Устройство измерения осевой нагрузки

 

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ГЮЕВОЙ НАГРУЗКИ, содержащее датчик с нормализатором , вычитатель, блок управления и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено генератором импульсов, элементом И, счетчиком, компаратором и цифроаналоговым преобразователем, причем выход нормализатора через компаратор , элемент И, счетчик и цифроаналоговый преобразователь соединен с вычитателем, выходы генератора и блока управления подключены к входам элемента И,выход цифроаналогового преобразователя соединен.с компаратором и индикатором, а выход, блока управления - со счетчиком. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) «! I ) 4(5(1 Е ?1 В 44/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3617302/22-03 (22) 08.07.83 (46) 07.05.85. Бюл. N - 17 (72) Л.Б. Фридман и И.P..Èîíèí (71) Ташкентское специальное конструкторско-технологическое бюро

"Техноприбор" (53) 622.245(088.8) (56) 1. Куликовский Л.Ф., Ушмаев В.Ш.

Информационно-измерительные системы для управления процессом бурения.

M., "Недра", 1972, с. 65-70 °

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 1033719) кл. Г 21 В 44/00, 1982. ,(54)(57) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОЙ

НАГРУЗКИ, содержащее датчик с нормализатором, вычитатель, блок управления и индикатор, о т.л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повыше- ния точности измерения, оно снабжено генератором импульсов, элементом

И, счетчиком, компаратором и цифроаналоговым преобразователем, причем выход нормализатора через компаратор, элемент И, счетчик и цифроаналоговый преобразователь соединен с вычитателем, выходы генератора и блока управления подключены к входам элемента И,выход цифроаналогового преобразователя соединен,с компаратором и индикатором, а выход. блока управления — со счетчиком.

1154439

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для измерения параметров бурения, Известно цифроаналоговое устройство вычисления осевой нагрузки, содержащее аналоговое устройство измерения веса инструмента и вычисления осевой нагрузки, квантующее устройство грубого уравновешивания сигнала осевой нагрузки, аналоговое устройство плавного уравновешивания осевой нагрузки и устройство индикации и регистрации веса инструмента и осевой нагрузки, при этом аналоговое устройство измерения веса инструмента и вычисления осевой нагрузки состоит из фазочувствительного усилителя, реверсивного исполнительного двигателя, редуктора и реохорда (1) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство измерения осевой нагрузки, содержащее датчик с нормализатором, вычитатель, блок управления и индикатор f2) .

Недостатками известного устройства являются недостаточная точность

15

25

На чертеже представлена схема устройства. измерения и низкая надежность устройства, вызванная применением 30 большого числа элементов. Отмеченные недостатки не позволяют обеспечить наиболее эффективного управления процессом бурения, что не позволяет достичь максимальных технико- 5 экономических показателей бурения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство измерения осевой 40 нагрузки, содержащее датчик с нормализатором, вычитатель, блок управления и индикатор, снабжено генератором импульсов, элементов И, счетчиком, компаратором и цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), причем выход нормализатора через компаратор, элемент И, счетчик и цифроаналоговые преобразователь соединен с вычитателем, выходы генератора и блока уп- 50 ранления подключены к входам элемен. та И, выход цифроаналогового преобразователя соединен с компаратором и индикатором, а выход блока управления — со счетчиком

Устройство содержит датчик 1 веса, нормализатор 2, компаратор 3, элемент И 4, генератор 5 импульсов, счетчик 6, ЦАП 7, вычитатель 8, блок

9 управления и индикатор 10., Устройство работает следующим образом.

Устройство имеет два режима работы: Взвешивание и Нагрузка, при этом переход с одного режима на другой производится с помощью блока 9 управления.

Работа устройства в режиме "Взвешивание производится в следующем порядке.

Взвешивание бурового инструмента производится путем фиксации выходного сигнала датчика 1 веса, имеющего место при свободном подвешивании бурового инструмента.

При этом выходной сигнал датчика веса через нормализатор 2, приводящий уровень этого сигнала к нормализованному для данного устройства, поступает на первый вход компаратора 3.

В исходном состоянии на выходе блока 9 управления устанавпивается уровень логической единицы, поступающий на третий вход элемента

И 4 и второй вход счетчика 6. По этому сигналу производится обнуление счетчика 6, Поскольку на выходе счетчика 6 — уровень логического нуля, выходной сигнал ЦАП 7 также равен нулю. Таким образом, на втором выходе компаратора 3 — уровень логического нуля.

При указанном состоянии входов компаратора 3 на его выходе формируется уровень логической единицы, поступающий на второй вход элемент И.

Таким образом, импульсная последовательность, формируемая генератором

5 импульсов, поступает на первый вход счетчика 6. Выходной сигнал

ЦАП 7 пропорционален количеству импульсов, поступающих на вход счетчика 6. В момент времени, когда выходной сигнал ЦАП станет равным выходному сигналу нормализатора 2, сработает компаратор 3, при этом на его выходе устанавливается уровень логического нуля, вызывающий запирание элемента И 4 и запрещающий тем самым прохождение импульсов от генератора 5 на вход счетчика 6.

Таким образом, значение выходного

1154439

15

Составитель В. Булыгин

Редактор В. Иванова Техред Л.Микеш Корректор Г Решетник

Заказ 2653/30 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий i13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сигнала ЦАП 7 соответствует весу свободно висящего инструмента, причем это значение запоминается (в виде двоичного числа) в счетчике 6.

После подачи инструмента на забой тч устройство переходит в режим Hatt грузка

Выходной сигнал датчика 1 веса равен в этом случае весу инструмента за вычетом величины осевой нагрузки на забой.

В этом режиме на выходе блока 9 управления устанавливается уровень логического нуля, поступающий на третий вход элемента И 4 и вызывающий его запирание, что исключает изменение состояния счетчика 6 на все время работы устройства в режиме

"Нагрузка

Выходные сигналы нормализатора

2 и ЦАП 7 поступают на соответствующие входы вычитателя 8, определяющего разность этих сигналов. Таким образом, выходной сигнал вычитателя 8 соответствует величине осевой нагрузки на забой.

Выходные сигналы вычитателя 8 и

ЦАП 7, соответствующие значениям осевой нагрузки и весу бурового инструмента„ поступают на соответствующие входы индикатора 10, производящего регистрацию и индикацию этих параметров.

Таким образом, запоминание веса бурового инструмента в его двоичном эквиваленте позволяет свести к минимуму погрешность измерения осевой нагрузки, так как эта погрешность определяется только частотой генератора импульсов и разрядностью счетчика и ЦАП и, следовательно, может быть сколь угодно малой. Снижение погрешности измерения осевой нагрузки позволяет обеспечить оптимальное управление процессом бурения, что значительно повышает производительность процесса бурения.