Устройство для измерения длины колонны труб по углу поворота барабана лебедки

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение устройства за счет передачи функций блока памяти диску преобразователя оборотов. При измерении длины поднимаемой колонны так же как и при спуске при поднятом вверх талевом блоке регистр 6 слоя устанавливают в состояние, соответствующее четвертому навитому слою каната, спустив талевый блок вниз, начинают подъем колонны, разблокировав клиновую подвеску 27. Срабатывают чувствительные элементы 22, 21, и на выходе схемы 25 формирования сигнала Спуск Подъем появляется низкий уровень Подъем, что обеспечивает через входную логику реверсивных счетчика 4 и сумматора 10 соответственно следить за слоями кавивки и вести подсчет длины пoднIiмaeмoй колонны в реверсивном счете. При операции Подъем на выходах регистра 6 слоя низкий уровень поочередно появляется при переходах каната со слоя .на слой в последовательности: первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора. 2 ил. (С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 3 А1 (19) СВ

1511 4 G 01 В 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4195427/24-28 (22) 16.02.87 (46) 28.02.89. Бюл. У 8 (71) Западно-Сибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института нефтяного машиностроения (72) Г.Я. Левинский, О.А. Иванова и В.Г. Островский (53) 621.317.39:531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 842391, кл. С 01 В 7/04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ

КОЛОННЫ ТРУБ IIO УГЛУ ПОВОРОТА БАРАБАНА ЛЕБЕДКИ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— упрощение устройства за счет передачи функций блока памяти диску преобразователя оборотов. При измерении длины поднимаемой колонны так же как и при спуске при поднятом вверх талевом блоке регистр 6 слоя устанавливают в состояние, соответствующее четвертому навитому слою каната, спустив талевьгй блок вниз, начинают подъем колонны, разблокировав клиновую подвеску 27. Срабатывают чувствительные элементы 22, 21, и на выходе схемы 25 формирования сигнала "Спуск"

"Подъем" появляется низкий уровень

"Подъем", что обеспечивает через входную логику реверсивных счетчика

4 и сумматора 10 соответственно "следить" за слоями навивки и "вести" подсчет длины поднимаемой колонны в реверсивном счете. При операции

"Подъем" на выходах регистра 6 слоя низкий уровень поочередно появляется при переходах каната со слоя .на слой в последовательности: первьгй, второй, третий и четвертый выходы дешифратора.

2 ил.

1462093

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при бурении, ремонте и. освоении скважин, а также в тех отраслях промьппленности, где есть необходимость измерения длины и глубины спуска по углу поворота барабана лебедки.

Цель изобретения — упрощение устройства за счет -передачи функций бло- 0

isa памяти диску преобразователя оборотов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма 1g работы устройства. .Устройство содержит датчики 1 и 2 крайних положений, которые через схе- му ИЛИ 3 соединены с реверсивным счетчиком 4 и дешифратором 5, обра1 зующими регистр 6 слоя, преобразова-:

1гель 7 оборотов с узлом 8 определеНия направления вращения барабана

;лебедки, блок 9 исключения холостого . хода, реверсивный сумматор 10 и ин- 25 дикатор 11 длины.

Преобразователь 7 оборотов содержит диск с концентрическими рядами отверстий и взаимосвязанными с ними чувствительными элементами 12; 13, 30

14 и 15, число которых равно макси,: мальному числу слоев навивки каната

:на барабан лебедки, пороговые элемен ты 16-19 и элемент ИЛИ 20, число отверстий в каждом ряду пропорционально соответствующим длинам витков навивки и обратно пропорционально коэффициенту оснастки талевой системы.

Узел 8 определения направления вращения барабана лебедки содержит 40 чувствительные элементы 21 и 22, пороговые элементы 23 и .24 и схему 25 формирования сигнала "Спуск" и

"Подъем".

Блок 9 исключения холостого хода содержит бесконтактный датчик 26, клиновую подвеску 27 и.схему ИЛИ-НЕ

28.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину первой трубы ее устанавливают нижним концом на уровне стола ротора, на барабане лебедки навиты первый, второй, третий и частично четвертый слои каната. Во время установки (спуска) трубы при вращении соединенного с валом барабана лебедки диска с отверстиями чувствительные элементы (ЧЗ) 21 и 22 срабатывают и на выходе пороговых элементов 23 и 24 появляются импульсы

29 и 30 соответственно (фиг. 2), на выходе схемы 25 формирования сигналов

"Спуск", "Подъем" - постоянный высокий уровень "Спуск" 31.

Кнопкой "Сброс" (не показана) регистр 6 слоя устанавливается в состояние, соответствующее низкому уровню

32 на четвертом выходе дешифратора 5, а реверсивный сумматор 10 и индикатор

11 длины - в нулевое состояние. Четвертный выход дешифратора 5 регистра

6 слоя через вход ЧЭ 15 коммутирует светодиод на "плюс" источника питания.

При вращении диска преобразователя 7 оборотов за счет модуляции светового потока с фотодиода ЧЭ 15 через пороговый элемент 19, схему ИЛИ 20 и ИЛИ-НЕ 28 в реверсивный счетчик 10 поступают импульсы 33 (фиг. 2).

