Устройство для измерения длины колонны труб по углу поворота барабана лебедки Советский патент 1989 года по МПК G01B7/04 

1эойства за счет передачи функций бло- |Q яние, соответствующее низкому уровню

jca памяти диску преобразователя обо|)ОТОВ,

I На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устрой32 на четвертом выходе дешифратора 5 а реверсивный сумматор 10 и индикатор 11 длины - в нулевое состояние. Чет- вертный выход дешифратора 5 регистра

яние, соответствующее низкому уровню

32 на четвертом выходе дешифратора 5, а реверсивный сумматор 10 и индикатор 11 длины - в нулевое состояние. Чет- вертный выход дешифратора 5 регистра

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение устройства за счет передачи функций блока памяти диску преобразователя оборотов. При измерении длины поднимаемой колонны так же как и при спуске при поднятом вверх талевом блоке регистр 6 слоя устанавливают в состояние, соответствующее четвертому навитому слою каната, спустив талевый блок вниз, начинают подъем колонны, разблокировав клиновую подвеску 27. Срабатывают чувствительные элементы 22, 21, и на выходе схемы 25 формирования сигнала Спуск Подъем появляется низкий уровень Подъем, что обеспечивает через входную логику реверсивных счетчика 4 и сумматора 10 соответственно следить за слоями кавивки и вести подсчет длины пoднIiмaeмoй колонны в реверсивном счете. При операции Подъем на выходах регистра 6 слоя низкий уровень поочередно появляется при переходах каната со слоя .на слой в последовательности: первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора. 2 ил. (С

плюс

источника пи20

25

тва; на фиг. 2 - временная диаграмма 15 6 слоя через вход ЧЭ 15 коммутирует

работы устройства.

.Устройство содержит датчики 1 и 2

Крайних положений, которые через схе

йу ИЛИ 3 соединены с реверсивным

рчетчиком 4 и дешифратором 5, обрарующими регистр 6 слоя, преобразова|гель 7 оборотов с узлом 8 определе|ния направления вращения барабана

р1ебедки, блок 9 исключения холостого

хода, реверсивный сумматор 10 и индикатор 11 длины.

Преобразователь 7 оборотов содержит диск с концентрическими рядами

;отверстий и взаимосвязанными с ними

р1увствительными элементами 12 13,

И4 и 15, число Которых равно макси|мальному числу слоев навивки каната

на барабан лебедки, пороговые элемен-

ты 16-19 и элемент ИЛИ 20, число от;верстий в каждом ряду пропорциональ;но соответствующим длинам витков навивки и обратно пропорционально коэффициенту оснастки талевой системы.

Узел 8 определения направления вращения барабана лебедки содержит чувствительные элементы 21 и 22, пороговые элементы 23 и .24 и схему 25

30

35

40

светодиод на тания.

При вращении диска преобразователя 7 оборотов за счет модуляции светового потока с фотодиода ЧЭ 15 чере пороговый элемент 19, схему РШИ 20 и ИЛИ-НЕ 28 в реверсивный счетчик 10 поступают импульсы 33 (фиг. 2),

Когда с четвертого слоя барабана .смотаются все витки каната, канатоук ладчик переместится к датчику 1 край него положения, чере схему ИЛИ 3 в реверсивный счетчик 4 поступит одиночный импульс 34, регистр 6 слоя- из менит свое состояние- , к низкий уро-ч вень 32 исчезнет с четвертого выхода дешифратора 5 ,и появится на его трет ем выходе. Произойдет коммутация светодиода ЧЭ 14, и импульсы 33 пойдут с фотодиода ЧЭ 14 через пороговы элемент 18, После сматьшания каната с третьего слоя канатоукладчик переместится к датчику 2, импульс 34 опять изменит состояние регистра 6. слоя, произойдет коммутация ЧЭ 13 и считьта.ние отверстий с второго ряда диска преобразователя 7 оборотов и

формирования сигнала Спуск и Подъем.

Блок 9 исключения холостого хода содержит бесконтактный датчик 26, клиновую подвеску 27 и.скему ИЛИ-НЕ 28.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину первой трубы ее устанавливают нижним концом на уровне стола ротора, на барабане лебедки навиты первый, второй, трети и частично четвертый слои каната, Зо время установки (спуска) трубы при вращении соединенного с валом барабана лебедки диска с отверстиями чувствительные элементы (ЧЭ) 21 и 22

плюс

источника пи

6 слоя через вход ЧЭ 15 коммутирует

светодиод на тания.

При вращении диска преобразователя 7 оборотов за счет модуляции светового потока с фотодиода ЧЭ 15 через пороговый элемент 19, схему РШИ 20 и ИЛИ-НЕ 28 в реверсивный счетчик 10 поступают импульсы 33 (фиг. 2),

Когда с четвертого слоя барабана .смотаются все витки каната, канатоук- ладчик переместится к датчику 1 крайнего положения, чере схему ИЛИ 3 в реверсивный счетчик 4 поступит одиночный импульс 34, регистр 6 слоя- изменит свое состояние- , к низкий уро-ч вень 32 исчезнет с четвертого выхода дешифратора 5 ,и появится на его третьем выходе. Произойдет коммутация светодиода ЧЭ 14, и импульсы 33 пойдут с фотодиода ЧЭ 14 через пороговый элемент 18, После сматьшания каната с третьего слоя канатоукладчик переместится к датчику 2, импульс 34 опять изменит состояние регистра 6. слоя, произойдет коммутация ЧЭ 13 и считьта.ние отверстий с второго ряда диска преобразователя 7 оборотов и

т.д.

