Устройство подачи долота

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 848607

I (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 26.02. 80 (21) 2887603/22-03! (5 3 ) M. Кл. с присоединением заявки И

E 21 В 44/00

Государетавииый комитет (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.81, Бюллетень Рй 27

ll0 делам иаабретеиий и отярытий (5З) УДК 622. 233. .056 (088.8) Дата опубликования описания 25. 07. 81

ЛЮЗЮВВЙЮ -Ф "

Ю.И. Сипунов, Б. А. Иванов, P. Ý. Капланов и А. П.3@ЪЬмятноЭ „,!", 1

) ::

К

Грозненское научно-производственное объединение

1

"Промавтоматика" Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления СЙР= (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ДОЛОТА

Изобретение относится к автомати- зации процесса бурения и может быть использовано для автоматической подачи бурового инструмента в процессе долбления при бурении глубоких нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство, поддерживающее все на крюке, у которого тормозным механизмом является дисковый тормоз с гидравлическим приводом и со применена отрицательная обратная связь по скорости вращения барабана лебедки 11) .

Недостаток этого устройства.— перерегулирование за счет объема

15 гидроцилиндра, который необходимо закачивать при растормаживании бараба» . на лебедки и откачивать измерительным насосом при затормаживании барабана лебедки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство . для подачи долота содержащее лебедк

2 с тормозной системой, рычаг которой ! штангой шарнирно связан .с подпружиненным рычагом, противоположное пле-. чо которого шатуном кинематически .соединено с основным исполнительным механизмом, Ic выходу которого подключен преобразователь веса бурового инструмента, гидравлический насос, вал которого посредством прижимного

1 фрикционного ролика кинематически связан с барабаном лебедки, клапанную коробку с подпружиненным клапаном, регулируемый дроссель и гидроцилиндр слива с подпружиненным поршнем, шток которого вэаимодействуетсо сливным клапаном, соединенным с напорной линией гидравлического насоса: исполнительный механизм обратной связи, выход дросселя, клапанная коробка и сливной клаттан подсоединены гидролинией к исполнительному механизму отрицательной обратной связи, рабочая полость которого дополнительно соединена через параллельно соекоторой регулируется ручкой 16 Рычаг взаимодействует с барабаном 7 при помощи ленточного тормоза 17.

Устройство работаЕт следующим образом, С преобразователя l веса сигнал поступает на регулятор 2,где сравнивается с заданным значением веса бурового инструмента. Затем сигнал рассогласования между заданным и текущим значениями веса бурового инструмента поступает на усилитель 3. Усиленный по мощности сигнал с усилителя 3 поступает на исполнительный механизм

5 через распределительный клапан 4.

Под действием давления воздуха поршень исполнительного механизма 5 перемещается вверх, сжимая пружину и через шток воздействуя на рычаг 6 тормоза буровой лебедки. Сила натяжения ленточного тормоза уменьшается и наступает момент, когда она ста-. новится меньше силы, натяжения каната, намотанного на барабан 7 лебедки.

В этот момент барабан 7 лебедки начи-. нает проворачиваться, осуществляя по-. дачу долота. Вес бурового инструмента уменьшается и величина сигнала с преобразователя веса также уменьшается, в свою очередь, уменьшается рассогласование в регуляторе 2 и выходной сигнал с пневмоусилителя. Тогда поршень исполнительного механизма

5 под действием пружины перемещается вниз, увеличивается сила натяжения ленточного тормоза, и барабан лебедки затормаживается. По мере выбуривания породы вес бурового инструмента увеличивается, и наступает следующий цикл подачи долота. При проворачивании барабана 7 лебедки проворачивается ролик 8, прижатый к реборде барабана 7 и приводит в действие насос

10, коТорый создает давление жидкости в полости Д распределительного клапана 4, величина которого в зависимости от скорости подачи устанавливается регулируемым дросселем 11. Если сила давления жидкости в полости Д превышает силу сжатия пружины 15 распределительного клапана 4, то клапан 13 перекрывает полости В и С и соединяет полость В с полостью А, имеющей выход в атмосферу. В этот момент выходной сигнал с пневмоусилителя отсекается в полости С распределительного клапана 4, а воздух с исполнительного механизма 5 стравливается в атмосферу через полости. 3 848607 ф диненные дроссель и обратный клапан с рабочей полостью гидроцилиндра с подпружиненным поршнем отрицательной обратной связи и через второй .регулируемый дроссель обратной связи с предохранительным клапаном, а шток гидроцилиндра обратной связи и предохранительного клапана соединены кинематически со штоком исполнительного механизма, который через блок 10 управления соединен с выходом преобразователя веса f2).

