Устройство для определения положения вертлюга буровой установки

3 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК СОЮ САНИЕ РЕТЕНИЯ СПИН АВТОРСКО ЕЛЬСТВУ гдан цов,ническива ство С Информа- еделения роцессомс, 59 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(.21) 3312833/22-03 ,(22) 15.06.81 (46) 23.08.83. Бюл. 9 31 (72) Э.А. Айзуппе, Н.Ф. Бо В.А. Вражников., В.А. Кузне В.А. Кулишенко, В.й. Порт и М.И. Сергеев (71) Куйбышевский политех институт им. В,В. Куйбыше (53) 622,242(088.8) (56) 1. Авторское свидетел Ю 687228, кл. Е. 21 В 45/О2, Бражников В.А. и дрционные устройства для опрэффективности управления бурения. М., "Недра", 197 60 (прототип). 1036912 А(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ВЕРТЛЮГА БУРОВОЙ УСТАНОВКИ, содержащее заполненный жидкостью гибкий шланг, подвижный конец которого установлен на вертлюге, преобразователь гидростатического давления жидкости, связанный с неподвижным концом гибкого шланга о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительным преобразователем гидростатического давления 1 жидкостй и блоком вычитания, при этом дополнительный преобразователь гидростатического давления связан с подвижным концом гибкого шлан" га, а входы блока вычитаний соедине- Е ны с выходами обойх преобразователей давления жидкости.Изобретение относится к бурению скважин при разведке и добыче полезных ископаемых и предназначено для автоматизации управления процессом бурения.Информация о положении вертлюга буровой установки, необходимая для автоматизации управления технологическими процессами на буровой установке, используется при смене долота и наращивания инструмента 10 для определения начала и конца долбления и позволяет определять проходку и скорость бурения.Известно устройство для измерения вертикальных перемещений бУровогоинструмента, позволяющее определять положение вертлюга буровой установки, которое содержит. счетчик, подпружиненный рычаг, расположенный на внешнем слое навитого на барабане лебедки талевого каната, ролик, кинематически связанный со счетчиком и установленный на рычаге с возможностью взаимодействия с ребордой барабана лебедКи 1 .Недостатками устройства являют ся сложность конструкции и низкая ,надежность, связанная с наличием фрикционной передачи в этих устройствах. 30 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для регистрации положения рабочей трубы буровой установки, со" держащее резервуар с жидкостью, укрепленный на вертлюге, гибкий шланг, соединенный подвижным концом с резервуаром, и преобразователь гидро- статического давления жидкости, связанный с неподвижным концом гибкого шланга 2. 40 Недостатком этого устройства яв. ляются низкая точность и низкая надежность, связанные с тем, что 45 внешние влияющие факторы, такие как температура, атмосферное давление, влажность, изменяясь в условиях буровой установки в широком диапазоне, приводят к нестабильности параметров устройстваИзменение упругости гибкого шланга со време- нем и при перемещении. вертлюга также приводит к отклонению его параметров от номинальных значений, что вызывает изменение столба жидкости, и к появлению погрешности устройства. Резервуар с жидкостью в этом устройстве должен всегда находитьея выше точек перегиба гибкого шланга, что требует специальной под вески гибкого шланга и снижает надежность устройства, так как в этом случае гибкий шланг не защи,щен от возможных механических повреждений. 65 Целью изобретения является повышение точности.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеезаполненный жидкостью гибкий шланг,подвижный конец которого установлен на вертлюге, преобразовательгидростатического давления жидкости,связанный с неподвижным концом гибкого шланга, введены дополнительный преобразователь гидростатического давления жидкости и блок вычитания, при этом дополнительныйпреобразователь гидростатическогодавления связан с подвижным концом гибкого шланга, а входы блокавычитания соединены с выходамиобоих преобразователей давленияжидкости,На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит гибкий шланг1, заполненный жидкостью под избы"точным давлением, первый преобразователь 2 гидростатического давления жидкости, установленный нанеподвижном конце гибкого шланга,второй преобразователь 3 гидростатического давления жидкости, установленный на подвижном конце гибкогошланга, и блок 4 вычитания, вхо"ды которого соединены с выходамипреобразователей гидростатическо-го давления жидкости.Подвижный конец гибкого шлангазакреплен на вертлюге 5, а сам шлангпроложен по грязевому шлангу 6 буровой установки.Сигнал на выходе блока 4 вычитания является выходным сигналом устройства и равен .разности сигналовпреобразователей 2 и 3 гидростатического давления жидкости. Изменениепараметров гибкого шланга приводитк изменению избыточного давленияжидкости, но так как это давлениев равной степени приложено к обоимпреобразователям гидростатическогодавления жидкости, то сигнал на выходе устройства, являющийся разностным сигналом этих преобразователей, не изменяется, чем достигается независимость величины измеряемого сигнала от параметров измерительной системы. Таким же образомкомпенсируются погрешности, связанные с влиянием температуры,атмосферного давления и влажностина параметры устройства. Гибкийшланг, проложенный по грязевомушлангу буровой установки, защищенпоследним от механических повреждений и не требует специального устройства для подвески.Устройство работает следующимобразом,Если вертлюг занимает крайнеенижнее положение, то преобразова1036912 Составитель И. КарбачинскаяРедактор Т, Кугрышева Техред О.Неце Корректор С. Шекмар Заказ 5965/33 . Тираж 603. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 тель 3 находится на одном уровне с преобразователем 2, сигналы ,этих преобразователей равны другдругу, а сигнал на выходе блокавычитания равен нулю. При перемещении вертлюга от крайнего нижнегоположения гидростатическое давление, приложенное к преобразователю 2,остается неизменным, а давле.ние, приложенное к преобразователю3, уменьшается, вследствие чеговыходкой сигнал устройства возрас: тает, Когда вертлюг находится втаком положении, при котором преобразователь 3 расположится наодном уровне с верхним перегибомгибкого шланга, этот преобразова",тель находится только под избыточ-,ным давлением жидкости. При дальнейшем подъеме вертлюга сигнал навыходе преобразователя 3 остаетсянеизменным, а сигнал на выходе преоб. разователя 2 возрастает за счет рос та гидростатического давления.Таким образом, выходной сигналустройства пропорционаленрасстоянию между вертлюгом и точкой зак. - 5 репления неподвижного конца гибкого шланга. Наличие,цвух преобразователейгидростатического давления и созда ние избыточного давления жидкостив гибком шланге позволяют исключитьпогрешности, связайные с изменением параметров гибкого шлангй, а1 также ослабить влияние внешних фак "торов, таких как температура, атмосферное давление и влажность; Прокладка гибкого шланга по грязевомушлангу буровой установки повышаетего эащкценность от возможных повреждений, а следовательно, и надежность устройства в целом.