Датчик перемещий полированного штока Советский патент 1979 года по МПК E21B47/00 

иым штоком 2, фрикционное колесо насажено на середину (|;)ерромагннтной неподвижной осн 3 с изоляционным нокрытием, на которое нанесены винтовые канавкн. Ось 3 охвачена но концам сосредоточенными обмотками возбуждения 4, соединенными между собой последовательно. Фрикционное колесо 1 имеет равномерно расположенные по окружности отверстия, через которые проходят (})ерромагннтиые стержни 5 с изоляционным покрытием, выиолненные с винтовыми канавками. На каждом ферромагнитном стержне 5 уложены по две секции 6 измерительной обмотки, две другие секции 7 - иа ферромагнитной оси 3. Измерительные обмотки, число которых равно числу стержней, соединены между собой последовательно и согласно. Ферромагнитные стержни 5 связаны с ферромагнитной осью 3 магнитно посредством торцовых магпитопроводов 8, выполиенпых в виде диеков, и механически носредством зубчатой передачи 9. Устройство работает следующим образом. Перед началом измерений фрикционное колесо 1 вводится в зацепление с полированным штоком 2 при помощи прижимиого устройства. Возвратно-поступательное перемещение полированного штока 2 преобразуется во вращательное движение фрикционного колеса 1, которое в свою очередь приводит во вращательное движение ферромагнитные стержни 5 вокруг оси 3. Это вращательное движение преобразуется посредством зубчатой передачи 9 во вращательное движение ферромагнитных етержией 5 вокруг своей оси. Итак, каждый ферромагнитный стержень 5 участвует в двух движениях: вращается вокруг ферромагнитной оси 3 и одновременно вращается вокруг еобственной оси. При подаче напряжения в обмотки возбуждения в них возникает неременный ток Ток /возб. л. протекающий по обмотке возбуждения 4, расположенной на левом конце осн 3, создает переменный магнитный ноток Фл, замыкающийся через левую половину каждого из ферромагнитных стержней 5, левый торцовый магнитонровод 8, левую ноловину оси 3, фрикционное колесо 1 и воздушные зазоры между указанными участками. Ток 1возб. 1ь протекающий ио обмотке возбуждения 4, расположенной на нравом конце оси 3, создает переменный магнитный поток Фш замыкающийся аналогично через правую половину устройства. Переменные магнитные потоки Фд и Фц индуктируют в секциях 6, 7 измерительных обмоток ЭДС, величина которых пропорциональна числу витков в секции. В нулевом положении числа витков секций 6 измерительной обмотки, расположенных иа стержнях 5, равны числам витков секций 7 измерительной обмотки, расположенных на оси 3. Указанные секции включеиы между собой последовательно встречно, и результирующая ЭДС на выходе измергггельной обмотки равна нулю. Перемещение штока 2 приводит во враидеиие фрикционное колесо 1 и стержни 5. При этом нроисходит перераспределение витков секций 6, расположенных на стержнях, и секций 7, расположенных на оси, нричем увеличение числа витков секций 6 равно уменьшению числа витков секций 7. Па выходе измерительной обмотки появляется сигнал, равный разности ЭДС, индуктированных в секциях 6 и 7. Таким образом, величина выходного сигнала оказывается пропорциональной числу оборотов фрикционного колеса 1, а следовательно, и перемещению штока 2. Использование в иредлагаемом устройстве п-етержней 5 и измерительных обмоток, включенных последовательно и согласно, повышает чувствительность и линейность преобразования. Изменение направления перемещения полированного штока вызывает изменение фазы выходного сигнала. Использование предлагаемого устройства обеспечивает возможность дистанционной регистрации измеряемых перемещений полированного штока, а также позволяет расширить диапазон измерения при одновременном уменьшении габаритов устройства. Таким образом, обеспечивается удобство экснлуатации нредлагаемого датчика и сокращаются затраты времени на его обслуживанне. Формула изобретения 1. Датчик перемещений полированного штока штанговой глубинно-насосной устацовки, содержащий фрикционное колесо, насаженное на ось и входящее в зацепление с полированным штоком посредством прижимного устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения при одновременном уменьшении габаритов и обесиечеиия дистаиционной регистрации, он снабжен торцовыми магнитонроводами, стержнями, двумя обмотками возбуждения и измерительными обмотками по числу стержней, при этом фрикционное колесо и торцовые магнитопроводы выполнены с концентрически расположенными в них отверстиями, в которых свободно разещены стержни, концы которых посредтвом зубчатой передачи соединены с осью, ричем обмотки возбуждения и измериельные обмотки навиты на оси и закрепены на ней одними своими концами, друие концы измерительных обмоток навиты закреплены на соответствуюнгих стержнях, при этом ось, стержни, фрикционное колесо и торцовые магнитопроводы выполнены из ферромагнитного материала.

2. Датчик перемещений полированного штока по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, ось и стержни выполнены с винтовыми канавками.

б

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Муравьев И. М. Справочник мастера по добыче нефти. М., «Недра, 1975, с. 126.

2.Патент США № 3152434, кл. 73-141, опубл. 1969.

фиг./