Устройство для измерения вертикальных перемещений бурильного инструмента по углу поворота барабана лебедки Советский патент 1989 года по МПК E21B45/00 

; постоянно сравнивается с сигналом Б 7. I H равенстве сигналов соответствующих ii гуанин иерехода на следующий слой на- : ;ii Kn и Б 9 выбирается очередной коэффн- uu HT Ki, который передается в Б 10. Результирующий сигнал корректируется в Б 1 в зависимости от величины нагрузки на крюке. (fi - -v.:pyeMoft датчиком 12. С выхода Б 11 I . поступает в Б отображения инфор- 13. 1 ил.

Изобретение относится к бурению скважин и м. б. использовано для определения механической скорости процесса бурения. Цель изобретения - повышение точности измерения перемещения бурильного инструмента. Для этого в устройство введены блок (Б) 11 коррекции и датчик 12 нагрузки массы на крюке. В устройство входят также Б 2задания эталонного перемещения, ключи 3и 5, Б 4, памяти, ключ 5, Б 6 определения момента перехода навивки троса с одного слоя на другой, Б 7 моделирования, Б 8 сравнения, блок 9 выбора коэффициента деления, делитель 10, Б 13 отображения информации. Устройство работает в двух режимах: калибровки и измерения. При калибровке пустой талевый блок поднимается из крайнего нижнего положения. Время подъема на эталонную величину Н определяется Б 2. На это время открывается ключ 3, а сигнал с датчика 1 угловых перемещений барабана лебедки (УПБЛ) поступает на вход Б 7, который определяет величину коэффициента К , где i - номер слоя навивки талевого каната; V- УПБЛ. Текущее значение УПБЛ запоминается в Б 4. В момент перехода навивки троса с первого слоя на второй сигнал с Б 6 открывает ключ 5. Соответствующее этому моменту времени значение УПБЛ запоминается в Б 7. В режиме измерения сигнал о величине УПБЛ с датчика 1 поступает в Б 4. Значение УПБЛ в (Л

1

Изобретение относится к области бурения скважин при разведке и добыче полезных ископаемых, может быть использовано ия определения механической скорости бу- Р1М1ИЯ, проходки на долото, глубины сква- /кнн1,1. д. щны бурильного инструмента и за- O.L;I квадратной нгганги в роторный стол и я.1яется усовершенствованием устройства iio am. св. ,М 1 102907.

lUMb изобретения - повышение точности н.мерения перемещений бурильного ин- 1-трумента но углу поворота барабана лебедки.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения вертикальных пере- меп1ений бурильного инструмента по углу поворота барабана лебедки.

Устройство состоит из датчика 1 углового перемещения барабана лебедки, блока 2 задания эталонного пере.мещения, первого ключа .X блока 4 памяти, второго ключа 5, блока 6 определения момента перехода на- вивки со слоя на слой, блока 7 моделирования, блока 8 сравнения, блока 9 выбора коэффициентов деления, делителя 10, блока

I1 коррекции, датчика 12 нагрузки на крюке

и блока 13 отображения информации.

Датчик 1 углового перемещения барабана лебедки соединен с входом блока 4 памяти, через первый ключ 3 - с первым входом блока 7 моделирования навивки талевого каната на барабане лебедки и через делитель 10 с входом блока 11 коррекции,вы- ход которого соединен с входом блока 13 отображения И11(|юрмации. Второй вход блока

IIкоррекции соединен с выходом датчика 2 нагрузки на крюке. Вы.ход блока 4 памяти угла поворота барабана лебедки связап с одним из входов блока 8 сравнения и через второй .ключ 5 с вторым входом блока 7 мо- .иелировапня навивки талевого каната, один

из вы.ходов которого связан с вторым входом блока 8 сравнения, а второй выход через блок 9 выбора коэффициентов деления соединен с управляющим входом делителя 10. Выход блока 8 сравнения связан с управляющим входом блока 9 выбора коэффициентов деления, выход блока 2 задания эталонного перемещения бурильного инструмента связан с управляющим входом первого ключа 3, а выход блока 6 определения момента перехода навивки талевого канала со слоя на

слой связан с управляющим входом второго ключа 5.

Устройство работает в двух режимах: калибровки и из.мерения.

Режим калибровки проводится без нагрузки на крюке, при этом производится экспериментальное моделирование навивки талевого каната-на барабане лебедки с помощью специального блока моделирования и экспериментальное определение коэффициентов деления делителя для каждого слоя навивки талевого канала на барабане лебедки, а также ввод в блок коррекции функциональной зависимости H f(G,-4 ), полученной с помощью расчетов. При перемещении талевого блока без нагрузки и с нагрузкой эта зависимость уточняется. Калибровка проводится после установки измерительного устройства, после смены талевого каната или после изменения коэффициента оснастки. В режиме измерения производится автоматическое определение номера рабочего слоя навивки талевого каната на б;.рабане лебедки путем сравьснпя текуцц гс; . ла пи- ворота барабана .К Ги.аки, информация о ко- Topoj i хранится о. оке памяти, с сигналами блока моде. навивки талевоги каната. В зави1 1 ; к;ти от номера рабочего слоя навивки та it-isoro каната нз блока моделирования анго,атически выбирается соответствующий коэффициент деления делителя, чем обеспечивается независимость коэффициента преобразования измерительной цени от радиуса навивки талевого каната на барабане лебедки. Е , блоке коррекции погрешность, возникающая от растяжения каната, компенсируется.

