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО, сод жашее датчик веса, соединенный с ротором сельсинадатчика, задатчик нагрузки и сельсин-приемник, соединенный с индикатором , отличающееся. тем, что, с целью увеличения быстродействия и точности измерений, оно снабжено муфтой , магшггным пускателем, выполненч ным из последовательно соединенных кнопки и электромагнитного реле, приводом, который выполнен из электромагнита, подвижная часть которого через подвижно соединенные тягу и подпружиненное коромысло соединена с одной из полумуфг, задатчик нагрузки выполнен в виде редуктора , одна шестерня которого соединена с рукояткой, а другая - с одной из полумуфг , другая из которых соединена с ва лом сельсина-приемника, а кнопка магнитного пускателя жестко соединена с рукояткой задатчика нагрузки, замыкающие кон- i такты реле магнитного пускателя установ. (Л лены в цепи питания привода и статорной обмотки сельсина-приемника.

СО)ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А д(51) Е 21 В 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3319088/22-03 (22) 07.07.81 (46) 23.06.83. Бюл. М 23 (72) P.P. Ибрагимов (7 1) Азербайджанский политехнический институт им. Ч. Ильдрыма (53) 622. 245 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 515868,кл. Е 21 В 19/08,1976.

2. Вольгемут Э.А., Исаченко В.Х, и др. Устройство подачи долота для бурения нефтяных и газовых скважин. М., Недра", 1969,с. 35-48 (прототип) ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И ЗАДАНИЯ НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО, содержащее датчик веса, соединенный с . ротором сельсина- датчика, задатчик нагрузки и сельсин-приемник, соединенный с индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью увеличения быстродействия и точности измерений, оно снабжено муфтой, магнитным пускателем, выполнен. ным из последовательно соеднненных кнопки и электромагнитного реле, приводом, который выполнен из электромагнита, подвижная часть которого через подвижно соединенные тягу и подпружиненное коромысло соединена с одной из полумуфг, задатчик нагрузки выполнен в виде редуктора, одна шестерня которого соединена с рукояткой, а другая — с одной из полумуфт, другая из которых соединена с ва лом сельсина-приемника, а кнопка магнитного пускателя жестко соединена с рукояткой задатчика нагрузки, замыкакмцие кон-

I такты реле магнитного пускателя установ лены в цепи питания привода и статорной обмотки сельсина-приемника.

102

Изобретение отностится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для измерения веса бурильной колонны и задания нагрузки на долото.

Известно устройство для измерения веса бурильной колонны, содержащее упругий элемент с наружными силовоспринимакицими стержнями и внутренними ходоувеличителями, рычаги, снабженные двумя толкаrenmm, в которые упираются якоря индуктивных преобразователей, сочлененных посредством рычагов и тяги с электромагнитом (1)

Недостатками устройства являются от- сутствие сигнала для введения в систему автоматического регулирования нагрузки на долото, а также то,,что оно служит для визуального наблюдения за величиной нагрузки на долото, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения веса бурильной колонны и задания осевой нагрузки на долото, используемое в автоматическом регуляторе типа РПДЭ-3. Известное устройство состоит из датчика веса ДВР-2, задатчика нагрузки, сельсина-датчика, соединенного с индикатором, и сельсина-приемника. Для преобразования механического перемешения чувствительного элемента датчика веса в электрический сигнал используются сельсины, работающие в трансформаторном режиме.

Принцип работы известного устройства заключается в следующем. При свободном кран-блоке талевой системы буровой ле бедки {без бурильной колонны на крюке) поворотом вала сельсина-приемника добиваются нулевого показания измерительного прибора. Затем поворотом вала ротора сельсина-приемника, теперь уже при подвешенной к крюку бурильной колонне, не доходя до забоя, вновь добиваются нулевого показания измерительного прибора, после чего поворотом ротора сельсина-приемника в обратном направлении системе регулирования задается необходимая нагрузка на долото.

Например, если после согласования валов сельсинов по лимбу вес колонны соответствует 100 т, то для задания нагрузки на долото в 20 т необходимо повернуть ротор сельсина-приемника по лимбу до отметки 80 т.

Положение валов сельсинов (когда выходное напряжение сельсина-приемника равно нулю) соотвествует рассогласованню между их валами на 90, гак как в тао

4585 2 ком положении роторов сельсинов результирующая ЭДС, индуктируемая роторными обмотками в ее статорной обмотке, равна нулю j2)

5 Недостатком известного датчика является то, что для измерения веса бурильной колонны и задания нагрузки на долото требуется много времени, при этом точность и быстрота измерения зависят от

1О квалификации обслуживающего персонала (уменьшение времени на вспомогательнь|е операции, является одним иэ основных, факторов повышения производительности бурильных работ).

