Устройство для определения положения вертлюга буровой установки Советский патент 1983 года по МПК E21B45/00 

Изобретение относится к бурению скважин при разведке и добыче полезных ископаемых и предназначено для автоматизации управления пр цессом бурения. Информация о положении вертлюга буровой установки, необходимая для автоматизации управления технологи ческими процессами на буровой установке, используется при смене долота и наращивания инструмента для определения начала и.конца дол ления и позволяет определять проходку и скорость -бурения. Известно устройство для измерен .вертикальных перемещений бурового инструмента, позволяющее определят положение вертлюга буровой установ ки, которое содержит.счетчик, подпружиненный рычаг, расположенный н внешнем слое навитого на барабане лебедки талевого каната, ролик, кинематически связанный со счетчиком и установленный на рычаге с возможностью взаимодействия с ребордой барабана лебедей l.. Недостатками устройства являются сложность конструкции и низкая .надежность, связанная с наличием -фрикционной передачи в этих устрой ствах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для регистрации положения рабочей трубы буровой установки, содержащее резервуар с жидкостью, ук репленный на вертлюге, гибкий шлан соединенный подвижным концом с резервуаром, и преобразователь гидро статического давления жидкости, связанный с неподвижным концом гиб кого шланга 2. Недостатком этого устройства яв ляются низкая точность и низкая надежность, связанные с тем, что внешние влияющие факторы, такие как температура, атмосферное давле ние, влажность, изменяясь в услови ях буровой установки в широком диа пазоне, приводят к нестабильности параметров устройства. .Изменение упругости гибкого шланга со временем и при перемещении, вертлюга так же приводит к отклонению его параме ров от номинальных значений, чт вызывает изменение столба жидкости, и к появлению погрешности устр ства. Резервуар с жидкостью в этом устройстве должен всегда находиться выше точек перегиба; гибкого шла га, что требует специальной подвески гибкого шланга и снижает надежность устройства, так как в этом случае гибкий шланг не защи. щен от возможных механических повреждений. Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее заполненный жидкостью гибкий шланг, подвижный конец которого установлен на вертлюге, преобразователь гидростатического давления жидкости, связанный с неподвижным концом гиб.кого шланга, введены дополнительный преобразователь гидростатического давления жидкости и блок вычитания, при этом дополнительныЯ преобразователь .гидростатического давления связан d подвижным концом гибкого шланга, а входы блока вычитания соединены с выходами обоих преобразователей давления жидкости. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит гибкий шланг 1, заполненный жидкостью под избыточным давлением, первый преобразователь 2 гидростатического давления- жидкости, установленный на неподвижном конце гибкого шланга, второй преобразователь 3 гидростатическ(;го давления жидкости, установленный на подвижном конце гибкого шланга, и блок 4 вычитания. Входы которого соединены с выходами преобразователей гидростатическоj:o давления жидкости. Подвижный конец гибкого шланга закреплен на в;ертлюге 5, а сам шланг проложен по грязевому шлангу б буровой установки. Сигнал на выходе блока 4 вычитания является выходным сигналом устройства и равен .разности ригналов преобразователей 2 и 3 гидростатического давления жидкости. Изменение параметров гибкого шланга приводит к изменению избыточного давления жидкости, но так как это давление в равной степени приложено к обоим преобразователям гидростатического давления жидкости, то сигнал на выходе устройства, являющийся разностным сигналом этих преобразователей, не изменяется,-чем достигается .независимость величины измеряемого сигнала .от параметров измерительной системы. Таким же образом компенсируются погрешности, связанные с влиянием температуры, атмосферного давления и влажности на параметры устройства. Гибкий шланг, проложенный по грязевому шлангу буровой установки, защищен последним от механических повреждений и не требует специального устройства для подвески. Устройство работает следующим образом. Если вертлюг занимает крайнее нижнее положение, то преобразователь 3 находится на одном уровне с преобразователем 2, сигналы . этих преобразователей равны друг .другу, а сигнал на выходе блока .. вычитания равен нулю. При перемещении вертлюга от крайнего нижнего

.положения гидростатическое давление, приложенное к преобразователю 2.остаетсянеизменным, а давле,ние, приложенное к преобразователю 3, уменьшается, вследствие чего выходной сигнал устройства возрас;тает. Когда вертлюг находится в таком положении, при котором преобразователь 3 расположится на одном уровне с верхним перегибом гибкого шланга, этот преобразова-. тель находится только пбд избыточHfcjM давлением жидкости. При дальнейшем подъеме вертлюга сигнал на выходе преобразователя 3 остается неизменным, а сигнал на выходе преоразователя 2 возрастаетза счет роста гидростатиче9кого давления.

Таким образом, выходной сигнал устройства пропорционален расстоянию между вертлюгом и точкой закрепления неподвижного конца гибкого шлан.га.

Наличие рвух преобразователей гидростатического давления и создание избыточного давления жидкости в гибком шлаиггв позволяют исключить погрешности, связайные с изменением параметров гибкого шлангА, а также ослабить влияние внешних факт ров, таких как температура, атмосферное давление и влажность. Прокладка гибкого шланга по грязевому шлангу буровой установки повышает его защищенность от возможных повреждений, а следовательно, и надежность устройства в целом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОМ ЕДЕЯЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ВЕРТЛЮГА БУРОВОЙ УСТАВОВКИ, содержащее заполненный жидкостью гибкий шланг, подвижный конец которого установлен на вертлюге, преобразователь гидростатического давления жидкости, связанный с неподвижным концом гибкого шланга отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительным преобразователем гидростатического давления 1 жидкости и блоком вычитания, при этом дополнительный преобразо)эатель гидростатического давления связан с.подвижным концом гибкого шланга, -а входы блока вычитаний, соединены с выходами обоих преобразователей давления жидкости.