Устройство в режиме калибровки работает следующим образом.

Пустой талевый блок перед калибровкой опускается в .крайнее нижнее положение, при этом на барабане лебедки находится Mtt- нимальное число витков первого слоя навивки. Затем лебедка выключается и талевый блок начинает медленно подниматься. С помощью блока 2 задания эталонного перемещения определяется время, в течение которого талевый блок проходит эталонное расстояние Нэ,. На это время ключ 3 открыва- , сигнал с датчика 1 угловых перемещений барабана лебедки поступает на один из входов блока 7 моделирования, в котором

производится определение коэффициента деления делителя по формуле Ki -, где

Пэт

i - номер рабочего слоя навивки талевого каната. При Н9т 1 коэффициент деления равен численно углу поворота барабана лебедки, соответствующего этому единичному перемещению, в блоке моделировании запоминается сигнал, соответствующий этому углу поворота. Сигналы, определяющие

рабан лебедки, и блок 4 памяти ,...d i:;M .(: рота барабгша лебедки на ociioi;a:i;;: ла, поступающего о датчика 1 уг и;.; ;.i .; .1; ремещения барабана лебедки, текущий угол барабана лебедки. ,.,; :. кущего угла поворота барабана леОсдки с блока 4 памяти постоянно сравн1 вается с сигналом блока 7 моделирования :.чБиьК;; о помощью блока 8 сравнения. Равенс1во сигналов наступает в тот момент, когда текуэталонное перемещение талевого блока, мо- Ю ., поворота барабана лебедки со- гут задаваться как вручную, так и автома- ответствует переходу талевого каната с од- тически. При подъеме талевого блока сигнал с датчика 1 угловых перемещений барабана

лебедки поступает на вход блока 4 памяти.

ного слоя навивки на другой. В этом случае на выходе блока 8 сравнения появляется сигнал и с помощью блока 9 выбора коэфкоторый запоминает текущий угол поворота 5 фициентов деления в делителе 10 устанавбарабана. По окончании навивки первого ливается коэффициент деления К ь соотслоя блок 6 определения момента перехода

навивки со слоя на слой подает сигнал, открывающий ключ 5, и в блоке 7 моделироваветствующий номеру рабочего слоя навивки талевого каната на барабане лебедки. Сигнал текущего угла поворота барабана ления запоминается угол поворота барабана бедки vft, поступающий с выхода датчика I лебедки, соответствующий переходу навивки и углового перемещения, подвергается деле- талевого каната с первого слоя на второй. , делителе 10 на коэффициент К. Если

при этом с датчика 12 нагрузки на крюке ипПри дальнейшем подъеме талевого блокаступает сигнал, пропорциональным нагрузке,

с помощью блока 2 задается эталонное пере-блок 11 коррекции корректирует величи п

мещение для i-ro слоя, в блоке 7 моделиро- 25 перемещения, которая фиксирусгся б вания навивки запоминается коэффициент13 отображения информации,

деления К делителя. По окончании навивки i-ro слоя с помощью блока 6 определения момента перехода навивки со слоя на слой в блок 7 моделирования через ключ 5 поступа- о ет сигнал угла поворота барабана лебедки, соответствующий переходу навивки талевого каната с i-ro слоя на (+1)-й слой. На последующих слоях навивки процедура повторяется. Момент перехода навивки талевого каната со слоя на слой может определять- 35 и на крюке, причем первый вход блока кор- ся как автоматически, так и с помощью че-рекции соединен с выходом блока делителя,

ловека-оператора.второй вход соединен с выходом датчика наВ режиме измерения при перемещениигрузки на крюке, а выход блока коррекции

вверх или вних талевого блока, а вместе ссоединен с входом блока отображения инним и бурильного инструмента вращается ба- формации.

Формула изобретения

Устройство для измерения вертикальных перемещений бурильного инструмента по углу поворота барабана лебедки по авт. сп № 1102907, отличающееся тем. что. с це..,ю повыщения точности измерения, оно е;н. :б- жено блоком коррекции и датчиком нагрузрабан лебедки, и блок 4 памяти ,...d i:;M .(: рота барабгша лебедки на ociioi;a:i;;: ла, поступающего о датчика 1 уг и;.; ;.i .; .1; ремещения барабана лебедки, текущий угол барабана лебедки. ,.,; :. кущего угла поворота барабана леОсдки с блока 4 памяти постоянно сравн1 вается с сигналом блока 7 моделирования :.чБиьК;; о помощью блока 8 сравнения. Равенс1во сигналов наступает в тот момент, когда теку., поворота барабана лебедки со- ответствует переходу талевого каната с од-

и на крюке, причем первый вход блока кор- рекции соединен с выходом блока делителя,

Формула изобретения

Устройство для измерения вертикальных перемещений бурильного инструмента по углу поворота барабана лебедки по авт. сп № 1102907, отличающееся тем. что. с це..,ю повыщения точности измерения, оно е;н. :б- жено блоком коррекции и датчиком нагруз