пока спускаемая

труба

не будет посажена на клиновую подвес ку. Клиновая подвеска 27 приблизится к датчику 26, на выходе которого появится постоянный высокий уровень 35, запрещающий прохождение импульсов 33 через схему ИЛИ-НЕ 28 блока 9 исключения холостого хода до тех пор, пока не присоединят к первой трубе следзпощую и не приступят к дальнейшему спуску колонны, разблокировав клиновую подвеску.

Во время вспомогательных операций (холостых ходов) все перемещения талевого блока фиксируются только да т- чиками 1 и 2 крайних положений кана- тоукладчика, которые поочередно уста31А620

навливают регистр 6 слоя в состояние, соответствующее номеру слоя каната, навитого на барабан.

Перемещение талевого блока, замеряемого по углу поворота барабана лебедки, выражается формулой

h Jи IH -g- .

К

(1)

где

н

длина витка.навивки каната

на барабане;

коэффициент оснастки талевой

К - системы.

Носителями информации о перемещении TajffeBoro блока в приведенном описании являются отверстия на диске. Количество отверстий в каждом ряду преобразователя оборотов можно вьфа- зить формулой

N-

KS

(2)

где 1;

-длина витка каната 1-го слоя, мм;

-коэффициент оснастки талево системы;

-цена одного импульса, мм.

При S 1 мм N. -; , что тожде- к.

ственно формуле (1).

При спуске одной трубы будет имет место последовательность импульсов, поступающих в реверсивный сумматор 10:

К

S

ZN,

+ r 3-bEN -ь ZIN, ь;„.

где L -г длина спущенной трубы; 2lNij- 5IN, - суммы импульсов с 4-1 слоев во время спуска трубы.

Для индикации результата измерения индикатором 11 длины в метрах реверсивный сумматор 10 имеет коэффициент деления 1000.

Формула (3) имеет вид

Ь1 Z

1

roDO (,N,-bN,).

Длина всей колонны труб, спущенных в скважину,будет

s:

.(, + N,, + N), (4)

1

м 1000 где п - любое конечное число труб,

В процессе спуска на индикаторе 11 длины постоянно индицируется накашш ваемый текущий результат измерения длины спускаемой в скважину колонны.,

,

10

15

20

ь

)

25

30

35

40

45

50

1 ,

55

Если необходимо замерить длину поднимаемой из скважины колонны, то так же как и при спуске при поднятом вверх талевом блоке кнопкой Сброс устанавливают регистр 6 слоя в состояние, соответствующее четвертому навитому слою каната, затем, спустив талевый блок вниз, начинают подъем колонны, разблокировав клиновую подвеску. Срабатывают ЧЭ 22 и 21 (импульсы 36 и 37), и на выходе схемы 25 по- является низкий уровень 38 Подъем, что позволяет через входную логику реверсивных счетчиков 4 и сумматора 10 соответственно следить за слоями навивки и вести подсчет длины поднимаемой колонны в реверсивном счете. При операции Подъем на выходах регистра 6 слоя низкий уровень .39 будет поочередно появляться при переходах каната со слоя на -слой (от 1 до 4) в последовательности: первый, второй, третий, четвертый выходы дешифратора 5.

При снятии блокировки клиновой подвески 27 последний отойдет от датчика 26, на выходе которого появится низкий разрешающий уровень 40, что обеспечит поступление импульсов 41 от ЧЭ 12, 13, 14 и 15, пока колонна опять не будет посажена на клиновую подвеску для отвинчивания поднятой трубы.

Формула изобретения

Устройство для измерения длины колонны труб по углу поворота барабана лебедки, содержащее датчики крайних положений канатоукладчика, преобразователь оборотов с узлом определения направления вращения барабана лебедки, реверсивный счетчик, дешифратор, реверсивный сумматор и соединенный с ним индикатор длины, входы реверсивного счетчика и реверсивного сумматора соединены с выходом узла определения направления вращения барабана лебедки, отличающее- с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно снабжено схемой ИЛИ, входами соединенной с выходами датчиков крайних положений канатоукладчика, а выходом - с вторым входом реверсивного счетчика, и блоком исклют чения холостого хода, входом соеди-ч ненным с выходом преобразователя обо5

рртов, а выходом - с вторым входом реверсивного сумматора, преобразователь оборотов вьтолнен в виде диска с концентрическими рядами отверстий И взаимосвязанными с ними чувствительными элементами, пороговых элементов и элемента ИЛИ, выход которого является выходом преобразователя Оборотов, число чувствительных элементов равно максимальному числу

Вых.Ю I б/л. 9 Выл. В I Вы. 7

лш---ж

п п . л

1

1Ш1.

фиг, 2

Составитель Л, Крюкова Редактор М. Андрушенко Техред Л.Сердюкйва Корректор О, Кундрик

Заказ 660/36

Тираж 683

ВИНИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

620936

слоев навивки каната на барабан лебедки, а число отверстий в каждом ряду пропорциональнц соответствующим длинам витков навивки и обратно пропорционально коэффициенту оснастки талевой системы входы чувствительных элементов соединены с выходами дешифратора, а выходы через пороговые JO элементы соединены с входами элемента ИЛИ.

.J

Подписное