Устройство для измерения перемещения талевого блока Советский патент 1983 года по МПК E21B45/00 

Изобретение относится к бурению скважин и.может быть использовано (при контроле основных параметров бу рения. Известно устройство для измерени вертикальных перемещений бурового инструмента, включающее подпружинен ный рычаг, расположенный на внешнем слое талевого каната, навитого на ба рабане лебедки и жестко связанного с вилкой конусного вариаюра, который установлен в разрыве механичес кой передачи 1. Недостатком устройства является низкая точность измерения из-за бол шой погрешности передачи числа оборотов с одного вала на другой. Это обусловлено применением.конусного вариатора с ременной передачей. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения . перемещения талевого блока, содержа щее корпус, кулачок с заданным профилем, кинематически связанный с ва лом барабана буровой лебедки и штоком дифференциально-трансформаторно го преобразователя перемещения. Выполнение кулачка с заданным профиле .исключает ошибки в измерении, обусловленные многослойностью навивки к ната на барабан лебедки 2. Недостатком устройства является. обеспечение возможности измерения., только величины подачи, а для контро ля скорости в известном устройстве требуется расшифровка диаграммы с ко .ординатами: подача бурового инструмента -- гремя. Это не позволяет осу ществлять оперативный контроль и своевременно корректировать режимы бурения. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одно временного измерения скорости проход ки. Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее корпус, кулачок с заданным профилем, кинема тически связанный с валом барабана буровой лебедки, и штоком дифференциально-трансфог маторного преобраэо вателя перемещения,, снабжено дополнительным дифференциально-трансформаторным преобразователем перемещения, приводом в виде часового мехйнизма, рычагом и кареткой, установленной подвижно на рычаге, причем привод соединен с кареткой посредст вом червячной передачи, а рычаг шар мирно связан с плунжерами дифференциально-трансформаторных преобразователей, обмотки которьрс включены последовательно, ч Введение в устройство часового механизма, кинематически связанного с кареткой, установленной подвижно на рычаге, позволяет получить величину перемещения второго конца рычага, -пропорциональную разности между произведением скорости подачи на постоянный коэффициент и величиной подачи . Соединение дифференциально-трансформаторных преобразователей перемещения последовательно позволяет выделить чистый сигнал скорости. Такое конструктивное выполнение устройства -позволяет по выходному сигналу преобразователя перемещения производить отсчет величины подачи, а по суммарному сигналу последова- . тельно включенных преобразователей перемещения - измерение скорости проходки. Таким о.бразом, вследствие указанных изменений в устройств.е достигается расширение его функциональных возможностей. На чертеже изображена схема устройства для измерения перемещения талевого блока. Узлы устройства размещены в корпусе 1, входной вал 2 которого посредством цепной передачи связан с валом барабана буровой лебедки (не показано), с другой стороны входной вал 2 связан через редуктор 3 с кулачком 4, имеющим заданный профиль (профиль имеат криволинейные участки) . Кривизна каждого участка профиля определяется средним диаметром слоя навивки каната, а длина каждого участка пропорциональна количеству витков каната в одном слое на барабане лебедки. Кулачок 4 через контактный ролик 5 связан с плунжером 6 дифференциально-трансформаторного преобразователя 7 перемещения, обмотки которого последовательно включены с обмотками второго преобразователя 8 перемещения. Плунжеры б и 9 преобразователей 7 и 8 перемещения шарнирно соединены посредством рычага 10 с расположенной на нем кареткой 11, .кинематически связанной при помощи червяГной передачи 12 с часовьм механизмом 13. Часовой механизм 13 может быть выполнен, например, в виде шагового двигателя, управляющие импульсы ыа который подаются от генератора череэ делитель. Устройство для измерения перемещения талевого блока работа.ет следующим образом. Вращение входного вала 2 через ре-, дуктор 3 передается кулачку 4, который через контактный ролик 5 перемещает конец рычага 10, а вместе с ним и плуИжер б преобразователя 7 перемещения на величину Y, пропорциональную перемещению толевого блока. ЭДС в обмотке преобразователя 7 перемещения зависит от перемещения линей, s-, где К - коэффициент преобразования зависящий от конструктивны параметров преобразователя у За время t работы устройства пле чо о рычага 10 будет равно :гдв И - постоянный коэффициент масш таба времени; t - координата времени. Величина плеча а изменяется за счет перемещения каретки 11 от прив да часового механизма 13 через червячную передачу 12. Перемещение плунжера 6 преобразо вателя 7 перемещения на величину У влечет за чгобой перемещение плун;кера 9 преобразователя на величину X Значение X с учетом общей длина рычага L определяется из соотношеи««. Y X . OI-LC.O откуда v,t:4si-Y- Ь. J:Y а m t В связи с тем, что величина прямопропорциональна скорости перемещения талевого блока (скорости пр ходки), введя обозначение где 1 - передаточное число редуктора 3, значение -величины X получим Э виде , где V скорость перемещения талевого блока. Тогда на выходе преобразователя 8 ЭДС будет равна (PV-Y). Так как 015МОТКИ преобразователей 7 и 8 перемацения вклкгчены последовательно, то суммарная ЭДС составитI Следовательно, суммарная ЭДС преобразователей 7 и 8 прямо пропорцио.нальна скорости перемещения талевого блока,а ЭДС преобразователя 7 пропор циональна величине перемещения талевого блока (подачи). Предложенное устройс1%о для измерения перемещения талевого блока позволяет наряду с измерением поАачи измерять скорость проходки, вследствие этого исключается время на расшифровку диаграмм подача бурового инструмента - время , а также обеспечивает своевременность регулирования режимов бурения. Применение предложенного устройства для измерения перемещения талевого блока по Мингео СССР позволит сэкономить 200 тыс. руб. в год за счет повышения производительности труда и снижения затрат наюбслужи вание приборов данного типа.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТАЛЕВОГО БЛОКА, содержащее корпус, кулачок с заданным профилем, : кинематически связанный с валом барабана буровой лебедки и ШрОком дифференциально-трансформаторного преобразователя перемещения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения одновременного измерения скорости проходки, оно снабжено дополнительным дифференциально-трансформа-г торным преобразователем перемещения, привз дом в виде часового механизма, рычагом и кареткой, установленной подвижно на рычаге, причем привод соединен с кареткой посредством червячной передачи, а рычаг шарнирно связан с плунжерами дифферен11иальнотрансформаторных преобразователей, обмотки которых включеныпоследовательно..« л 1О да