Датчик скорости задающего вала Советский патент 1985 года по МПК E21B45/00 G01D5/20 

Изобретение относится к технике контроля процесса бурения, а именно к электромеханическим измерителям пе ремещений бурильного инструмента, Известно устройство для электроме ханического измерения вертикальных перемещений бурильного инструмента п углу поворота барабана буровой лебед ки с автоматической коррекцией погрешностей, обусловленных изменением радиуса навивки талевого каната на барабане лебедки, в котором изменение радиуса навивки воспринимается рычагом. Это устройство содержит счетчик, связанный механической передачей с валом барабана буровой лебедки, расположенный на внешнем слое навитого на барабане лебедки талевого каната, подпружиненный рычаг, расположенный на внешнем слое навитого на барабане лебедки талевого каната и жестко свя занный с вилкой конусного вариатора, который включен в разрыв механической передачи fij . Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, ненадежность в работе приспособления для автоматической коррекции погрешности измерения перемещения бурильной колонны по углу поворота барабана буровой лебедки за счет наличия механической связи рычага с навиваемым на барабан лебедки талевым канатом, потребность в специальном счетчике импульсов для подсчета проходки по перемещению бурильной колонны. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик скорости задающего вала, например вала двигателя, содержащее посто янный магнит, установленйый на валу датчика и магнитоуправляемый контакт, установленный на корпусе zj . Недостатком известного устройства является низкая надежность при работе в условиях значительной вибрации корпуса датчика, что характерно для работы бурового оборудования. Кроме того, у известного датчика отсутствуют устройства для его включения и выключения при проведении периодических измерений, например при механическом каротаже скважины. Цель изобретения - повышение надежности измерения скорости проходки путем ичмсфения времени одного оборота зл.чаюцего вала, например ва ла гидродинамического тормоза буровой лебедки при механическом каротаже. Указанная цель достигается тем, что в датчик скорости задающего вала содержащий постоянный магнит, установленный на валу датчика, и магнитоуправляемый контакт, установленный на корпусе, введены механизм сцепления, привод включения, источник питания, манометр нагнетательной системы, датчик оптимальной нагрузки «а бурильный инструмент и измеритель интерзалов времени, при этом магнитоуправляемый контакт соединен с источником питания одним выводом непосредственно, а другим - через контакты манометра, датчика нагрузки и входные клеммы измерителя интервалов времени, а вал датчика выполнен полым, при этом механизм сцепления, расположенный внутри вала, выполнен в виде установленных соосно подвижной оси с фланцем двух винтовых пружин сжатия, одна из которых расположена между фланцем и корпусом, другая между фланцем и торцом полого вала, причем ось с фланцем имеет рифленный наконечник с возможностью сцепления с задающим валом, а привод включения, расположенный соосно с подвижной осью, выполнен в виде пневмоцилиндра и подпружиненного поршня со штоком с возможностью взаимодействия последнего с осью через упорньй подпятник. Устройство дает возможность производить дискретную регистрацию скорое-, ти подачи бурильной колонны, что позволяет более оперативно и с меньшей погрешностью преобразовывать и вводить в УВМ измерительную информацию, а также производить обработку ее непосредственно на буровой или в вычислительном центре. При дискретной регистрации подачи бурильной колонны удается исключить или значительно снизить влияние различного рода возмущений, вызывающих высокую вариабельность мгновенной механической скорости проходки, обусловленную неравномерной подачей бурильного инструмента, трением его о стенки скважины, перемещаемостью свойств разбуриваемых пород и др. Кроме того, устройство обеспечивает регистрацию механического бурения при оптимальном сочетании параметров режима бурения и дает возможность отключаться при обкатке долота, прора31ботках, расиирках ствола скважины и