Датчик скорости задающего вала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 114 9) 1 В 45/ОО; С 01 О 4( АНИЕ ИЗ НИ ЬСТВУ ин-.оз жн при осн нд о заиез ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Грозненский ордена ТрудовогоКрасного Знамени нефтяной институтим. акад. М.Д.Ииллионщикова(56) 1. Авторское свидетельство СЯф 451836, кл. Е 21 В 45/00,01 Р 13/00 е 1973.2. Авторское свидетельство СССРВ 264940, кл, С 01 Р 5/22,С 08 С 9/04, 1954.(54)(57) ДАТЧИК СКОРОСТИ ЗАДАИИЕГОВАЛА, содержащий постоянный магнит,установленный на валу датчика, магнитоуправляемый контакт, установленныйна корпусе, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью повышения надежности измерения скорости проходки путемизмерения времени одного оборота задающего вала, например вала гидродинамического тормоза буровой лебедкипри механическом каротаже, в неговведены механизм сцепления, привод включения, источник, питания, манометр нагнетательной системы, датчикоптимальной нагрузки на бурильныйинструмент и измеритель интерваловвремени, при этом магнитоуправляемыйконтакт соединен с источником питания одним выводом непосредственно,а другим - через контакты манометра,датчика нагрузки и входные клеммыизмерителя интервалов времени, а валдатчика выполнен полым, при этом механизм сцепления, расположенный внутри вала, выполнен в виде установленных соосно подвижной оси с фланцемдвух винтовых пружин сжатия, одна изкоторых расположена между фланцем икорпусом, другая - между фланцемторцом полого вала, причем ось с флацем имеет рифленый наконечник с в тью сцепления с задающим валом, од включения, расположенный со подвижной осью, выполнен в невмоцилиндра и подпружиненношня со штоком с возможностьюдействия последнего с осью чеорный подпятник.Изобретение относится к технике контроля процесса бурения, а именно к электромеханическим измерителям перемещений бурильного инструмента.Известно устройство для электроме ханического измерения вертикальных перемещений бурильного инструмента по углу поворота барабана буровой лебедки с автоматической коррекцией погрешностей, обусловленных изменением О радиуса навивки талевого каната на барабане лебедки, в котором изменение радиуса навивки воспринимается рычагом.Это устройство содержит счетчик, 15 связанный механической передачей с валом барабана буровой лебедки, расположенный на внешнем слое навитого на барабане лебедки талевого канатаподпружиненный рычаг, расположенный 20 на внешнем слое навитого на барабане лебедки талевого каната и жестко связанный с вилкой конусного вариатора, который включен в разрыв механической передачи 25Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, ненадежность в работе приспособления для автоматической коррекции погрешности измерения перемещения бурильной колонны по углу поворота барабана буровой лебедки за счет наличия механической связи рычага с навивае - мым на барабан лебедки талевым канатом, потребность в специальном счетчике импульсов для подсчета проходки по перемещению бурильной колонны.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дат Ь чик скорости задающего вала, например вала двигателя, содержащее постоянный магнит, установленный на валу датчика и магнитоуправляемый контакт, установленный на корпусе 21,Недостатком известного устройства 45 является низкая надежность при работе в условиях значительной вибрации корпуса датчика, что характерно для работы бурового оборудования.Кроме того, у известного датчика отсутствуют устройства для его включения и выключения при проведении периодических измерений, например при механическом каротаже скважины.Цель изобретения - повышение на дежности измерения скорости проходки путем измерения времени одного оборота з 1,ающего вала, например вала гидродинамнческого тормоза буровой лебедки при механическом каротаже,Ука за иная цель достига етс я тем,что в датчик скорости задаюшего валасодержащий постоянный магнит, установленный на валу датчика, и магнитоуправляемый контакт, установленныйна корпусе, введены механизм сцепления, привод включения, источник питания, манометр нагнетательной системы, датчик оптимальной нагрузкииа бурильный инструмент и измерительинтервалов времени, при этом магнитоуправляемый контакт соединен с источником питания одним выводом непосредственно, а другим - через контакты манометра, датчика нагрузки ивходные клеммы измерителя интерваловвремени, а вал датчика выполнен полым, при этом механизм сцепления,расположенный внутри вала, выполненв виде установленных соосно подвижнойоси с фланцем двух винтовых пружинсжатия, одна из которых расположенамежду фланцем и корпусом, другаямежду фланцем и торцом полого вала,причем ось с фланцем имеет рифленныйнаконечник с возможностью сцепленияс задающим валом, а привод включения,расположенный соосно с подвижнойосью, выполнен в виде пневмоцилиндраи подпружиненного поршня со штокомс возможностью взаимодействия последнего с осью через упорный подпятникУстройство дает воэможность производить дискретную регистрацию скорос-.