Устройство подачи бурового инструмента

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскии Социалистических Республик) Заявлено 0810,75 (21) 21808присоединением заявки йв 2-0 23) Приоритет.43) Опубликован ооударственныи иомите Совета Министров ССС иа делам изобретений и атирытий.78, Бюллетень Дата опублико 40478 я описания,Раби Заявител бюро средств и хранения газа пециальное проектно-конструкторск втоматиэации добычи нефти,транспо 54) УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТ Изобретение м но в нефтяной пр лирования веса б на крюке буровой пользования тор быть использо мьжленности для ре ого инструмента ановки путем ис ой системы лебества являбуровоготвердыхстаточная статком такого устро равномерность подачи ента при разбуривани узкий диапазон и иед вость регулирования. ется нинструмпород,устойчи Цель изобрет намического диа чества регулиро изменения коэфф по тормозному ш ляющей величины ния - расширение диаэона и улучшение каання путем плавногоциента трения колодокиву в функции управИзвестно устройство подачи долота,представляющее собой приставку к тормозному рычагу лебедки, автоматическиподдерживающее заданную, осевую нагруэ- тку на долото 1. Натяжение неподвижного конца каната измеряется гидравлическим датчиком и йередается на электроконтактный манометр. При уменьшениинагрузки на долото ниже заданной контакты манометра замыкаются, в резуль"тате чего включается генератор импульсов. На пневмовентиль через равные про"межутки времени подаются сигналы регулируемой продолжительности. Этот вентиль срабатывает, происходи периоди"ческое растормаживание лебедки и подача инструмента импульсами. По достижении заданной нагрузки контакты манометра размыкаются и импульсная подача 2инструмента прекращается; Однако известное устройство обладает недостаточной точностью регулирования,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является уст- ЗО ройство подачи бурового инструментасодержащее барабан лебедки с тормозной системой, включающей тормозныешкивы, тормозные ленты и колодки, регулятор, преобразователь веса и блокобратной связи по скорости барабаналебедки, в котором посредством исполнительного механизма изменяют усилиена тормозной рукоятке лебедки, восстанавливая заданное значение веса накрюке, Разностная величина между выходной величиной преобразователя весаи уставкой подается на пневмодаигатель, вал которого связан передачейс тормозным шкивом. Третий подпружиненный выходной вал посредством рыча"га связан с рукояткой тормоза лебедПоставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вибраторами механических колебаний, преобразователем управляющей величины в частотный сигнал и волноводамн, расположенными перпендикулярно йлоскости вращения тормозных шкивов барабана лебед" ки, причем тормозные ленты посредством волноводов шарнирно связаны с вибраторами механических колебаний, а входы 10 вибраторов механических колебаний через преобразователь управляющей величины в частотный сигнал соединены с выходом регулятора.На фиг.1 изображено предлагаемое 15 устройство;. на Фиг.2 - вид А на. Фиг.1.Устройство состоит из барабана 1 лебедки с тормозными шкивами 2, схваченными тормозной лентой 3, снабженной колодками 4. Тормозная лента с колодкаЪ 1 ми на участке охвата тормозных шкивов посредством волноводов 5, б,расположенных перпендикулярно относительно плоскости вращения шкивов, подвижно сочленяются с источниками механических колебаний - вибраторами 7, жестко закреп- З ленная относительно барабана лебедки, например, на раме 8 барабана лебедки (на чертеже показана пунктиром), Подвижное сочленение волноводов 5, б с тормозной лентой 3 и вибраторами 7 досЖтигается эа счет шарнирных связей 9,10, что обеспечивает подвижность тормозной ленты.Входы вибраторов через преобразова- тель 11 управляющей йелнчйиы в частот-Я ный сигнал соединены с выходом регулятора 12, на вход которого подаются сигналы с блока 13 обратной .связи по скорости вращения барабана лебедки, преобразователя 14 веса, преобразующего 40 натяжениеталевого каната Т в информационный сигнал, уставки веса.Тормозная лента 3 сочленена с рукояткой 15, снабженной грузом 16.Устройство работает следующим обраэом.По входным сигналам с блока 13 обратной связи по скорости вращения барабана 1, преобразователя 14 и уставки веса регулятор 12 отрабатывает уп равляющий сигнал, который преобразователем,11 преобразуется в частотный сиг-. нал с последующим его преобразованием вибраторами 7 вмеханическиеколебания. Механические колебания через волноводы 5, 6 перемещают на участке У55 тормозную ленту 3 с колодками 4 с вектором скорости, перпендикулярным направлению вращения тормозных шкивов 2. При этом вектор силы сопротивления в случае торможения барабана лебедки 60 постоянной силой Я груза 16 и уравновешенной силой натяжения ходового конца талевого каната Тнаклоняется на угол 8 к плоскости вращения тормозных шкивов 2, причем 65 мЧгде Чм - окружная скорость тормозногошкива;Ч - эФфективная скорость поперечного перемещения тормозных колодок.Причем векторы скоростей Ч и 7М оперпендикулярны друг другу. Средняясила трения для одной колодки Й определяется произведением средней прижимающей силы Р на коэффициент тренияте. С РЕ,а при наличии перемещений Ь = бщо,Из приведенных выражений следует,что поперечные перемещения колодок 4относительно тормозных шкивов 2 уменьшают силы трения и при установившемсярежиме, когда тормозной момент тренияколодок уравновешивает силу Т - натяхжение ходового конца каната, можнопринять условный коэффициент трениядля участка Ц1,ьпвявляющийся Функцией управляющего сигнала. На остальном участке Ч коэффициент трения остается постоянным.2Условный коэффициент трения, а следовательно, и режим подачи бурового инструмента плавно изменяются в широкихпределах в Функции управляющего сигнала, обрабатываемого регулятором 12,. Шарнирное соединение тормозной ленты 3 с волноводами 5, б нв нарушает работы тормозной системы при спускоподъемных.олерациях. Применение подобного устройства, работа которого основана на плавном изменении коэффициента трения тормозных колодок по тормозному шкиву путем их поперечного гармонического перемещения, обеспечиваеткачественное регулирование подачей бурового инструмента в широких диапазонах механической скорости бурения,твердости пород и глубин скважин, засчет чего достигаются высокие техникоэкономические покаэатели долбления. Формула изобретенияУстройство подачи бурового инструмента, содержащее барабан лебедки с тормозной системой, включающей тормозные шкивы, тормозные ленты и колодки, регулятор, преобразователь веса и блок обратной связи по скорости барабана лебедкИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью рааширения динамического диапазона и улучшения качества регулирования путем плавного изменения коэффициента трения колодок по тормозному шкиву в функции управляющей величины, оно снабжено вибраторами механических колебаний, преобразователем управляющей величины в частотный сигнал й. волноводами, расположенными перпендикулярно плоскости вращения тормозных шки606995 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. ВольгЕмут Э,А. и др, Устройстваподачи долота для бурения нефтяных и8 газовых скважин. М., Недра,1969.2, Патент США Я 2950086,кл.25-173,1960. Составитель Р.Гладун.Мозжечкова Техред М.Борисова КоРРектоР Н.Ковалева Редакт Тираж 734 Государственного коми по делам изобре 35, Москва, Ж, Раушров СС Филиал ППП фПатент, г, ужгород, ул. Проектна вов барабана лебедки, причем тормозныеленты посредством волноводов шарнирносвязаны с вибраторами механических ко-лебаний, а входы вибраторов механических колебаний через преобразовательуправляющей величины в частотный сигнал соединены с выходом регулятора. Подписное ета Совета Мни ний и открытий кая наб., д, 4