Регулятор подачи долота

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУбЛИН 6% 01) за) Е 21 В 44(ОО ЕТ Н АВТОР ВИ ":Т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО(54)(57) РЕГУЛЯТОР ПОДАЧИ ДОЛОТА,содержащий асинхронный электродви-гатель, блок измерения веса бурильного инструмента, соединенный с перными входами блока управления, первые выходы которого подключены кэлектромагнитной муфте, которая механически соединена с блоком .подачи бурового инструмента и на взлукоторой установлены электромеханический тормоз и тахогенератор, выходы которого подключены к вторым входам блока управления, вторые вы. ходы которого соединены с входами электромеханического тормоза, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности и упрощения устройства, в него введены пороговый элемент и червячный редуктор, соединенный с асинхронным электродвигателем и электромагнитной муфтой, при этом третьи выходы блока управления соединены с входами порогового элемента, выходы которого подключены к асинхронному двигателю.та, содержащий асинхронный электродвигатель, блок измерения веса бурильного инструмента, соединенный с первыми входами блока управления, первые выходы которого подключены к электромагнитной муфте, которая механически соединена с блоком подачи бурового инструмента и на валу которой установлены электромеханический тормоз и тахогенератор, выходы которого подключены к вторым входам блока управления, вторые выходы которого соединены с входами электромеханического тормоза, введены пороговый элемент и червячный редуктор, соединенный с асинхронным электродвигателем и электромагнитной муфтой, при этом третьи выхода блока управления соединены с входами порогового элемента, выходы которого подключены к асинхронному двигателю.На фиг. 1 представлена блоксхема регулятора подачи долота; на Фиг. 2 - схема, блока управления,Регулятор подачи долота содержит блок 1 измерения веса бурового инструмента, блок 2 управления, пороговый блок 3, асинхронный электродвигатель 4, червячный редуктор 5, электромагнитную муфту 6, электромеханический тормоз 7, тахогенератор 8 и блок 9 подачи бурового инструмента.Блок 2 управления содержит кнопку 10 "Стол", кнопку 11 "Пуск", реле 12 с замыкающими контактами 13 - 15, реле 16, фазочувствительный выпрямитель 17, блок 18 сравнения, усилитель 19 постоянного тока и тиристорный преобразователь 20. 25 Сигналы с выхода блока 1 измерения веса бурового инструмента и с тахогенератора 8 поступают на входы блока 2 управления с выходов кото 1рого сигналы поступают на электромагнитную .муфту 6 электромеханический тормоз 7 а также на вход порогового блока 3. Сигнал с выхода подается на электродвигатель 4, вал которого связан с червячным редуктором 5 сочлененным с ведущим валом электромагнитной муфты 6.Блок 1 измерения веса бурового инструмента включает датчик веса и две пары сельсинов: сельсин-датчик и сельсин установки. 1 1127970Изобретение относится к нефтянойи газовой промышленности, в частности к нефтебуровому оборудованию,Известны регуляторы подачи долота, предназначенные для поддержа-.ния заданной нагрузки на долото,содержащие блок измерения веса бурового инструмента, усилитель, асин-,хронный двигатель, электромагнитную порошковую муфту, электромеханический тормоз и блок подачи бурового инструмента Я .Однако регуляторы из-за наличияв них электромагнитной порошковоймуфты, заполненной Ферритным порошком, что приводит к быстромуизнашиванию и нежелательному нагреву муфты, ненадежны к эксплуатации.Наиболее близким к изобретению является регулятор подачи долота содержащий асинхронный двигатель, блокизмерения веса, соединенный с первыми входами блока управления,первые выходы которого подключены к электромеханической муфте,которая механически соединена сблоком подачи бурового инструмента и на валу которой установлены .электромеханический тормоз и тахогенератор, выходы которого подключены к вторымвходам блока управления, вторые выходы которого соединены с входами электромеханического тормоза 11 .Недостатком известного регулятора подачи долота является то,что поддержание заданной осевойнагрузки связано со значительнымипотерями электрической энергии наасинхронный электродвигатель, вращающий с постоянной скоростью ведущую часть электромагнитной муфтыскольжения в сторону подъема бурильного инструмента. Ведомая часть , 4муфты под действием собственноговеса бурильного инструмента вращается в сторону подачи, что приводит к большим тепловым потерям вмуфте, пропорциональнвж относительной скорости (скольжению) междуведущей и ведомой частями муфты, ибыстрому ее износу.Целью изобретения является повышение точности н упрощение конструкции регулятора.