Устройство подачи долота

 

Союз Соаетскнх

Соцналнстнческнх

Республик

713977 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25.02,77 (21) 2456475/22 03 с присоединением заявки И (23) П риоритет

Опубликовано 05 02 80 Бюллетень Ж 5

Дата опубликования описания 05.0280 (51)М. Кл.

Е 21 В 19/08 хооудоротоокный комнтот

СССР

00 делам изобретений к открытий (53) УД К 622.241, (088.8) (72) Авторы изобретения

; В. К. Бицута, 10. M. Дунаев, Н. П. Калугин, А. Н. Котов

Грозненский ордена Трудового Красного Знамени нефтяной институт имени академика М.Д.Миллионщикова (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ДОЛОТА

Изобретение относится к технике регулирования режима бурения скважин, а именно к средствам регулирования нагрузки на долото, которыми оснащены современные буровые установки.

Известно устройство подачи долота, представляющее собой приставку к тормозному рычагу лебедки, обеспечивающую автоматическое поддержание заданной осевой нагрузки на долото, и выполненное в виде пневмоцилиндра. шток поршня которого связан с рукояткой

1Î тормоза лебедки (11.

Недостатком этого устройства является то, что система стабилизации веса относится к нелинейным дискретным системам регулировки

15 и поэтому она не может обеспечить оптимальный режим подачи долота.

Известно устройство подачи долота, содержащее датчик веса бурового инструмента, задатчик, регулятор,клапан подачи воздуха, проточную камеру пневмоцилиндра с поршнем, связанным со шгоком, и лебедку с тормозом (2).

Недостатком такого устройства является структурная нелинейность системы регулирова2 ния, приводящая к йеравномерности подачи бурового инструмента при раэбуривании с чередующейся твердостью горных пород, Такая конструкция не обеспечивает требуемую точность стабилизации осевой нагрузки на долото за счет ее пульсации.

Цель изобретения — стабилизация процесса подачи и уменьшение пульсации осевой нагрузки на долото.

Цель достигается за счет того, что устройство снабжено датчиком давления с преобразователем и дополнительным регулятором, причем выход первого регулятора через преобразователь и выход датчика давления соединены со входами дополнительного регулятора, выход которого связан с клапаном подачи воздуха, а вход датчика давления соединен с проточной камерой пневмоцилиндра, снабженной дросселем сброса в атмосферу.

На чертеже изображена схема предложенного устройства подачи долота.

Устройство содержит датчик веса бурового инструмента 1, установленного на неподвижном конце 2 талевого каната, перемещающийся тале713977 вый блок 3, ходовой конец 4, наматываемый на барабан лебедки 5, оснащенной тормозом с рукояткой б, сочлененной со штоком 7, на который передается давление от пор1цня 8, расположенного в рабочей полости 9 пневмоцилиндра 10, Выход датчика бурового инструмента 1 и выход задатчика 11 соединены со входом первого регулятора 12.

Выход первого регулятора 12 через преобразователь 13 и выход датчика давления 14 соединены со входами второго регулятора 1.5, воздействунлцего на регулирутоший клапан 16 подачи воздуха в проточную камеру 17 пневмоцилиндра 10, сообщающуюся сдатчиком дав- ° ления 14, а через дроссель сброса 18 — c атмосферой, Устройство работает следуюгцим образом.

Задатчиком 11 устанавливается требуемое значение веса бурового инструмента, характери. 2О зующее необходимую нагрузку на долото.

Текущее значение веса бурового инструмента отслеживаемое датчиком веса бурового инструмента 1, например, с электрическим выходным сигналом в диапазоне 2-4 кГц, сравнивается первым регулятором 12, формирующим требуемый закон изменения управляющего воздействия.

Сформированное управляющее воздействие преобразуется в нормированный пневматический сигнал, который совместно с выходным сигналом . датчика давления 14 подается на входы второго регулятора 15, воздействующего на регул:ирующий клапан 16.

В зависимости от знака рассогласования ре- 3 лугирующий клапан 16 приоткрывается или прикрывается, что, с свою очередь, вызывает увеличение или снижение давления сжатого воздуха в проточной камере 17, сообщаемой с рабочей полостью 9 пневмоцилиндра 10.

Это приводит к перемещению штока 7 совместно с рукояткой тормоза 6 барабана лебедки

5.

При уменьшении силы, приложенной к тор- 4 мозу с рукояткой б, происходит растормахмвание барабана лебедки, что в конечном итоге увеличивает нагрузку на долото.

При увеличении силы, приложенной к тормозу с рукояткой 6, происходит. Уменьшение 50 нагрузки на долото.

Давление в проточнои камере 17 отслеживается датчиком давления !4, избыток давления в прото шой камере 17, сообщаемой с рабочей полостью 9 пневмоцилиндра 10, сбрасывается в атмосферу через дроссель 18, что позволила создать обратную связь между поточной камерой пневмоцилиндра (благодаря выполиению камеры проточной) и регулятором.

Таким образом, предлагаемое конструктивное выполнение устройства позволяет осушествить непрерывное отслеживание регулируемой величины, обеспечивает высокие качества регулирования осевой нагрузки на долото и исключает пульсацию и неравномерность подачи долота.

По сравнению с ручной. подачей внедрение данного устройства позволит увеличить проходку на долото на 8 — 46%, а механическую скорость бурения на 7 — 16%.

Прогнозируемая экономия в долотах будет составлять от 29 — 50%.

Ориентировошый экономический эффект на один комплект составит 2,7 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Устройство подачи долота, содержащее датчик веса бурового инструмента, задатчик, регулятор, клапан подачи воздуха, проточную камеру пневмоцилиндра с поршнем, связанным со штоком, и лебедку с тормозом, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью стабилизации процесса подачи и уменьшения пульсации осевой нагрузки на долото, оно снабжено датп кам давления с преобразователем и дополнительным регулятором, причем выход первого регулятора через преобразователь и выход датчика давления соединены со входами дополнительного регулятора, выход которого связан с клапаном подачи воздуха, а вход датчика давления соединен с проточной камерой пневмоцилиндра, снабженной дросселем сброса в атмосферу, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вольгемут Э. A. и др. Устройство подачи долота для бурения нефтяных и газовых скважин. M., "Недра", 1969, с. 117--120.

2. Патент США И 2842339, кл. 254-173, опублик. 1968 (прототип) .

113977

Редактор С. Титова

Заказ 9236/24

Тираж; 626

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал 111111 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Карбачинская

Техред H. Ковалева Корректор N. Макаренко