Устройство для определения величины максимального износа стенок бурильных труб

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ни 947406(22) Заявлено 09,01,80, (21) 2870632/22-03 151 М Кп з с присоединением заявки МВ Е 21 В 47/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 300782. Бюллетень Мо;28 11 УАК 62223.083(088.8) Дата опубликования описания 300782 Ю.Н.Цветов, Н.А.Березина, В.В.Брызгайов и И.А.Двоеглазов с(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫМАКСИМАЛЬНОГО ИЗНОСА СТЕНОК БУРИЛЬНЫХТРУБ Изобретение относится к аналоговым вычислительным устройствам, в частности к устройствам для определения в процессе спуска-подъема бурильных труб на скважине запаса прочности этих труб, бывших в учотреблении, Запас прочности определяется величиной ДТ максимального износа стенки трубы, определяемой как разность между ТО - толщиной стенки новой трубы, и Т, - наименьшей толщиной стенки изношенной трубы.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором по окружности сечения трубы располагаются равномерно преобразователи толщи- номеров, каждый из которых измеряет толщину стенки трубы в соответствующей точкеИз показаниЯ выбирается наименьшее принимаемое эа величину Ти,и в результате определяется величина й Т 1.При.этом возможна ошибка, вызванная тем, что ввиду случайности начального углового, положения трубы относительно системы преобразователей ни один иэ датчиков может не попасть на участок снаименьшей толщиной стейки. Зта ошибка при половинном износе стенки и четырех датчиках составляет в максимуме 25. Ошибкуэту можно свести к нулю непрерывнымвращением трубы относительно преобразователей во время спуско-подъема,но это практически либо невозможно,либо затруднительно. Ниже будетиметься в виду только продольноедвижение трубы.Цель изобретения в , улучшение точности измерения величины Тм при неизменном числе преобразователей(датчиков),Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено выпрямителями и делителями напряжения и блоками суммирования, причем выход первого выпрямителя соединен с первым входом первого блока суммирования и через делитель напряжения - со вторым входом второго блока суммирования, выход второго выпрямителя соединен с первым входом второго блока суммирования и через делитель напряжения - со вторым входом первого блока суммирования, выходы обоих блоков суммирования соединены со входом блока выбора большего иэ двух сигналов, а выход последнего соединен со входом индикатора.При минимальном числе преобразователей (всего четырех, расположенных по взимно перпендикуЛярным диаметрам) в качестве одной иэ двух входных величин в устройстве используется разность Ь, толщин диаметрально 5 противоположных стенок трубы, в качестве другой входной величины Ь - разность толщин диаметрально противоположных стенок трубы по другому диаметРУ. Величины Ь и Ь подверга 10 ются преобразованиям в элементах устройства. Полученная в результате этих операций выходная величина более близка к величине ЬТ, чем наименьшая иэ четырех толщин, иэмеренных 15 равноотстоящими по окружности преобразователями. Величины Ь,и Ь могут быть получены не только как разность показаний двух преобразователей, они могут быть измерены любым образомНа фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 поперечное сечение новой трубы в виде двух концентричных окружностей с центром О, сечение изношенной тру)ы заштриховано,Устройство для определения величины максимального износа стенок бурильных труб состоит иэ выпрямителей 1 и 2 с единичными коэффициентами передачи, которые выпрямляют сигналы Ь и Ь, могущие иметь любой знак, и на выходах выпрямителей действуют сигналы Ь и Ь,2 одинаковых неизменных знаков, Сигнал Ь поступает непосредственно на первый вход блока 3 суммирования и через делитель 4 напряжения с ослаблением К - на второй вход блока 5 суммирования. Аналогично разность а. выпрямляется выпрямителем 2, и сигнал Ь 1 поступа О ет непосредственно на первый вход блока 5 суммирования и через делитель б напряжения с ослаблением К - на второй вход блока 3 суммирования. В результате на выходах блоков 3 и 45 5 действуют сигналы неизменных одинаковых знаков /Ь / + К /д а/ и /Ь./+ К (а / соответственно. Эти два суммарных сигнала поступают на входы блока 7 выбора большего иэ двух сигналов 5 О для выбора большего сигнала, на выходе блока 7 действует больший по уровню из двух входных сигнал а, отмечаемый индикатором 8, градуированным в величинах Д ТМ. 55 Величина Ь отличается от ДТ на величину ошибки Ю и эта ошибка оценена.Поперечное сечение изношенной трубы приведено на фиг.2, где г - 60 внутренний радиус трубы, То - номинальная толщина ее стенки, Ко =Ог + 1 - наружный радиус новой трубы. В результате износа сечение новой трубы, имевшее вид окружностей радиусов г и Ко с центром О, принимает вид заштрихованного, причем изношенный сектор с углом 2 9 и опирается на дугу окружности с центром 0, При текущих углах 9 =-Чи +щ)толщина Т стенки зависит от р , т.е. Т = Т(Чф) (на остальной части будет ТТо при 9 любых).Оно имеет точность около 1 от Т при= (4 Ь 8) и Ч -- (90 - ; 180 ), эти условия выполняются на практике.Если в блок-схеме (фиг.1) положить К = О, т.е. Убрать делители 4 и 6 напряжения (при этом блоки суммирования будут излишними), то ошибка в измеренных Т может составить 20-30Делители 4 и 5 напряжения и блоки 3 и 5 суммирования предназначены для уменьшения ошибок измерений.В предлагаемом устройстве ошибка значительно меньше. При половинном.атизносе, т.е. при - -"- 0,5, ошибка составляет = 0,1 или 10, придЮтех же условиях известный способ моджет иметь ошибку - = 0,25, т,е. предлагаемое устройство позволяет существенно улучшить точность. ПриЬТ меньшем износе, наприМер при - Т =0,3, , = 4,3.д"МЛишь при равномерном износе стенок труб, что встречается редко, устройство вносит ошибку в результаты измерения, показав нулевое значение износа, аналогично полноценным трубам. Формула изобретения Устройство для определения величины максимального износа стенок бурильных труб, содержащее преобразователи, индикатор, блоки сравнения и выбора большего иэ двух сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения максимального износа стенок труб, оно снабжено выпрямителями и делителями напряжения и блоками суммирования, причем выход первого выпрямителя соединен с первым входом первого блока суммирования и через делитель напряжения - со вторым входом второго блока суммирования, выход второго выпрямителя соединен с первым входом второго блока суммиро" вания и через делитель напряжениясо вторым входом первого блока суммирования, выходы обоих блоков суммирования соединены со входом блокаВ.Варламцьо СоставитеТехред К. ворректор Г,Ог едактор Л.Горбуно 68/50 тираж 623 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 35, Москва, У(-35, Раушскаяказ 130 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная выбора большего иэ двух сигналов, а выход последнего соединен с индикатором.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Подписнотета СССРкрытийнаб., д, 4/5