Устройство контроля скорости вращения вала турбобура

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 604972 Союз Советских Социалистйческих Республик(43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень16 Государственнын комитет Совета Министров СССР по делам изобретений 3) УДК 622,243,92.05(45) Дата опубликования открытии исания 25.04,78(71) Заявители А, М. Мелик-Иахназаров, Всесоюзный ордена Трудо исследовательский институт бу Трудового Красного Знамени ипромышленности П. Варламо и О, В. Тутевичнамени научно- Московский орденаимической и газовойГубкина ого Красного 3 ровой техники и нститут нефтех им. акад. И, М,4) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ВРА 1 ЦЕНИЯ ВАЛА ТУРБОБУРА2 нию хема предлагаИзобретение относится к буровой технике,а именно к устройствам для контроля глубинных параметров в процессе бурения скважин,Известно устройство для телеконтроля скорости вращения вала турбобура, содержащеетахогенератор переменного тока, полупроводниковый выпрямитель переменного тока,контактор, редуктор, электрическую лисвязи, активный электронный фильтр и стрелочный указатель оборотов 11,Недостатком этого устройства является егоневысокая точность за счет усреднения информации за значительные промежутки времени.Известно также устройство телеконтроляскорости вращения вала турбобура, содержащее глубинный датчик оборотов вала турбобура, преобразователь давления, фильтр иэлектромеханическое пересчетное устройствосо стрелочным указателем оборотов с передачей сигналов по гидравлической линии связив скважине 21.Недостатком этой системы является небольшая точность измерения вследствие запаздывания информации в связи с передачейдискретных сигналов инфранизкой частоты.Цель изобретения - повышение точностиконтроля за счет определения перспективного значения скорости вращения вала турбобура. Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено аналоговым многоканальным индикатором, триггерами, резисторами, операционным усилителем, генератором 5 опорной частоты, ключами, логическими схемами и делителем частоты, причем триггеры составляют пт-разрядных сдвиговых регистров, счетные входы которых объединены и подключены через схему НЕ к выходу элект ронного фильтра, а одноименные разрядырегистров объединены сетками цифро-аналоговых преобразователей, выходы которых подключены к соответствующим шкалам многоканального индикатора и через аналоговые 15 ключи - к соответствующим входам операционного усилителя, выход которого соединен с первой шкалой многоканального индикатора, при этом выход генератора опорной частоты подключен через схему ИЛИ к триггеру 20 младшего разряда первого регистра и к входу делителя частоты, а выход делителя частоты соединен с управляющими входами аналоговых ключей.На чертеже изображена с25 емого устройства контроля.Устройство контроля скорости вращениявала турбобура содержит глубинный датчик 1 оборотов, гидравлическую линию 2 связи, приемный датчик 3, электронный фильтр 4 и 30 блок 5 прогнозирования скорости вращения3вала турбобура. Блок прогнозирования содержит регистры б, 7 п, каждый из которых состоит из триггеров 8, 9, 10 т. Одноименные разряды регистров объединены сетками цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) 11, 12, 13,ее. Выходы ЦАП подключены к входам аналогового многоканального индикатора 14, Счетные входы всех триггеров объединены между собой и через схему 15 НЕ соединены с выходом фильтра 4. Младшие разряды сдвиговых регистров отделены от старших разрядов схемами И 16, 17, 18, 19. (1. - 1), 1 Один вход каждой схемы И соединен с счетными входами всех триггеров, а другой - с прямым или инверсным выходом соответствующего триггера 8 младшего разряда каждого регистра. При помощи схем совпадения 20 р и схем ИЛИ 21 е младшие разряды всех регистров объединены. Один вход схем И в каждом регистре соединен с единичным выходом триггера младшего разряда предыдущего регистра, второй вход - с выходом фильтра 4, а выход схемы И через схему ИЛИ подсоединен к счетному входу триггера младшего разряда следующего регистра. Выход генератора 22 опорной частоты через ключ 23, управляющий вход которого соединен с выходом фильтра 4, и схему 24 ИЛИ, подсоединен к счетному входу триггера 8 младшего разряда регистра б и к делителю частоты 25. Выход делителя частоты 25 подключен к управляющим входам аналоговых ключей 26 - 28, через которые выходы ЦАП подсоединены к входам операционного усилителя 29. Выход операционного усилителя соединен с первой шкалой аналогового индикатора 14.