Устройство для измерения помещения талевого блока Советский патент 1981 года по МПК E21B44/00 E21B19/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТАЛЕВОГО

БЛОКА

Изобретение относится к технике бурения, а именно к измерениям при бурении. Преимущественная : область использования - изме рение подачи бурового инструмента при бурении скважин типовыми буровыми установками. Известны устройства, предназначенные для измерения перемещения талевого блока, в которых датчиком перемещения служит сельсин. Этот преобразователь подачи устанавливают на раме буровой лебедки и кинематически связывают с барабаном лебедки. Основной информацией для определения подачи инструмента является количество оборотов ба бана лебедки (вала сельсина) 1. Однако в таком преобразователе не учитывается погрещность перемещения талевого бло ка, обусловленная изменением среднего диаме ра многослойной оснастки. При длине рабочей трубы около 20 м погрешность измерения составляет 10%. Из-за большой погрешности измерения данный преобразователь не может быть использован при измерениях суммарной длины колонны труб. Известно также устройство для измерения вертикальных перемещений бурового инструмента. Это устройство снабжено подпружиненным рьиагом, расположенным на внешнем слое навитого на барабан лебедки талевого каната и хсестко связанным с вилкой конусного вариатора, который включен в разрыв механической передачи 2J. Недостатком этого устройства для измерения вертикального перемещения бурового инструмента являются примене1ше рычага, который постоянно скользит с трением по канату лебедки, а также применение конусного вариатора с ременной передачей. Использование ременной передачи не позволяет осуществить передачу числа оборотов с одного вала вариатора на другой с высокой точностью. Кроме того, использование ременной передачи в коническом вариаторе затрудняет определение соотношения диаметров передачи. Ремень, удерживаемый рычагом с одаой вилкой, не будет находиться на опредепешюм диаметре фрикционных валов, а будет сгрс3миться к большему диаметру. Возможно проскальзывание ремня. Цель изобретения - позышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве применен кулачок, связанный посредством зубчатой понижающей передачи с барабаном лебедки, а через рычажный механизм и ролик соединен с 1иЕунжером дифтрансформаторного преобразователя. Отличительным свойством устройства является выполнение кулачка, профиль которого имеет криволинейные ушстки, кривизна каждого участка профшш соответствует среднему диаметру слоя навивки каната, а их длина -каждого участка пропорциональна количеству витков каната в одном слое на барабане лебедки, причем кулачок через рьиаг связан с индикатором перемещения причем кулачок устанавливается таким образом, чтобы шш полностью заг10То етюм слое каната ка барабане лебедки порядковый номер метки н кулачке 15аходился напротив контактного роли ка коромыслов рычажно-кулачкового механизма. Таким образом, -исключается ошибка, обусловленная многослойностью навивки каната на барабан лебедки. Метки на кулачке обозначают точки перехода с одного слоя навивки на следующий з сторону возрастания и отмечены дафрами, обозначающими номер заполненного ПОЛ1ТОСТЫО каната слоя. Устройство устанавливается на раме буровой лебедки и кинематически связывается с валом лебедки. Его можно установить на любых буровых установках, имея соответствую щий кулачок и К1шематическую связь с конкретной буровой лебедкой. На чертеже представлена схема устройства для измерения г еремещен 1я талевого блока. Узлы устройства размещены на литом корiryce 1, входной вал 2 посредством цешюй предачи 3 связан с барабандм буровой лебедки, с другой стороны .входной вал 2 1редста ляющий собой одаозаходлый червяк через чер Bjpffloe колесо 4, понижающую зубчатую пере дачу 5, кулачка со специальным профилем б коромысло с контактными ролшсом 7, плунжера 8 соединен с дифтрансформаторным пре образователем 9, Вращение входного вала 2 передается чер. вя1шсму колесу 4, при помопда зубчатой пер дачи 5 вращение передается кулачку 6. Кине матика подобрана таким образом, что за 20 м перемещения талевого блока (длина . квадрагаой рабочей трубьО кулачок поворачи вается на 300°. При помощи коромысла 7 ращение кулачка 6 преобразуется в возврато-поступательное движение плунжера 8, диференциального трансформатора 9, который ри повороте кулачка на 300° перемещается диапазоне 0-2 мм. При установке преобазователя на конкретной буровой лебедке еобходимо переместить талевую систему таим образом, чтобы первый или второй слой арабана лебедки были полностью заполнены, атем устанавливают кулачок преобразователя аким образом, чтобы номер, соответствующий орядковому номГеру слоя, находился напротив онтактного ролика коромысла. Дифференциально- трансформаторный преобазователь соединяется со стандартным электрическим регистратором, на диаграмме которого отмечаются перемещения талевого блока. По записи можно также судить о направлен1ш перемещения (подача или подъем буptmbHoro гаютрумента в пределах одного поворота кулачка). Конструкция устройства, обеспечивающая достаточно высокую точность измерения пе- ремещения талевого блока позволяет применять его также для измерения глубины скважины, скорости и др., что важно при решении задач оптимизации и сбора информации на стадии внедрения АСУП буровыми работами. Формула изобретения Устройство для измерения перемещения талевого блока, содержащее вариатор, связанный через механическую передачу с валом барабана буровой лебедки и соединен с рычагом и индикатором перемещения, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, вариатор выполнен в виде кулачка, профиль которого имеет криволинейные участки, кривизна каждого участка профиля соответствует среднему диа.метру слоя навивки каната, а длина каждого участка пропорциональные количеству витков каната в одном слое на барабане, лебедки, причем кулачок через рычаг связан с индикатором перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Портер Л. Г., Басович С. В. Приборы наземного контроля процесса бурения. Обзор. Сер. Техника и технология геологоразведочных работ, организация производства. М., ВИЭМС, 1971, с. 47. 2.Авторское свидетельство СССР № 451836, кл. Е 21 В 45/00, 1973 (прототип).