Способ измерения веса бурового инструмента и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социапнстическик Республик(43) 01 тубликоваио 25 й) 1974730/22 0 Е 21 В 19/О Геатдаратаанний иемнтатСената Миииатеев СССРе аееаю наабретанийи етирытиа(72) Авторы изобретения 1 розненский ордена Трудового Красного Знамени нефтяной институт им. акад,М,Д,Миллионщикова(71) Заявитель ГО ИНСТРУМЕНТ ВЛИЯНИЯ Б ИЗМЕРЕНИЯ ВЕСА БУР РОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУИ 4) СПИ е- ис 25г силоизмерительных их из строя - пр ложный,Заменари выходительно лемеесс овавИзобретение относится в нефтедобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для измерения веса бурового инструмента с помощью наземных приборов, и может быть использовано для измерения веса груза, усилия растяжения, динамического усилия в различных грузоподъемных установках, содержащих стальные канаты.Известен способ измерения веса бурового инструмента по усилиям, передаваемым кронблоком на подкронблочные балки, когда силоизмерительные датчики устанавливают под основание кронблока со свободной посадкой последнего на силоизмерительные элементы 11) .Применение контактного силоизмерительного преобразователя снижает надежность всего устройства для измерения веса бурового инструмента. Натяжения неподвижной и ходовой струн талевой системы включаются в общую нагрузку, действующую на датчики, что приводит к увеличению ошибки измерения. Известен также способ измерения веса бурового инструмента путем нэмерния усилий, возникающих в талевой стеме 12,5 Однако незначительная точность иискажение картины динамических процессов при спуско-подъемных операцияхделают этот способ недостаточно эффективным при глубоком бурении.0 Способ осуществляется устройствомдля измерения веса бурового инструмента, включающим чувствительные элементы, промежуточный преобразовательи регистрирующее устройство.Цель изобретения - повысить точность измеренияЭто достигается тем, что величинуусилия, определяют по интегралу разности мгновенных скоростей переме 20 щения сечений ходовой ветви талевогоканата, а вес бурового инструментаопределяют по следующей зависимости:Р= к ч,-ъуИде Р - вес бурового инструмента;коэффициент пропорциональности;,и 1, - скоростиперемещения се 30 чений ходовой ветви талевой системы,(Я П=С(ч,-) д) Формула изобретения Подставим выражение (5) в уравнение(1) ДанныИ способ осуществляется устройством для измерения веса буровогоинструмента, в котором чувствительныеэлементы выполнены в виде датчиковскоростей перемещении сечений ходовойветви талевой системы и подключены крегистратору через последовательносоединенные блок выделения разностного сигнала, интегратор и промежуточный преобразователь,На чертеже показано устройство дляосуществления способа измерения весабурового инструмента.Устройство содержит датчики 1 и 2скоростей перемещений сечений ходовойветви 3 талевой системы 4, несущейбуронои инструмент 5. Выходы датчиков подключены к блоку б выделения,раэностного сигнала, выход которогочерез интегратор 7 подсоединен к промежуточному преобразователю 8, Преобразованный сигнал поступает на регистрирующее устройство 9.В установившемся режиме подъема(спуска) нес оурового инструмента 5пропорционален усилию в ходовои ветви3 талевой системы 4 где Р - вес бурового инструмента;)4 - число рабочих струн тале ойсистемы;Г - усилие в ходовой ветви талевой системы.Усилие, возникающее в ходовой ветви 3 талевой системы 4 при движении, рассчить 1 вается по Формуле где С - жесткость ходовой ветви 3 талевой системы 4; ХХ- линейные перемещения сечений ходовой ветви 3,Продифференцируем выражение (2)Анализируя правую часть выражения (3),видно,что -"-=ЧфЪ: Ч -хаж -дхарактеризуют изменения мгновенных скоростей перемещения сечений ходовой ветви, следовательно Проинтегрируем выражение (4) Так как цпя конкреного случая жесткОсть хОдОВОЙ Ветни талеВОЙ системы постоянна, то (7);=)чс,где ь - коз ф:ициен т пропорционально:. ти б Рогда вес бурового инструмента можно определять го алгоритму Скорости Ч; и 72 перемещения сечсний ходовой Ветви 3 талевого каната 4измеряются датчиками 1 и 2, Разность(Ч, - Ч 1 выделяется блоком б, выходной сигнал которого интегрируется и через промежуточный преобразователь 8 по 15 дается на регистрирующее устройство 9.Осуществление предлагаемого способа позволяет непосредс:твенно, без специальных дифференцирующих звеньев,получать производную усилия н ходо 20 вои ветви талевои системы, котораяиспользуется в системах демпфирования упругих колебаний средс:твами элекйтропринода, а также позволяет измерять с достаточной точностью динамическое усилие н ходовои ветви талонамисистемы, что необходимо при анализеаварийных ситуаций с буровым инструментом и определении полной фактической работы талевого каната,МПреимуществами предлагаемого устройства для измерения веса буровогоинструмента по сравнению с известными являются: более высокая точностьизмерения по сравнению с контролем 35 на. неподвижном конце каната (нет зоны нечувствительности); надежная связьдатчиков со вторичными приборами, поскольку не требуется гибкая связь,что необходимо при установке датчика 40 на крюке; простота и высокая надежность первичных преобразонателей посравнению с тенэометрическими и магнитоупругими датчиками; простота в изготовлении и тарировки первичных преобразователей; простота тарировки непосредственно на буровой всего устройства для измерения веса, заключающаяся в установлении необходимого коэффициента пропорцкональности при подьеме крюка с точно известным весом спола буровой.Высокие технико-экономические показатели От внедрения предла 1 аемогоспособа и устройства для его осуществления прогнозируются для условий бурения с алмазными долотами. 1. Способ измерения веса бурового еп инструмента путем измерения усилии,возникающих в талевой системе, с л и ч а ю щ и й с я тем, что,с: целью повышения точности измерения, величину усилия определяют по интегралу- ра- ности мгновенных скс ростей перемещения сечений ходовой Ветви талечо;о каната,эз 9037 Составитель Н.ЧижиковаРедактор Т.фадеева Техоед З.фанта Корректор Н.КовалеваЗаказ 1364/6 Тираж 734 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Сонета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРаушская наб. д. 4,. Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Вроет.:,а:., 4 а вес бурового инструмента определяютйо следующей зависимости; где Р - вес бурового инструмента;К - коэффициент пропорциональности;и в скорости перемещения сечений ходовой ветви талевой системы.2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее чувствительные элементы, промежуточный преобразователь и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что чувствительные элементы выполнены в виде датчиков скоростей перемещений сечений ходовой ветви талевойсистемы и подключены к регистраторучерез последовательно "оединенныеблок выделения разностного сигнала,интегратор и промежуточный преобразователь.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:10 1. Авторское свидетельство СССРР 163983, кл, Е 21 В 19/08, 196,2. Мелик-Шахназаров А.М. и Гробштейн А,С. Приборы для контроля весабурового инструмента. М., Цедра,15 1971, с.5-88,