УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА И ТАЛЕВОЙ СИСТЕМЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ Советский патент 1972 года по МПК E21B19/84 E21B44/00 

Устройство предназначено для контроля за весом инструмента в случае увеличения веса на предельно допустимую величину от посторонних сил, возникаюищх вследствие затяжки, включения тормозного устройства барабана лебедки.

Устройство предназначено для проведения буровых работ в нефтедобываюо ей промышленности и также может найти применение и в других областях народного хозяйства, например в шахтном подъеме и т. д.

Известное устройство защиты бурильного инструмента и талевой системы от перегрузки содержит датчик веса, задатчик веса, представляющий группу подвижных контактов электроконтактного манометра, и узел сравнения. Если превышение веса достигнет предельно допустимого значения, на которое установлен задатчик, узел сравнения замкнет контакты в цени исполнительного механизма тормозного устройства лебедки. Вследствие иепостоянства веса бурильной колонны вытекает необходимость перестановки задатчика при каждом изменении веса на определенную величину, так как предельно донустимое превышение веса составляет определенный процент от текущего значения веса колонны, а ие от полной колонны.

буется специальный человек, или же обслуживание устройства должио производиться одиим из членов буровой бригады. За время подъема свечи, равное 30 сек, бурильщик не

в состоянии подсчитать заданный процент от текущего значения веса и точно выставить задатчик на предельно допустимую величину. В случае отсутствия обслуживающего персонала устройство неработоспособно.

Целью изобретения является исключение ручных вычислений предельно допустимого превышения от текущего значения веса и ручной установки задатчика путем автоматического вычисления и автоматической установки задатчика на предельно допустимое значеиие превышения веса при каждом взвешивании колонны.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит нз датчика веса /, задатчика веса 2, датчика положения 3 н концевого выключателя 4. На оси датчика веса / жестко закреплено линейное лекало 5, величина угла поворота которого пропорциональна

текун1ему значению веса бурильиой колонны. На лекале 5 закреилены унор 6 и иоводок 7. Задатчик веса 2 имеет также форму линейиого лекала с профилем, выполненным с определенным процентным завышеннем относнфилей лекала 5 и задатчика веса 2 значение веса колонны преобразуется в пропорциональное перемещение датчика положения 3.

На задатчике веса имеется выступ 8, посредством которого он входит в зацепление с датчиком веса / через промежуточные элементы - поводок 7 и лекало 5. При сцеплении с датчиком / задатчик веса поворачивается на такой угол, величина которого пропорциональна текущему значению веса бурильной колонны в момент взвещивания. Задатчик веса крепится на подвижном якоре 9, который может перемещаться вправо под действием втягивающей силы электромагнита 10, а влево- под действием пружины // и вокруг своей оси - под действием спиральной пружины 12. Датчик положения 3 крепится на подвеске 13, которую пружина 14 прнжимает к задатчику веса.

В исходном состоянии, когда вес инструмента равен нулю, датчик веса / разгружен, лекало 5, находящееся в нулевом положении, упором 6 давит на кнопку концевого выключателя 4, который размыкает цепь питания прибора. Задатчик 2 отжат влево пружиной 11 и при помощи поводка 7 и выступа 8 находится в зацеплении с лекалом 5. Подвеска 13 прижата к задатчику 2 пружиной 14.

Устройство работает следующим образом.

В момент подъема буровой колонны датчик веса поворачивает на определенный угол лекало 5, которое поводком 7 через упор 8 поворачивает на такой же угол задатчик 2 и одновременно закручивает спиральную пружину 12. При увеличении угла поворота лекала 5 и задатчика 2 на равную величину радиусы их в плоскости датчика положения 3 и подвески 13 изменяются неодинаково. Радиус профильного кулачка задатчика 2 при любом угле поворота превышает на определенный процент радиус лекала 5, который изменяется пропорционально текущему значению веса бурильной колонны. Радиус профильного кулачка задатчика 2 определяет величину линейного перемещения подвески 13 и датчика пололсения 3.

При повороте лекала 5 и задатчика 2 на равный угол между элементом сравнения и

лекалом появляется зааор. Величина зазора, равная разности радиусов, пропорциональна предельно допустимому значению превышения веса. По истечении выдержки времени, необходимой для стабилизации веса колонны, подается питание на катушку электромагнита 10. Под действием тяговой силы электромагнита 10 подвижный якорь 9, перемещаясь вправо, сжимает пружину 11, и выводя задатчик 2 из зацепления с лекалом 5, запоминает вес бурильной колонны, лекало 5 принимает на себя функции контроля за превышением веса. При нормальных условиях бурения величина зазора между лекалом 5 и датчиком положения 3 практически остается постоянной, так как в этом случае разница между истинной величиной веса колонны и показателями датчика веса незначительна.

В случае затяжки вес на крюке быстро увеличивается и лекало 5 поворачивается до такого угла, при котором радиус его станет равным радиусу кулачка задатчика веса 2. При равенстве радиусов зазор между элементом

сравнения и лекалом 5 сводится к нулю. В момент достижения равенства радиусов, что соответствует предельно допустимому превышению веса, элемент сравнения выдает сигнал на отключение привода и одновременное

торможение барабана буровой лебедки.

Предмет изобретения

Устройство защиты бурового инструмента и талевой системы от перегрузки, состоящее из датчика веса, задатчика веса, узла сравнения и исполнительного механизма, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля за весом инструмента, датчик веса и задатчик веса выполнены в виде соосно расположенных, связанных поводком линейных лекал, взаимодействующих с узлом сравнеиия, выполненным в виде подвески, которая одним концом опирается на коитур лекала задатчика веса, а ее свободный конец имеет датчик положения, причем лекало задатчика веса посажено на подвижный якорь электромагнита.