Устройство для подсчета работы талевого каната при бурении Советский патент 1981 года по МПК E21B44/00 E21B19/84 

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА РАБОТЫТАЛЕВОГО КАНАТА Изобретение относится к средствам контроля параметров процесса бурения, в частности к устройствам для измерения суммарной работы, совершаемой талевым канатом при бурении нефтяных и газовых скважин. Известно устройство, содержащее преобразователь веса, .сообщающий данные о весе инструмента путем замыкания одного из двадцатиконтактов, преобразователь перемещения и устройство, выполняющее операцию перемножения веса на перемещение l J. Известно также устройство для подсчета работы талевого каната, содержащее первичньпй преобразователь: веса инструмента, первичный, преобразовател веса инструемента на крюке, выходы ко торых соединены с отсчетными блокамиОдндко указанные устройства обладают невысокой точностью измерения, малой надежностью и сроком Ьлужбы. ПРИ БУРЕНИИ Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и надежности в работе. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первичный преобразователь веса инструмента на крюке, в виде сельсин, первичный преобразователь перемещения и отсчетный блок, снабжено преобразователем угла поворота сельсина в напряжение, генератором импульсов, аналого-цифровым преобразователем, интегрирующим счетчиком и блоком памяти, при этом первичный преобразователь веса инструмента подключен через преобразователь угла поворота сельсина в напряжение к одному из входов аналогоцифрового преобразователя,два других входа которого подключен соответственно к генератору импульсов и через переключатель к первичному преобразователю перемещения, а выход аналогоцифрового преобразователя подключен к одному из входов интегрирующего счетчика, к другому входу которого подключен блок памяти, причем выход интегрирующего счетчика подключены соответственно к блоку памяти и отсчетному блоку. На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого устройства. Устройство включает первичный преобразователь 1 веса инструмента на крюке, соединенный с преобразова телем, угла поворота сельсина в нап ряжение 3, который связан с аналого цифровым преобразователем 5, к кото му через переключатель 10 режима ра ты подключен первичный преобразователь перемещения 2 талового блока. Выход аналого-цифрового преобразова теля соединен с интегрирующим счетчиком 8. Каждый разряд счетчика 8 подключен к разрядным входам блока мяти 9 счетчика, который своими вых дами каждого разряда соединен с инт . рирующим счетчиком 8. Дешифратор сч чика 8 связан со схемой управления отсчетного блока счетчиком 7. Генератор 4 импульсов подключен к анало цифровому преобразователю 5. Блок п тания 6 соединен со всеми блоками устройства. Принцип действия предлагаемого у ройства заключается в следующем. Суммарная работа, совершаемая та левым канатомпри бурении нефтяных и газовых скважин, определяется равенствомА-20-е вес инструмента .на крюке в течение времени д1; -перемещение инструмента з время At. Согласно статистическим данным, рабо-та, совершаемая талевым канатом в процессе .бурения, не превьшает 1,15% от значения работы с момента навески канала до его перепуска. В связи с этим, задача может быть сведена к измерению работы талевого каната только в процессе спу ко-подъемных операций. В предлагаемом устройстве измере ние основано на непрерывном йумми- ровании результатов произведения величины веса инструмента, выраженной в аналоговой форме, на величину перемещения талевого блока. Преобразование аналоговой величины, со ответствующей значению веса инструмента, осуществляется аналого-циф4ровым преобразователем, работающем в режиме внешнего запуска по сигналу первичного преобразователя пере- мещения инструмента, соответствующему интервалу подачи инструмента. --Результат, фиксируемый в интегрирующем счетчике, соответствует операции умножения веса инструмента на интервал подачи. По достижении предела интегрирования, равного работе в 1 тсКМ, результат переносится из интегрирующего счетчика в счетчик работы. Устройство работает следующим образом. При включении блока питания устройства 6, устройство устанавливается в исходное состояние. При этом.в интегрирующий счетчик 8 записывается информация, которая хранится в виде двоичного кода в блоке памяти счет -чика 9 в течение времени, когда блок питания отключен. Вес на крюке талевой системы измеряется косвенно, по величине натяжения неподвижной ветви талевого каната, где монтируется первичный преобразователь 1. Перемещение рессоры, пропорциональное весу на крюке, преобразуется в угол п-оворота сельсин датчика веса. Напряжение рассогласования с первичного преобразователя 1 поступает на преобразователь 3 угла поворота сельсина в напряжение, последний вьщает унифицированный сигнал напряжения постоянного тoкa который поступает на аналого-цифровой преобразователь 5. Запуск аналого-цифрового преобразователя перемещения 2 в случае включенного переключателя 10 рода работы. Преобразователь 2 формирует импульсы при любом перемещении талевого каната, чему способствует шестерня на шкиве кранблока, входящая в рабочее зацепление с шестерней на оси первичного преобразователя 2 перемещения инструмента, смонтированного на двухтавровой балке кранблока. Аналого-цифровой преобразователь 5 преобразует величину входного сигнала в число-импульсный код, который фиксируется в интегрирующем счетчике 8, как результат перемножения веса инструмента на интервал подачи. По. достижении в счетчике 8 кода числа, соответствующего работе в 1 , последний формирует импульс, который поступает в счетчик работы 7 электромагнитного типа, фиксирующего работу каната с момента последнего перепуска. Блок памяти счетчика 9, позволяющий хранить информацию, накапливаему в интегрирующем счетчике 8, на перио отключения источника питания с целью исключения потери информации, содерж формирователи сигналов сброса, записи и считьшания, а также трансформаторы памяти на сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса. Формирование импульса считывания осуществляется при выключении блока питания 9, а перезапись информации в счетчик 8 - по появлении напряжения питания. Формула изобретения Устройство для подсчета работы та левого каната при -бурении, содержа щее первичный преобразойатель веса инструмента на крюке, в виде сельсин, первичный преобразователь перемещения и отсчетный блок, о т Л и чаю. ще еся тем, что, с целью повьшения точности и надежности, оно снабжено преобразователем угла поворота сельсина в напряжение, генератором импульсов, аналого-цифровым преобразователем, интегрирующим счетчиком и блоком памяти, при этом первичный преобразователь веса инструмента подключен через преобразователь угла поворота сельсина в напряжение к одному из входов аналого-цифрового преобразователя, два других входа которого подключены соответственно к генератору импульсов и через переключатель к первичному преобразователю перемещения, а выход аналого-цифрового преобразователя подключен к одному из входов интегрирующег о счетчика, к другому входу которого под-г ключен блок памяти, причем выходы интегрирующего счетчика подключены соответственно к блоку памяти и отсчетному блоку. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3382713, кл. 73-151, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 243538, кл. Е 21 В 45/00, 1967 (прототип).