Устройство работает следующим образом.Глубинный датчик 1 оборотов через каждые, например, 100 оборотов вала турбобура дросселирует поток промывочной жидкости надтурбобуром и создает сигналы в гидравлической линии 2 связи, На поверхности указанные сигналы принимаются приемным датчиком 3, затем фильтруются и усиливаются активным электронным фильтром 4 и подаются на вход блока прогнозирования 5. В интервал времени Т,между импульсами гидравлической линии связи (тахоимпульсами) от генератора 22 опорной частоты через ключ 23 поступает сигнал на триггеры 8, в которых по окончании интервала 7 оказывается записанным двоичное число, пропорциональное Т. При поступлении очередного тахоимпульса информация в регистрах сдвигается на один разряд (из триггера 8 переписывается в триггер 9, из 9 - в 10 и т. д.). С выходов триггеров 8, 9, 10 т через цифро-аналоговые преобразователи 11, 12, 13 й информация поступает на шкалы многоканального индикатора 14, где световыми указателями высвечиваются значения скорости вращения вала турбобура. Сигнал с генератора 22 опорной частоты делится 604972 делителем 25 частоты и полученные импульсы поступают на управляющий вход аналоговых ключей 26 - 28, которые открываются иразрешают прохождение информации из триг 5 геров 8, 9, 10 пг на входы операционного усилителя 29, которыймоделирует функцию вида;ЯЕ.Е 1): ЕЕЕ (11) + Е Ъ (1 Е 1) +ЕЕЕЕД (еЕ - тп)где (11+1) - предсказанное значение функ 10 ции )(г);1 - ,значение (Ц в настоящиймомент времени;(е - еее) - значения ЯЦ, измеренные ранее;15 ее - масштабные коэффициенты,С выхода операционного усилителя 29предсказанное значение функции подается напервую шкалу индикатора.Предлагаемое устройство может быть так 20 же применено для получения более точнойинформации о других забойных параметрахбурения или для контроля любых процессов,значения которых передаются дискретнымисигналами низкой частоты.25Формула изобретенияУстройство контроля скорости вращениявала турбобура, содержащее глубинный датчик оборотов, гидравлическую линию связи,ЗО преобразователь давления и фильтр, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности контроля за счет определения перспективного значения скорости вращения вала турбобура, оно снабжено аналоговым мно 35 гоканальным индикатором, триггерами, резисторами, операционным усилителем, генератором опорной частоты, ключами, логическими схемами и делителем частоты, причемтриггеры составляют пт-разрядных сдвиго 40 вых регистров, счетные входы которых объединены и подключены через схему НЕ к выходу электронного фильтра, а одноименныеразряды регистров объединены сетками цифро-аналоговых преобразователей, выходы ко 45 торых подключены к соответствующим шкалам многоканального индикатора и через аналоговые ключи к соответствующим входамоперационного усилителя, выход которогосоединен с первой шкалой многоканального50 индикатора, при этом выход генератора опорной частоты подключен через схему ИЛИ ктриггеру младшего разряда первого регистра и к входу делителя частоты, а выход делителя частоты соединен с управляющими55 входами аналоговых ключей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. 1 рачев Б. А., Юрин Ю. Н Электричес.кий беспроводной турботахометр ЭБТ.50 ЦНИИТЭнефтегаз, Бурение, Мо 4, 1964.2. Грачев Ю. В Варламов В. П, Автоматический контроль в скважинах при бурении иэксплуатации, М., 1968.604972 Составитель Н. Чижиковаехред Н, Рыбкина Корректоры: Л. Денискина и Н. Федорова дактор Е, Дай одппсное нова, 2 Типография и Заказ 50910 Изд,374 НПО Государственного по делам и 113035, Москва, Тиромитета Совета обретений и отк Ж, Раушская ж 734Министоов Сытийаб., д, 4/5