Бель изобретения - увеличение быстро действия и точности измерения, Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения и задания

20 нагрузки на долото, содержащее датчик веса, соединенный с ротором сельснна-датчика, задатчик нагрузки и сельсин-приемник, соединенный индикатором, снабжено муфгой, магнитным пускателем, выполнен25 ным из последовательно соединенных кнопки и электромагнитного реле, приводом, который выполнен из электромагнита, подвижная часть которого через подвижно соединенные тягу и подпружиненное коромысло соединена с одной из полумуфт, заЗО датчик нагрузки выполнен в виде редуктора одна шестерня которого соединена рукояткой, а другая — с одной из полумуфг, другая из которых соединена с валом сельсина-приемника, а кнопка магнитного пусЗ5 кателя жестко соедннена с рукояткой задатчика нагрузки, замыкающие контакты реле магнитного пускателя установлены в цепи питания привода и статорной обмотки сельсина-приемника.

40 На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства измерения и задания нагрузки на долото.

Устройство содержит задатчик 1 нагрузки, выполненный из редуктора 2, шес45 терни которого расположены на валах 3, и рукоятки 4, магнитный пускатель 5, выполненный иэ кнопки 6 и магнитного реле 7, привод 8, выполненный из электромагнита 9, подвижной его части 10

5р (якоря), тяги 11, коромысла 12, шпонки 13 и пружины 14, сельсина-приемника 15, сельсина-датчика 16, датчик 17 веса, муфту 18, состоящую из полумуфт 19 и 20.

Для рассогласования валов сельсинаприемника 15 и сельсина-датчика 16 на

90 замыкают накоротко статорную обмото ,ку сельсина-приемника 15 контактом реле 7 магнитного пускателя 5 ° з 10245

Йпя углов рассогласования валов, отличных от 90О в статорной обмотке сельсина-приемника индуктируется ЭДС,, под действием которой по ней протекает ток короткого замыкания, соэдаюший в обмотке возбуждения сельсина-приемни— ка 15 магнитный поток. взаимодействуюший с результируюшим магнитным потоком роторных обмоток сельсина-приемни ка 15. В результате этого вал ротора 10 сельсина-приемника 15 стремится занять, положение, сдвинутое на 90 от положения о вала ротора сельсина-датчика 16. В таком положении роторов сельоина-датчи ка 16 и сельсина-приемника 15 в статор-11 ной обмотке сельсина-приемника не индуктируется ЭДС. С приближением угла рассогласования валов к 90,ток в статорной обмотке сельсина-приемника 15 стремится к нулю. 20

Устройство работает следуюшим образом.

При измерении и задании нагрузки на долото при подвешенном состоянии колонны бурильных труб, т.е. долото забоя не касается, рукоятка редуктора отводится в нулевое положение по лимбу редуктора.

Пусковая кнопка 6 замыкает цепь магнитного реле 7, и при этом замыкаются замыкающие контакты 21 — 23. Срабатыва30 ет электромагнит 9, оттягивая друг от друга посредством тяги 11 и коромысла 12 полумуфгы 19 и 20. Попумуфта 19 насажена на вал сепьсина»приемника 15, а полумуфта 20 при помоши шпонки 13на вал редуктора 2 с возможностью пере-З мещения в продольном направлении.

85 4

При замыкании контакта 21 вал сельсина-приемника 15 занимает положение, соответствуюшее рассогласованию валов и сельсина -приемника 15 и сельсина датчика 16 на 90, и индикатор сельсина -приемника 15 указывает вес бурильной колонны.

Отпускается кнопка.6 и цепь магнитного реле 7 размыкается, размыкая при этом кон- такты 21 — 23. Под действием пружины 14 полумуфгы 19 и 20 прижимаются друг к другу, и поворотом рукоятки 4 редуктора 2 задается необходимая нагрузка на долото, которая посредством сцепленных полумуфт 19 и 20 передается на вап сельсина-приемника 15, что дает рассогласование валов сельсина-датчика 16 на угол, пропорциональный заданной нагрузке, т,е. выходное напряжение сельсина-приемника 15 пропорционально углу рассогласования.

Замыкая накоротко статорную обмотку сельсина-приемника 15, ротор его под действием тока короткого замыкания стремится занять положение, соответствукмцее углу рассогласования сельсинов 90 что увеличивает быстродействие всего устройства.

Так как на валу сельсина-приемника 15 при взвешивании бурильной колонны не имеется момента сопротивления, когда полумуфты 19 и 20 оттянут друг от друга, то точность измерения зависит только от потерь в самом сельсине-приемнике, вследствие чего обшая точность измерения повышается.

1024585

ВНИИПИ Заказ 4355/29 Тираж 603 Подписное

Филиал ППП Патент", г, Ужгороа, ул. Проектная, 4