Устройство для стабилизации нагрузки на долото Советский патент 1982 года по МПК E21B44/02 

Изобретение относится к средств.ам.автоматизации процессов бурения, а именно к устройствам для автоматического поддержания заданной величины осевой нагрузки на долото при турбинном и роторном бурении и может найти широкое применение в нефтегазодобывающей промышленности.

Известно устройство для подачи долота, содержащее лебедку с тормозной системой, рукоятка которой шарнирно связана с подпружиненным рычагом, противоположное плечо которого шатуном кинематически соединено с основным исполнительным механизмом, к выходу которого подключен преобразователь веса бурового инструмента, гидравлический насос, вал которого при помощи прижимного фрикционного ролика кинематически связан с барабаном лебедки, клапанную коробку с подпружиненным клапаном, регулируемый дроссель и гидроцилиндр слива с подпружиненным поршнем, шток которого взаимодействует со сливным клапаном, соединенным с .напорной линией гидравлического насоса, исполнительный механизм обратной связи, причем выход дросселя, клапанная коробка и сливной клапан подсоединены гидролинией к исполнительному механизму отрицательной обратной связи, рабочая полость которого дополнительно соединена через параллельно соединенные дроссель и обратный клапан с рабочей полостью гидроцилиндра с подпружиненным поршнем отрицательной обратной связи и через второй регулируемый дроссель обратной свя10зи с предохранительным клапаном, а шток гидроцилиндра обратной связи и предохранительный клапан соединены кинематически со штоком исполнительного механизма, который через

15 блок управления соединен с выходом преобразователя веса 1.

Недостатки указанного устройства заключаются в ненадежности его из-за частых отказов в. работе, низкой точ20ности поддержания нагрузки на долото, недостаточной скорости подачи инструмента.

Известно также устройство для стабилизации нагрузки на долото, содержащее гидропневматический преобразователь, пневматический двигатель, дискретную передачу с ведущей обоймой и эксцентриком, первую и вторую обгонные муфты с наружной и внутренней обоймами, шкив, барабан буро30

вой лебедки с тормозом и рукояткой, редуктор и поводковую вилку 2,

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию и нвдостаточ нуто надежность.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности ,

Указанная цель достигается тем, что выходной вал пневматического двигателя через эксцентрик связан ,с ведущей обоймой дискретной передачи, ведущий вал которой соединен с внутренней обоймой первой обгонной муфты, с наружной обоймой второй

;ОбГОННОЙ муфты И СО ШКИВОМ, КОТОРЫЙ

связан канатом с рукояткой тормоза барабана буровой лебедки, а реборда последнего связана через редуктор с поводковой вилкой.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для стабилизации нагрузки на долото в общем виде состоит из блока управления А и исполнительного механизма Б.

Блок управления содержит гидропневматический преобразователь 1, основными элементами которого являются трубка Вурдона, устройство соплозаслонка, регулятор 2 давления воздуха, регулятор 3 давления воздуха, пневматический клапан 4, кран 5 и манометры б для контроля давления воздуха.

Исполнительный механизм содержит пневматический двигатель 7; дискретную передачу 8, обгонные муфты 91 и 10, шкив 11, с намотанным на нем канатом, фрикционный ролик 12, прижатый к реборде барабана буровой лебедки пневмоцилиндром 13.

Неподвижный конец трубки Вурдона гидропневматического преобразователя 1 соединен с гидравлическим -измерителем 14 веса, а на подвижном конце трубки шарнирно закреплена заслонка Вход пневматического устройства сопло-заслонка через регулятор 2 давления воздуха и кран 5 связан с пневматической линией высокого давления, а выход соединен с управляющей камерой пневматического клапана 4, другой вход которого через регулятор 3 давления и кран 5 также соединен с пневматической линией высокого давления, а выход - с входом пневматического двигателя 7. Выходной вал пневматического двигателя 7 с помо.щью эксцентрика связан с ведущей Ъбоймой дискретной передачи 8, ведущий вал которой соединен с внутренней обоймой обгонной муфты 9, наружная обойма муфты жестко закреплена, а внутренняя соединена с наружной обоймой второй обгонной муфты 10 с поводковой вилкой, на валу которой закреплен шкив НС с намотанным на

нем канатом и закрепленным одним концом на шкиве, а другим - с рукояткой 15 тормоза барабана буровой лебедки, к реборде которого при помощи пневматического цилиндра 13 прижат фрикционный ролик 12, вал которого через редуктор 16 соединен с поводковой вилкой обгонной муфты 10 .Устройство работает следующим образом.

При разбуривании породы происходит уменьшение нагрузки на породоразрушающий инструмент и увеличение веса на крюке, что вызывает увеличение давления в системе гидравлического измерителя 14 веса. Труба Вурдона гидропневматического преобразователя 1 под действием увеличенного давления раскручивается и заслон-ка, один конец которой шарнирно связан с подвижным концом трубки Вурдона, перекрывает пневматическое сопло. Давление воздуха поступает в управляющую камеру пневматического клапана 4, который под действием этого давления открывается и подает магистральный воздух на пневматический двигатель 7 исполнительного механизма Б

Вращение двигателя через дискретную передачу 8 и обгонные муфты 9 и 10 передается шкиву 11. Шкив 11, вращаясь, наматывает на себя канат, второй конец которого соединен с рукояткой 15 тормоза барабана буровой лебедки. Барабан растормаживается, происходит подача инструмента. Вращение барабана передается фрикционному ролику 12, ось которого связана с поводковой вилкой обгонной муфты 10. При вращении поводковой вилки происходит расклинивание роликов и внутренняя обойма обгонной муфты 10 имеет возможность вращения, независимого от вращения ведущей наружной обоймы.

Рукоятка 15 тормоза лебедки под действием груза, подвешенного к ней, опускается и затормаживает барабан. Подача инструмента прекращается. Эти циклы повторяются до тех пор, пока нагрузка на долото достигнет заданной величины. При увеличении нагрузки на долото уменьшается вес на крюке и, как следствие, уменьшается давление в системе гидравлического измерителя 14 веса. Подвижный конец трубки Вурдона под действием сил упругости возвращается в первоначальное положение, заслонка открывает сопло, воздух из сопла отправляется в атмосферу, давление в управляющей камере пневматического клапана 4 уменьшается, клапан закрывается и прекращает подачу воздуха на пневматический двигатель 7. -При дальнейшем уменьшении нагрузки на долото цикл повторяется.

Использование предлагаемого устройства повышает надежность работы из-за уменьшения частоты отказа гибкого вала, упрощает конструкцию и Монтаж устройства на буровой, облегчает эксплуатацию и техническое обслуживание.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации нагрузки на долото, содержащее гидропневматический преобразователь, пневматический двигатель, дискретную передачу с ведущей обоймой и эксцентриком, первую и вторую обгонные муфты с наружной и внутренней обоймами, шкив, барабан буровой лебедки с тормозом и рукояткой, редукTOJJ и поводковую вилку, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, выходной вал пневматического двигателя через эксцентрик

Iсвязан с ведущей обоймой дискретной передачи, ведущий вал которой соединен с внутренней обоймой первой обгонной муфты, с наружной обоймой второй обгонной муфты и со шкивом,

который связан канатом с рукояткой тормоза барабана буровой лебедки, а реборда последнего связана через редуктор с поводковой вилкой.

Источники информации,

15 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №613088, кл. Е 21 В 45/00, 1977.

2.Автоматический наземный регулятор нагрузки на долото. АРНДТУ 3920

-01-04-538-80.

П