Устройство для контроля крутящего момента на роторе электродвигателя буровой установки Советский патент 1990 года по МПК G01L3/10 

И О

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит два трансформатора 2 и 3 тока, первичные обмотки которых включены в цепь питания электродвигателя, а вторичные подключены к подстроечным резисторам 16 и 17, к движку одного подстроечного резистора через интегрирующую цепь 4,5 и 6 подкючен излучающий диод 7, а к движку другого через ограничительное сопротивление 9 подключен излучающий диод 10. Фоторезисторы 8 и 11 включены в дифференциальные плечи мостовой схемы 12 и 13. 1 ил.

Изобретение относится к силоиз- мерительной технике и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, в частности при проведении работ разведочного бурения скважин.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит электродвигатель 1, трансформаторы- тока 2 и 3, сопротивления интегрирующей цепи 4 и 5, интегрирующая емкость 6, излучающий диод 7 первого оптрона, его фоторезистор 8, ограничительное сопротивление 9, излучающий диод 10 второго оптрона, его фоторе- зистор 11, сопротивления плеч моста 12 и 13, указатель 14, источник питания 15, подстроечный резистор интегрального канала 16, подстроечный резистор амплитудного канала 17.

Первичная обмотка трансформатора тока 2 интегрального канала включена в одну из фаз питания электродвигателя 1, а вторичная обмотка подключена к подстроечному резистору 16, интегрирующей цепи 4, 5 и 6, излучающему диоду 7 оптрона, фоторезистор 8 которого включен в одно плечо мостовой схемы. Первичная обмотка трансформатора тока 3 подключена в другую фазу питания электродвигателя 1, а вторичная обмотка к подстроечному резистору 17, ограничительному сопротивлению 9, излучающему диоду 10 оптрона, фоторезистор 11 которого подключен во второе плечо мостовой схемы, образуемой сопротивлениями 12 и 13. В качестве указателя 14 может быть использован самопишущий электронный миливольтметр типа Н301.

Устройство позволяет получить электрический сигнал, пропорциональный мощности, кз которого путем компенсации постоянной составляющей за счет интегрального канала измерения выделяется и усиливается его наиболее информационная часть, которая может быть многократно использована в автоматических системах для управления процессом бурения.

Принцип действия устройства. Элементы 4, 5 и 6 интегрирующей цепи подбираются таким образом, чтобы получить постоянную времени порядка 5-10 мин. Подстроечными резисторами

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

2 и 3 устанавливаются значения выходного напряжения, определяющие значение крутящего момента и равные рабочей точке проходной характеристики оптронов, определяемой ее серединой. В случае заклинивания бурового инструмента ток питания возрастает, что соответствует росту значения крутящего момента, однако рост напряжения на диоде 10 определится амплитудным значением, а на диоде 7 будет иметь тенденцию плавного роста. Так как заклинивание определяется импульсными рывками изменения крутящего момента, то при записи процесса будет наблюдаться появление всплесков одной полярности по отношению к смещаемой постоянной составляющей, при этом тенденция изменения постоянной составляющей определяется той же полярностью и через 5-10 мин всплески полностью компенсируются, но интегральная составляющая записи определит аварийную ситуацию. Таким образом, может быть расшифровано наступление предаварийной ситуации заклинивания бурового инструмента. В случае проскальзывания бурового инструмента ток питания двигателя уменьшается, напряжение на оптро- нах 7 и 10 уменьшается, при этом на диоде 7 напряжение изменяется плавно, а на диоде 10 импульсами, следовательно, запись процесса определится всплесками другой полярности и ростом постоянной составляющей другой полярности. Интегральная составляющая в этом случае определит аварийную ситуацию типа проскальзывание .

В случае нормального режима бурения интегральная составляющая и амплитудная составляющая оказываются равными друг другу и мост находится в равновесном состоянии.

При измерении скорости вращения ротора при записи будет наблвдаться всплеск, который затем автоматически компенсируется интегральным каналом.

Таким образом, предлагаемое уст- ройство позволяет выделить две пред-, аварийные ситуации процесса бурения, определить количественное значение крутящего момента и предотвратить наступление аварийной ситуации процесса бурения.

Формула изобретения Устройство для контроля крутяще- , го момента на роторе электродвигателя буровой установки, содержащее два трансформатора тока, первичные обмотки которых подключены к фазам питания электродвигателя, отличающееся тем,что,с целью повышения надежности, в него введены два подстроенных резистора, соединенные с вторичными обмотками трансфор - маторов тока, два излучающих диода

и оптически связанные с ними фоторезисторы, причем движок первого резистора подключен к первому излучающему диоду через введенную интегрирующую цепь, СОСТОЯЩУЮ из последовательно соединенных сопротивлений и конденсатора, ограничительное сопротивление, через которое движок другого резистора подключен к второму диоду, мостовая схема, в дифференциальные плечи которой подключены фоторезисторы.