Поставленная цель достигаетсятем, что в регулятор подачи доло1127970 10 45 3Регулятор работает следующим об-разом,Перед началом бурения "взвешивают" инструмент поворотом рукояткисельсина установки таким образомчтобы напряжение на выходесельсйнной гары было равно нулю,Затем поворотом этой же рукояткизадается требуемое значение нагрузки на долото,. Разность напряженийс выхода сельсинной пары подаетсяна первые выходы блока 2 управления,После задания необходимого напря-жения (угла рассогласования) сельсинной пары, пропорционального задан- .5ной нагрузке на долоте, производятпуск кнопкой 1 1. Срабатывает реле 12,замыкая свои замыкающие контакты,Блокируется кнойка 11 "Пуск" контактами 14 реле 12, Выход сельсинной пары блока 1 подключается к входу фазочувствительного выпрямителя17 контактами 15 реле .12, замыкается контакт 13, подключая к сетиреле 16, которое в свою очередь включает электромеханический тормоз 7,растормаживающий ведомый вал электромагнитной муфты 6, Выходной сигнал Фазочувствительного выпрямителя 17 сравнивается с сигналом та,хогенератора 8 в блоке 18 сравнения и подается.на вход усилителяпостоянного тока, выходной сигналкоторого подается на вход тиристорного преобразователя 20 и на35пороговый блок 3, При этом выходнойсигнал сельсинной пары такого знака, что выходное чапряжение тиристорного преобразователя равно нулю,т.е. обмотка возбуждения электромагнитной муфты 6 скольжения обесточена. При расторможении ведомой части электромагнитной муфты 6, происходит подача буровой колонны в скважину, т,е. ведомая часть муфты начинает вращаться в сторонч спуска буровой колонны в скважину под действием собственного веса колонны,Ведущая часть муфты 6 заторможена и неподвижна, так как она сочленена .с валом самотормозящего чер- . вячного редуктора.Таким образом, при нарастании скорости спуска буровой колонны в скважину, увеличивается напряжение обратной связипо скорости от тахо- генератора 8. 4При достижении этим напряжением значения выходного напряжения фазочувствительного выпрямителя 17 входное напряжение усилителя 19 постоянного тока становится равным , нулю. При дальнейшем увеличении обратной связи разность напряжений на входе усилителя 19 постоянного тока изменяет знак на противоположныйВ этом случае сигнал, поступающий с выхода усилителя 19 постоянного тока на тиристорный преобразователь 20, открывает его и подпитывается обмотка возбуждения муфты 6 током тем большим, чем больше сигнал на входе преобразователя 20.В результате этого происходит торможение буровой колонны, скорость спуска ее стабилизируется и она подается в скважину с установившейся. скоростью, до соприкосновения долота с забоем.При соприкосновении долота с дном скважины начинает увеличиватвся нагрузка на него, следовательно происходит. уменьшение колонны на крюке, что приводит к уменьшению напряжения сельсинной пары. При достижении нагрузки на долоте заданной и выше выходное напряжение сельсинной пары изменяет фазу, что приводит к изменению знака выходного напряжения фазочувствительного выпрямителя 17.Следовательно,увеличи. вается выходное напряжение тиристорно , го преобразователя 20 (т.к. теперь выходные напряжения Фазочувствительного выпрямителя и тахогенератора 8 складываются)и происходит большее торможение спуска бурового инструмента.Таким образом скорость подачи инструмента при нагрузке на долоте устанавливается незначительно превышающей заданную. Такое происходит при условии, что разбуриваемая порода однородна, Изменение породы приводит к изменению скорости подачи инструмента, т.е, производится регулирование подачи инструмента,При попадании долота в очень"- твурдую породу тормозной момент муфты 6 может не обеспечить необходимуш скорость подачи долота, так как она работает в режиме динамического тор моза.В этом случае увеличивается выходное напряжение сельсинной пары, .аи Редактор О. Юрковецк орректор А. Обручар Заказ. 9002/23 Тираж 564 ВНИИПИ Гоеударственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/5 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 также выходное напряжение усилителя 19 постоянного тока, при превышении которым определенной величины срабатывает пороговый блок 3, который включает электродвигатель 4. Ведущая часть иуды 6 начинает вращаться в сторону подъема инструмента, так как она сочленена с валом червячного редуктора 5,сочлененного сэлектродвигателей 4.В этом режиме регулятор может обеспечить реверс, а также нулевую скорость подачи инструмента.В пороговом блоке 3 ииеется реле времени, которое после истечения определенного времени (уставки) отключает электродвигатель от сети. Регулятор вновь работает в режиме динамического тормоза. Следует отметить; что при бурении-пороговыйблок 3 срабатывает только при пре вышении нагрузки на долоте заданнойна определенную величину. В процессе бурения может быть и так, что онни разу не сработает и регуляторвсе время будет работать в описан 1 ф ном режиме. Экономический эффект от применения изобретения заключается в умень"шенин энергетических затрат (асин хронный двигатель работает незначительное время в процессе бурения) итепловых потерь в муфте.