Недостатками известного устройства является сложность конструкции, инерционность отрицательноч обратной 15 связи по скорости, что приводит к перерегулированию и осложнениям при бурении.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение быстродействия отрицательной обратной связи по скорости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство подачи долота, содержащее преобразователь веса, регулятоР с задатчиком, усилитель, исполнительный механизм в виде цилиндра с поршнем, шток которого соединен с рычагом тормоза барабана лебедки, насос, вал которого посредством фрикционного ролика кинематически связан с барабаном лебедки, регулируемый дроссель, снабжено распределительным клапаном, вход которого соединен с усилителем, выход — с исполнительным механизмом, а управляющий вход его соединен с напорной линией насоса.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство подачи долота.

Устройство состоит из преобразо- 4р вателя 1 веса бурового инструмента, регулятора 2 с задатчиком, усилителя 3, распределительного клапана 4, исполнительного механизма 5, соединенного с рычагом 6 тормоза барабана . 45

7 буровой лебедки. Барабан 7 лебедки кинематически посредством фрикцион-, ного ролика 8, вала 9 связан с валом гидравлического насоса 10. Выход гидравлического насоса соединен с управляемым входом распределительного клапана 4 регулируемым дросселем ll и предохранительным клапаном 12. Распределительный клапан 4 имеет полости

А, В, С, Д. Полости А,; В, С перекрываются клапанами 13, находящимися на одном штоке и упирающимися в жесткий центр мембраны 14. Клацаны 13 поджаты пружиной 15, сила поджатия

Ф

Формула изобретения 848607

В и А распределительного клапана 4.

Тогда под действием пружины исполнительного механизма 5 поршень перемещается вниз и барабан 7 лебедки затормаживается. Насос прекращает подачу жидкости, давление ее уменьшается до нуля, клапаны 13 под действием пружины 15 возвращаются в исходное состояние, и если на выходе усилителя 3 есть сигнал, то начинается новый цикл подачи долота. Ручкой 16 настраивается определенная скорость подачи долота. Если скорость подачи долота превышает заданную, срабатывает распределительный клапан 4, предотвращая разгрузку бурового инструмента на долото.

Применение распределительного клапана значительно упрощает конструкцию устройства. Подключение отрицательной обратной связи по скорости к замкнутой полости Д распределительного клапана повышает ее быстродействие и надежность работы

t всего устройства в целом. Данное устройство легко в управлении и настройке, удобно в обслуживании.

Ориентировочный экономический эффект от внедрения одного комплекта представляет 25 000 рублей в год.

Устройство подачи долота, содержащее преобразователь веса, регулятор с задатчиком, усилитель, испол5 нительный механизм в виде цилиндра с поршнем, шток которого соединен с рычагом тормоза барабана лебедки, насос, вал которого посредством фрикционного ролика кинематически связан с барабаном лебедки, регулируемый дроссель, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения быстродействия отрицательной обратной связи по скорости, оно снабжено распределительным клапаном, вход которого соединен с усилителем, выход — с исполнительным механизмом, а управляющий вход его соединен с напорнойлини- ей насоса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вольгемут Э.А. и др. Устройст во подачи долота при бурении нефтяных и газовых скважин. М., "Нефть", 1969, с.138.

2. Авторское свидетельство СССР ,9 613088, кл. E 21 В 45/00, !976(про30 .тотилой °

848607

Составитель Г..Данилова

Редактор О. Малец Техред Л. Пекарь Корректор С. Щомак

Заказ 6030 33 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4