Когда с четвертого слоя барабана ,смотаются все витки каната, канатоукладчик переместится к датчику 1 крайнего положения, чере схему ИЛИ 3 в реверсивный счетчик 4 поступит одиночный импульс 34, регистр 6 слоя изменит свое состояние. . и низкий уро": вень 32 исчезнет с четвертого выхода дешифратора 5,и появится íà его третьем выходе. Произойдет коммутация светодиода ЧЗ 14, и импульсы 33 пойдут с фотодиода ЧЭ 14 через пороговый элемент 18. После сматывания каната с третьего слоя канатоукладчик переместится к датчику 2, импульс 34 опять изменит состояние регистра 6, слоя, произойдет коммутация ЧЭ 13 и считывание отверстий с второго ряда диска преобразователя 7 оборотов и т.д., пока спускаемая труба

1 не будет посажена на клиновую подвес ку. Клиновая подвеска 27 приблизится к датчику 26, на выходе которого появится постоянный высокий уровень 35, запрещающий прохождение импульсов

33 через схему ИЛИ-НЕ 28 блока 9 исключения холостого хода до тех пор, пока не присоединят к первой трубе следующую и не приступят к дальнейшему спуску колонны, разблокировав клиновую подвеску.

Во время вспомогательных операций (холостых ходов) все перемещения талевого блока фиксируются только дат чиками 1 и 2 крайних положений канатоукладчика, которые поочередно уста"<1н 1й

К К

Ю где 1ц - длина витка навивки каната на барабане;

К вЂ” коэффициент оснастки талевой системы.

Носителями информации о перемеще/ 1 нии таг1евого блока в приведенном описании являются отверстия на диске.

Количество отверстий в каждом ряду преобразователя оборотов можно выразить формулой и

К8 (2) где 1 — длина витка каната i-го

1 слоя мм

К вЂ” коэффициент оснастки талевой системы; — цена одного импульса, мм.

1 °

При $ = 1 мм N = вЂ, что тождественно формуле (1).

При спуске одной трубы будет иметь место последовательность импульсов, поступающих в реверсивный сумматор

10:

3 146 навливают регистр 6 слоя в состояние, соответствующее номеру слоя каната, навитого на барабан.

Перемещение талевого блока, замеряемого по углу поворота барабана лебедки, выражается формулой

2093

35,5

Если необходимо замерить длину поднимаемой из скважины колонны, то так же как и при спуске при поднятом вверх талевом блоке кнопкой "Сброс" устанавливают регистр 6 слоя в состояние, соответствующее четвертому навитому слою каната, затем, спустив талевый блок вниз, начинают подъем колонны, разблокировав клиновую подвеску. Срабатывают ЧЭ 22 и 21 (импульсы 36 и 37), и на выходе схемы 25 по- является низкий уровень 38 "Подъем", что позволяет через входную логику реверсивных счетчиков 4 и сумматора 10 соответственно "следить" за слоями навивки и вести подсчет длины поднимаемой колонны в реверсивном счете.

При операции "Подъем" на выходах регистра 6 слоя низкий уровень .39 будет поочередно появляться при переходах каната со слоя на-слой (от 1 до 4) в последовательности: первый, второй, третий, четвертый выходы дешифратора 5.

При снятии блокировки клиновой подвески 27 последний отойдет от датчика 26, на выходе которого появится низкий разрешающий уровень 40, что обеспечит поступление импульсов 41 от ЧЭ 12, 13, 14 и 15, пока колонна опять не будет посажена на клиновую подвеску для отвинчивания поднятой трубы.

gN + Я + И + Н, = 1, „, (3) ( где Ь „„ вЂ, длина спущенной трубы; K N †; Я вЂ” суммы импульсов с 4-1

4 40 слоев во время спуска трубы.

Для индикации результата измерения индикатором 11 длины в метрах реверсивный сумматор 10 имеет коэффициент деления 1000.

Формула (3) имеет вид

0((4+ з+ 2

Длина всей колонны труб, спущен- 50 ных в скважину, будет

1. „=, „ 00(И, + N>+ N<+ и,), (4)

1 где n — - любое конечное число труб.

В процессе спуска на индикаторе 11 длины постоянно индицируется накапливаемый текущий результат измерения длины спускаемой в скважину колонны. °

Формула изобретения

Устройство для измерения длины колонны труб по углу поворота барабана лебедки, содержащее датчики крайних положений канатоукладчика, преобразователь оборотов с узлом определения направления вращения барабана лебедки, реверсивный счетчик, дешифратор, реверсивный сумматор и соединенный с ним индикатор длины, входы реверсивного счетчика и реверсивного сумматора соединены с выходом узла определения направления вращения барабана лебедки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно снабжено схемой ИЛИ, входами соединенной с выходами датчиков крайних положений канатоукладчика а выходом — с вторым входом реверсивного счетчика, и блоком исклю.с чения холостого хода, входом соеди»: ненным с выходом преобразователя обо31

ВИх. 10 8>

3Z чьи. 8 35/E. 7.

Составитель Л. Крюкова

Техред Л.Сердюкова

Редактор М. Андрушенко

Корректор О, Кундрик

Тираж 683

Заказ 660/36

Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101

5 14620 ротов, а выходом — с вторым входом реверсивного сумматора, преобразователь оборотов выполнен в виде диска с концентрическими рядами отверстий и взаимосвязанными с ними чувствиБ тельными элементами, пороговых элементов и элемента ИЛИ, выход которого является выходом преобразователя оборотов, число чувствительных элементов равно максимальному числу

Я

36 з7 Щ.

93 6 слоев навивки каната на барабан лебедки, а число отверстий в каждом ряду пропорционально соответствующим длинам витков навивки и обратно пропорционально коэффициенту оснастки талевой системы, входы чувствительных элементов соединены с выходами дешифратора, а выходы через пороговые элементы соединены с входами элемента ИЛИ.