Датчик частоты вращения вала турбобура

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Ш 4 Е 21 В 45/00, С 01 0 5/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ аж пф,(46) 07,04.86. Бюл. У 13 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения "Потенциал"(72) Н.Н. Гринченко и В,И, Лагутин (53) 622.241.621.316.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 342054, кл. С 01 0 5/20, 1970.Авторское свидетельство СССР У 607960, кл. Е 21 В 45/00, 1973.(54) (57) ДАТЧИК ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯВАЛА ТУРБОБУРА, содержащий полыйцилиндрический корпус, внутри которого размещены контейнер с электронной аппаратурой, измерительный пре,801222826 А образователь, выполненный в видескобы, размещенной вдоль стенок корпуса, стержень, соединенный с валомтурбобура и установленный внутри,скобы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежностиработы путем исключения влиянияферромагнитных компонентов промывочного бурового раствора на показаниядатчика, он снабжен изолирующимстаканом, заземляющим электродом сфлажком, установленным с зазоромпо отношению к скобе, а стержень выполнен из изолирующего материала,причем заземляющий электрод установлен внутри стержня, а скоба закреплена в изолирующем стакане, размещенном мелду,ней и корпусом контейнера,и соединена с электронной аппаратурой, при этом скоба выполнена изэлектропроводящего материала.12228 20 55 Изобретение относится к буровойтехнике, в частности к устройствамдля измерения частоты вращения валатурбобура, и может быть использованопри проводке скважины с целью оптимизации процесса бурения.Цель изобретения - повышение надежности работы датчика путем исключения влияния ферромагнитных компонентов промывочного бурового раствора на показания датчика.На фиг. 1 изображена конструктивная схема датчика; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 "электрическая структурная схема 15датчика,Датчик высоты вращения вала турбобура состоит из корпуса 1, внутрикоторого в герметичном корпусе установлен контейнер 2 с электроннойаппаратурой и измерительный преобразователь, включающий скобу 3, выполненную из электропроводного материала и размещенную вдоль стенок корпуса 1, и полый стержень 4, размещенный внутри скобы и выполненный изизолирующего материала, внутри которого установлен заземляющий электрод 5. Последний с одной сторонызаканчивается Флажком 6, а с другой З 0вместе с изолирующим стержнем 4 закреплен на валу 7 турбобура черезэлектропроводящее основание 8 спомощью накидной гайки 9. Оси вращения изолирующего стержня 4, заземляющего электрода 5 и ось симметрии.скобы 3 совпадают с осью вращениявала 7 турбобура. Скоба 3 закреплена внутри стакана 10, который изолирует ее от корпуса 1 датчика. 40Электронная аппаратура включаетвходной усилитель-ограничитель 11,на вход которого подключен конденсатор 12, а на выход - формирователь13 импульсов, Выход формирователя 4513 подключенк модулирующему входумодулятора 14, вход несущей которогосоединен с генератором 15 звуковойчастоты, а выход связан через усилитель 16 мощности с кабельной линией 5017 связи,Скоба 3 подключена к источнику питания через сопротивление 18 и к конденсатору 12, .которые расположены в контейнере 2, через нижнйй гер.метичный ввод 19. Через верхний герметичный ввод 20 усилитель 16 мощности, расположенный с электронной 26 2аппаратурой в контейнере 2, соединен с кабельной линией 17 связи.Измерительный преобразователь, состоящий из изолирующего стакана 10, внутри которого установлена. скоба 3, а внутри последней в пол стержень 4 с электродом 5, соединенный с валом 7 турбобура, образуют систему двух электродов, один из которых подвижный, вращается совместно с валом 7 турбобура, а другой, неподвижный, закреплен на корпусе и подключен через сопротивление 19 к источнику питания электронной аппаратуры, установленной в контейнере 2.Между корпусом 1 устройства и кор" пусом контейнера 2 образован канал для протока промывочного раствора. Обязательным условием работы турбобура, частота вращения которого измеряется датчиком, является прокачка промывочного раствора, который заполняет пространство между скобой 3 и электродом 5, обеспечивая прохож дение через них электрического тока при подключении электронной аппаратуры к питающей сети. Величина тока зависит от расстояния между скобой 3 и флажком 6 электрода 5 и остается неизменной при неподвижном турбобуре. Если скоба 3 имеет П-образную форму, за один оборот вала 7 расстояние между скобой 3 и флажком 6 электрода 5 уменьшается до минимума два раза. При неебходимости увеличения числа ,измерительных импульсов за один оборот в стакане 10 может быть размещео на вторая сдвинутая на 90 скоба, аналогичная скобе 3 и соединенная с ней.Устройство работает следующим образом. Устанавливают устройство непосредственно над турбобуром, причем стержень 4 с электродом 5 устанавливаютна вал 7 турбобура и закрепляют. накидной гайкой 9 через основание 8 так,чтобы расстояние между флажком 6электрода 5 и внутренней стенкойскобы 3 было минимальным.В скважине при отсутствии прокачки бурового раствора вал 7 турбобура неподвижен, расстояние междускобой 3 и флажком 6 неизменно, и через них протекает ток постояннойвеличины при подключении электроннойаппаратуры к питающей сети через кабельную линию 17 связи,1222826 Заполненные звуковой частотой по- .сылки с выхода модулятора 14, причем ,частота этих посылок для предлагаемо" го устройства вдвое больше частоть.20 вращения вала 7 турбобура, поступаютчерез усилитель 16 мощности в кабельную линию 17 связи. Ток постоянной величины через скобу 3 и электрод 6 создает постоянное по величине падение напряжения на измерительном преобразователе, поэтому отсутствует сигнал, поступаю-. 5 щий через конденсатор 12, на вход усилителя-ограничителя 1.1.При вращении вала 7 турбобура расстояние между скобой 3 и флажком 6:электрода 5 изменяется от миниму ма до максимума, модулируя величину тока через измерительный преобразователь. На измерительном преобразователе образуется переменная составляющая падения напряжения, которая 15 через конденсатор 12 проходит на усилитель-ограничитель 11.Частота переменной составляющей . напряжения на измерительном преоб" разователе прямо пропорциональна частоте вращения вала 7 турбобура и превышает ее в два раза, так как в предлагаемом варианте установлен один электрод-скоба, который имеет П-образную форму.Усилитель-ограничитель 11 усиливает переменную составляющую напряжения, поступающую на его вход через конденсатор 12, а формирователь 13 импульсов формирует прямоугольный импульс с каждой полуволны переменного напряжения, пришедшего с выхода усилителя-ограничителя 11. Модулятор 14 заполняет импульсы с формирователя 13 звуковой частотой с генератора 15.1222826 Составитель Г. Алексеевадактор В. Петраш Техред И.Попович Корректор М. Максимишин г. Ужгород ППП "Пате фил роектн каэ 1682/31 ВНИИПИ и 113035Тираж Государст елам изоб осква, Ж 8 Подписнонного комитета СССРтений и открытийРаушская наб., д. 4/5