др. . .; На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит корпус 1, вал 2 с магнитом 3, закрепленный в корпу се на опорах 4 и 5, внутри вала расположен привод сцепления, состоящий из оси 6 с фланцем 7 и двух винтовых пружин 8 и 9 сжатия, ось 6 имеет риф леный наконечник 10 для сцепления с задающим валом 11, привод включения, расположенный соосно с валом 2, состоит из пневмоцилиндра 12 и подпружиненного пружиной 13 поршня 14 со штоком 15, причем шток 15 имеет возможность взаимодействия с фланцем 7 через упорный подпятник 16, магнитоуправляемый контакт 17 расположен на корпусе с возможностью взаимодействия с магнитом 3 при повороте вала и соединен одним выводом с источником 18 питания непосредственно, а другим - через контакты 19 манометра, контакты 20 датчика нагрузки и входные клеммы измерителя 21 интерва лов времени. Устройство работает следующим образом. После включения воздушного крана на пульте бурильщика, воздух поступа ет в пневмоцилиндр 12, под давлением воздуха поршень 1А со штоком 15 перемещается вправо и сжимает пружину 13. Конец штока 15, упираясь в подпятник 16, воздействует на фланец 7 с осью 6. На конце оси 6 закреплен рифленьй наконечник 10, образующий фрикционное зацепление с валом 11. При перемещении фланца 7 с осью 6 вправо сжимается пружина 8 упирающаяся одним концом во фланец 7 а вторым - в торец полого вала 2. 79 . 4 При вращении задающего вала 11 во время механического бурения вращаются также ось,6, фланец 7 и вал 2 с магнитом 3. Вращение вала 2 обеспечивается при условии обеспечения в опоре 4 момента сил трения между валом 2 и корпусом 1 меньшего, чем момент сил трения сцепления между валом 2, пружиной 8 и фланцем 7. При вращении вала 2 магнит 3, проходя против контакта 17, замыкает его. В случае замыкания контакта 19 злектроконтактного манометра (при циркуляции бурового раствора) и контактного задатчика оптимальной нагрузки на долото электросигнал от источника 18 питания подается на вход измерителя 21 интервалов времени. Средняя скорость подачи бурильной колонны за шаг механического каротажа определяется временем одного оборота вала 11. При отключении воздушного крана на пульте бурильщика поршень 14 и фланец 7 под действием энергии сжатия пружин 9 и 13 перемещаются в исходное положение. При этом наконечник 10 оси 6 выходит из фрикционного зацепления с валом 11, а фланец 7 поджимает пружину 9, которая, упираясь одним концом в корпус 1, фиксирует вал 2 за счет сил трения между валом 2, пружиной 5, фланцем 7, пружиной 6 и корпусом 1. Таким образом, предложенное устройство позволяет обеспечить удобство монтажа, контроля и технического обслуживания за счет подключения датчика скорости к валу гидродинамического тормоза буровой лебедки, повысить надежность работы и обеспечить возможность автоматизации управления процессом измерения данных механического каротажа.

ДАТЧИК СКОРОСТИ ЗАДАЩЕГО ВАЛА, содержащий постоянный магнит, установленный на валу датчика, магнитоуправляемый контакт, установленный на корпусе, отличающийся. тем, что, с целью п,овышения надежности измерения скорости проходки путем измерения времени одного оборота задвищего вала, например вала гидродинамического тормоза буровой лебедки при механическом каротаже, в него введены механизм сцепления, привод включения, источник дгатания, манометр нагнетательной системы, датчик оптимальной нагрузки на бурильный инструмент и измеритель интервалов времени, при этом магнитоуправляемый контакт соединен с источником питания одним выводом непосредствеино, а другим - через контакты манометр, датчика нагрузки и входные клеммы измерителя интервалов времени, а вал датчика выполнен полым, при этом механизм сцепления, распслсякенный внутри вала, выполнен в виде установленных соосно подвижной оси с фланцем двух винтойых пружин сжатия, сщна из которых расположена между фланцем и корпусом, другая - между фланцем и торцом полого вала,причем ось сфлан-i цем имеет рифленый наконечник с возможностью сцепления с заданоо1М валом, а привод включения, расположенный соосно с подвижной осью, выполнен в виде пневмоцилиндра и подпружиненного поршня со штоком с возможностью взаимодействия последнего с осью через упорный подпятник. 4;: 00 со ч со