Устройство для измерения вертикальных перемещений бурового инструмента Советский патент 1982 года по МПК E21B45/00 

Изобретение относится к исследованиям процесса бурения скважин и мо жет быть использовано для определения проходки, скорости бурения, глу.. бины скважины и длины бурового инструмента. Известно устройство для измерения вертикальных перемещений бурового инструмента по углу поворота барабана буровой лебедки с автоматической коррекцией погрешностей, обус ловленных изменением радиуса навивки талевого каната на барабане ле, (Задки, в котором изменение радиуса н вивки воспринимается рычагом.Это устройство содержит счетчик, связанный механической передачей с валом барабана буровой лебедки, подпружиненный рычаг, расположенный на внешнем слое навитого на барабане лебедки талевого каната и жестко связанный с вилкой конусного вариатора, который вклпчен в разрыв механической пе редачи С 1 . Недостатком устройства является сложность конструкции корректирующего механизма. Наиболее близко к изобретению устройство для измерения вертикальных перемещений бурового инструмента, содержащее счетчик, планку, на которой установлен ролик для взаимодействия с ребордой барабана лебедки 2. Недостатком этого устройства является погрешность измерения, обусловленная тем, что при изменении радиуса навивки талевого каната в барабане лебедки ролик, взаимодействующий с ребордой барабана, перемещается рычагом не радиально барабану лебедки, а по дуге, радиус которой определяется длиной рычага. Перемещение ролика при изменении радиуса навивки талевого каната по дуге изменяетугол Ы между плоскостью вращения ролика и радиусом барабана лебедки, что приводит к проскальзыванию поверхности реборды барабана лебедки относительно поверхности ролика. Окружные скорости вращения поверхности реборды барабана и поверхности ролика в точке их касания равны друг другу в том случае, когда вращающий момент совпадает с плоскостью вращения ролика а это имеет место при Если oZ.90°, то вращающий момент М не совпадает с плоскостью вращения ролика и может быть разложен на две составляющие: собственно вращающий момент Мп и сдвигающий момент И,. При этом скорость вращения ролика уменьшается по сравнению со скоростью вращения при .

Наличие сдвигающего усилия вызывает износ ролика из-за проскальзывания и может привести к дополнительному сдвигу ролика, что еще более увеличивает погрешность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство снабжено подпружиненным штоком, который жестко соединен с пленкой для ее перемещения радиально барабану лебедки. На чертеже показана кинематическая схема устройства.

Устройство содержит подпружиненный шток 1, имеющий возможность перемещения радиально барабану лебедки, планку 2, расположенную параллельно оси барабана лебедки 3 на внешнем слое навитого на барабане лебедки талевого каната и жестко связанную со штоком, ролик k, установленный на планке и имеющий возможность взаимодействия с ребордой 5 барабана лебедки, и счетчик 6, кинематически связанный с роликом.

Устройство работает следующим образом.

При вертикальных перемещениях бурового инструмента вращаются бараба буровой лебедки 3 и взаимодействующий с ребордой 5 барабана лебедки ролик k, кинематически связанный со счетчиком 6, который фиксирует величину перемещения бурового инструмента. Изменение радиуса навивки талевого каната на барабане буровой лебедки приводит к перемещению планки 2 вместе со штоком 1, который, являясь подпружиненным, постоянно . прижимает планку к внешнему слою на-, вивки талевого каната. Одновременно с.планкой 2 перемещается установленный на ней ролик +, чем достигается автоматическая коррекция погрешностей , обусловленных изменением коэффициента преоб|эазования измерительной цепи при изменении радиуса навивки талевого каната на барабане буровой лебедки.

Шток, планка, жестко связанная со штоком, и ролик, установленный на

планке, перемещаются при изменении радиуса навивки талевого каната только радиально барабану лебедки, поэтому плоскость вращения ролика всегда остается перпендикулярной радиусу

барабана лебедки, и погрешность измере ния, обусловленная изменением угла между плоскостью вращения ролика и радиусомt5apa6ajHa лебедки,в этом случае не образуется.

В предлагаемом устройстве погрешность, связанная с изменением угла Между плоскостью вращения ролика и радиусом барабана лебедки,отсутствует . Одновременно повышается точность определения производных от перемещения бурового инструмента величин, таких как проходка,скорость бурения, глубина скважины и длина бурового инструмента.

Формула изобретения

Устройство для измерения вертикальных перемещений бурового инструмента, содержащее счетчик, планку, на которой установлен ролик для взаимодействия с ребордой барабана лебедки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений оно снабжено подпружиненным штоком, который жестко соединен с планкой для ее перемещения радиально барабану лебедки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 451836, кл. Е 21 В 45/00, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 687228, кл. Е 21 В 45/00, 1978.