ти подачи бурильной колонны, чтопозволяет более оперативно и с меньшей погрешностью преобразовывать ивводить в УВМ измерительную информацию, а также производить обработкуее непосредственно на буровой или ввычислительном центре. При дискретной регистрации подачи бурильной колонны удается исключить или значительно снизить влияние различного рода возмущений, вызыэающих высокуювариабельность мгновенной механической скорости проходки, обусловленнуюнеравномерной подачей бурильного инструмента, трением его о стенки скважины, перемещаемостью свойств разбуриваемых пород и др,Кроме того, устройство обеспечивает регистрацию механического буренияпри оптимальном сочетании параметроврежима бурения и дает возможность отключаться при обкатке долота, проработках, расширках ствола скважиныи дрНа чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. 5Устройство содержит корпус 1, вал2 с магнитом 3, закрепленный в корпусе на опорах 4 и 5, внутри вала расположен привод сцепления, состоящийиз оси 6 с фпанцем 7 и двух винтовых 10пружин 8 и 9 сжатия, ось 6 имеет рифленый наконечник 10 для сцепленияс задающим валом 11, привод включения, расположенный соосно с валом 2,состоит из пневмоцилиндра 12 и подпружиненного пружиной 13 поршня 14 соштоком 15, причем шток 15 имеет воэможность взаимодействия с фланцем 7через упорный подпятник 16, магнитоуправляемый контакт 17 расположен на 20корпусе с возможностью взаимодействия с магнитом 3 при повороте вала 2и соединен одним выводом с источником 18 питания непосредственно, адругим - через контакты 19 манометра, контакты 20 датчика нагрузки ивходные клеммы измерителя 21 интервалов времени.Устройство работает следующим образом,После включения воздушного кранана пульте бурильщика, воздух поступает в пневмоцилиндр 12, под давлением воздуха поршень 14 со штоком 15перемещается вправо и сжимает пружину 13. Конец штока 15, упираясь в35подпятник 16, воздействует на фланец 7 с осью 6, На конце оси 6 закреплен рифленый наконечник 10,образующий фрикционное зацепление с40валом 11. При перемещении фланца 7с осью 6 вправо сжимается пружина 8,упирающаяся одним концом во фланец 7,а вторым - в торец полого вала 2. При вращении задающего вала 11 во время механического бурения вращаются также ось.6, фланец 7 и вал 2 с магнитом 3. Вращение вала 2 обеспечивается при условии обеспечения в опоре 4 момента сил трения между валом 2 и корпусом 1 меньшего, чем момент сил трения сцепления между валом 2, пружиной 8 и фланцем 7.При вращении вала 2 магнит 3, проходя против контакта 17, замыкает его. В случае замыкания контакта 19 электроконтактного манометра (при циркуляции бурового раствора) и контактного задатчика оптимальной нагрузки на долото электросигнал от источника 8 питания подается на вход измерителя 21 интервалов времени. Средняя скорость подачи бурильной колонны за шаг механического каротажа определяется временем одного оборота вала 11.При отключении воздушного крана на пульте бурильщика поршень 14 и фланец 7 под действием энергии сжатия пружин 9 и 13 перемещаются в исходное положение, При этом наконечник 10 оси 6 выходит из фрикционного зацепления с валом 11, а фланец 7 поджимает пружину 9, которая, упираясь одним концом в корпус 1, фиксирует вал 2 эа счет сил трения между валом 2, пружиной 5, фланцем 7, пружиной 6 и корпусомТаким образом, предложенное устройство позволяет обеспечить удобст" во монтажа, контроля и технического обслуживания за счет подключения датчика скорости к валу гидродинамического тормоза буровой лебедки, повысить надежность работы и обеспечить возможность автоматизации управления процессом измерения данных механического каротажа./ 1 Тираж 540ВНИИПИГосударственного комитепо делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская