Устройство для измерения крутящего момента ротора буровых установок

 

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности устройства при измерении крутящего момента. В разрыв фазы питания электродвигателя 1 включается первичная обмотка трансформатора 2 тока, а к вторичной обмотке трансформатора тока подключается сопротивление 3 нагрузки, часть напряжения которого подается на лампу накаливания оптрона 4. Фоторезистор оптрона включается во времязадающую цепь RC-автогенератора 5, а его выход подключается к первому входу смесителя 6 частоты, второй вход которого подключается к выходу тахогенератора 7 переменного тока, имеющего кинематическую связь с ротором 8 буровой установки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 1 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4381666/10 (22) 31. 12.87 (46) 07,07.91, Бюл. N 25 (71) Ухтинский индустриальный институт (72) Б.А.Перминов и В.Ф.Мягкий (53) 531.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1580187, кл. G 01 1 23/10, 30.12.87. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА РОТОРА БУРОВЫХ

УСТАНОВОК (57) Изобретение относится к сйлоизмерительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Целью изобретения является повышение,,5U„„1661596 А1 эффективности устройства при измерении крутящего момента. В разрыв фазы питания электродвигателя 1 включается первичная обмотка трансформатора 2 тока, а к вторичной обмотке трансформатора тока подключается сопротивление 3 нагрузки, часть напряжения которого подается на лампу накаливания оптрона 4. Фоторезистор оптрона включается во времязадающую цепь

RC-автогенератора 5, а его выход подключается к первому входу смесителя 6 частоты, второй вход которого подключается к выходу тахогенератора 7 переменного тока, имеющего кинематическую связь с ротором 8 буровой установки. 1 ил.

3 1661596

Составитель Н. Егорова

Редактор Т. Юрчикова Техред M,Ìîðãeèòàë Корректор М. Демчик

Заказ 2116 Ти p8)K Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Изобретение относится к силоиэмерительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства за счет возможности передачи информации на достаточные расстояния.

На чертеже изображена функциональная схема устройства, которая содержит электродвигатель 1, трансформатор 2 тока, сопротивление 3 нагрузки, оптрон 4, RC-аатогенератор 5, смеситель 6 частоты, тахогенератор 7.и ротор 8 буровой установки.

В разрыв фазы питания электродвигателя

1 включена первичная обмотка трансформатора 2 тока,, а к вторичной обмотке трансформатора тока подключено сопротивление

3 нагрузки, часть напряжения которого подается на лампу накаливания оптрона 4., Фоторезистор оптрона включен во времязадающую цепь RC-автогенератора 5, а его выход,— на один вход смесителя 6 частоты, к другому входу которого подключен выход тахогенератора 7 переменного тока, имеющего кинематическую связь с ротором 8 буровой установки.

Перед проведением измерений при работающей установке с помощью движка сопротивления 3 устанавливается такое значение напряжения на лампе накаливания оптрона 4, чтобы частота выходного напряжения RC-автогенератора 5 была равна частоте напряжения на выходе тахогенераора 7, тогда разностная частота определяется отношением

fð =(fRc — тт) =0, где fRc — частота выходного напряжения RCавтогене ратора;

fT — частота напряжения тахогенератора, Так как частота 1т пропорциональна скорости вращения ротора 8 буровой установки, а частота fRc пропорциональна току первичной обмотки трансформатора 2 тока, а следовательно, и мощности Р двигателя 1, то с учетом пропорционального изменения скорости вращения и мощности двигателя при нормальном режиме работы разностная частота ие зависит от скорости вращения ротора, постоянна и равна нулю при первоначальной нулевой установке с помощью резистора Яз.

В случае предаварийной ситуации проскальзывания бурового инструмента при

5 его износе скорость вращения ротора 8 скачками может нарастать, а мощность, подводимая к электродвигателю 1, скачками уменьшаться, что ведет к росту частоты fRc и уменьшению частоты fy и соответственно

10 к появлению на выходе смесителя сигнала раэностной частоты, пропорциональной значению крутящего момента. В случае прихвата бурового инструмента картина меняется, т.е, скорость вращения ротора 8

15 скачком уменьшается, что ведет к уменьшению fT, а мощность электродвигателя 1 скачком возрастает, вызывая увеличение частоты,Rc, на выходе смесителя появляется напряжение разностной частоты, сдвину20 тое на 180 по отношению к первому, с частотой, пропорциональной крутящему моменту, TBKMM образом, появляется воэможность определения пргдаварийной ситуа25 ции процесса бурения и распознавания ее разновидностей с количественной оценкой значения крутящего момента.

Формула изобретения

30 Устройство для измерения крутящего момента ротора буровь,", установок, содержащее трансформатор тока, включающий первичную обмотку, подключенную к одной из фаз питания электродвигателя, вторич35 ную обмотку с подстроечным резистором, оптронную пару и тахогенератор, имеющий кинематическую связь с ротором буровой установки, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности устройст40 ва эа счет возможности передачи информации на достаточные расстояния, в него введен смеситель частоты, преобразователь ток — частота, представляющий собой автогенератор, во времязадаюшу:о цепь ко45 торого включен фотореэистор оптрона, а выход подключен к первому входу смесителя частоты, второй вход которого подключен к выходу тахогенератора, а лампа накаливания оптрона соединена с движком пере50 менного резистора,