Датчик частоты вращения вала турбобура

(511 ТЕН относится к бурению и при проводке скважин. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения : Потенциал (72) М. Н. Салимон и В. И, Лагутин (53) 622.241.621.3 6.06 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР607960, кл. Е 21 В 45/00, 1978.Авторское свидетельство СССР197314, кл. 6 01 Р 3/42, 1965.Грачев Ю. В. и др. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. М.: Недра, 1968, с, 50.Авторское свидетельство СССР1222826, кл. Е 21 В 45/00, 1984.(54) ДАТЧИК ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ТУРБОБУРА(57) Изобретением.б. использовано Цель изобретения - повышение надежности работы датчика. Для этого датчик имеет чехол 9 из изоляционного материала, постоянный магнит, эксцентрично установленный на стержне (С) 2, катушку (К) 7 индуктивности с сердечником, подключенную к электронной аппаратуре 12. Один из полюсов магнита размещен внутри С 2, расположенного внутри соединенного с корпусом 1 чехла 9, выполненным в виде стакана. Внутри последнего размещена К 7, которая с С 2 расположены параллельно оси датчика. Для расширения эксплуатационных возможностей за счет обеспечения работоспособностей датчика в широком диапазоне вылета вала турбобура длина сердечника К 7 равна или больше диапазона вылета вала турбобура, а витки К 7 равномерно распо- Я ложены по всей длине сердечника. Такая конструкция датчика обеспечивает насыщение участка сердечника, расположенного напротив магнита в момент приближения по- С люса последнего к К 7, включенной в резонансный контур нагрузки генератора, форми1420140 рование импульсов напряжения в измери тельной цепи при каждом обороте вала Изобретение относится к области буре, ния, а именно к устройствам для измере. , ния частоты вращения вала турбобура, иможет быть использовано при проводке скважин для получения достоверной и оперативной информации о режиме работы турбобура.Белью изобретения является повышение надежности работы датчика и расширение эксплуатационных возможностей за с .ет обеспечения работоспособности датчика в широком диапазоне вылета вала турбобура.На фиг. 1 представлен датчик частоты вращения вала турбобура, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема включения измерительной катушки индуктивности.Датчик частоты вращения вала турбобура содержит корпус 1, немагнитный стержень 2, укрепленный на валу 3 турбобура 4 накидной гайкой 5, постоянный магнит 6, размещенный в стержне 2 эксцентрично одним из полюсов внутрь стержня 2, и катушку 7 индуктивности.Катушка 7 выполнена на насыщающем.ся полем якоря ферромагнитном сердечнике, по длине равном диапазону возможных вылетов вала 3 турбобура 4, витки ее равномерно распределены по длине сердечника.Катушка индуктивности с сердечником размещена в цилиндрическом патроне 8, который заформован внутри чехла 9, выполненного заодно с соединительным кабелем 10 из изоляционного материала, например резины. Чехол 9 укреплен в металлической корзине 11, в свою очередь, прикрепленной к корпусу 1, в котором размещается электронная аппаратура, блок 12 с генератором. Один вывод катушки 7 индуктивности по кабелю 10 подсоединен к электронной аппаратуре, а второй винтом 13к металлической корзине 11, а через нее к земле.Катушка 7 индуктивности с конденсатором 14 образует резонансный контур, настроенный на частоту генерации генератора 5. К общей точке катушки 7 индуктивности и конденсатора 14 подключен вход детектора 6, выход которого соединен с входом усилителя-формирователя7.Датчик частоты вращения вала турбобура работает следующим образом,турбобура с частотой, соответствующей частоте вращения вала. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Г 1 ри вращении вала 3 турбобура 4 сним вращается и стержень 2 с укрепленным на нем якорем 6. При приближении полюса магнита 6 к катушке 7 участок сердечника катушки 7, расположенный напротив магнита 6, насыщается, При этом резкопадает величина индуктивности катушки 7,что приводит к изменению резонанснойчастоты контура, образованного катушкой 7и конденсатором 14, и следовательно, к резкому уменьшению напряжения частоты генератора 15 на катушке 7. Продетектированное напряжение с катушки 7 усиливаетсяусилителем 17.При удалении магнита 6 от катушки 715 сердечник выходит из насыщения, индуктивность катушки 7 увеличивается, контур входит в квазирезонансный режим и напряжение на нем резко увеличивается. Такимобразом формируется импульс напряженияпри каждом обороте вала турбобура.Изменение индуктивности остается одинаковым независимо от участка насыщениясердечника катушки 7, так как ее витки расположены равномерно по всей длине сердецника, Таким образом, применение катуш 25 ки с длинным сердечником делает независимыми результаты и качество измерений отфактического вылета вала турбобура, а также от изменения положения конца вала,которые могут быть значительными в процессе выработки опор турбобура, Кроме того,амплитуда выходного импульса определяетсятолько выходным напряжением генератора ине зависит от скорости вращения, вплоть доинфранизких ее значений,Расположение якоря в нема гнитномстержне эксцентрично, одним из полюсовмагнита внутри стержня позволяет изолировать один из полюсов якоря от бурового раствора, что исключает шунтированиеполя якоря ферромагнитными компонентами, содержащимися в буровом растворе.40 При концентрации имеющихся в раствореферромагнитных включений на свободном полюсе якоря создаются условия, улучшающиехарактеристики работы датчика, так какуменьшается зазор между якорем и катушкой индуктивности, что способствует повы 45 шению чувствительности датчика.Размещение катушки индуктивности с сердечником параллельно оси датчика междунемагнитным стержнем с якорем и корпусомтурбобура в чехле из изоляционного материала, прикрепленном к корпусу, обеспечивает насыщение участка сердечника, расположенного напротив магнита, в моменты приближения полюса магнита к катушке, включенной в резонансный контур нагрузки генератора, изменение ее индуктивности и как следствие этого формирование импульсов напряжения в измерительной цепи при каждом обороте вала турбобура с частотой, соответствующей частоте вращения вала турбобура.Выполнение изоляционного чехла в виде стакана, в стенке которого размещена катушка индуктивности с сердечником, и расположение нема гнитного стержня внутри стакана позволяет обеспечить более надежную работу датчика в условиях быстро движущегося потока бурового раствора за счет того, что стакан является преградой для прямого попадания потока раствора в рабочую зону датчика, цто дополнительно уменьшает попадание в эту зону ферромагнитных включений, содержащихся в растворе.фор иуда изобретения1, Датчик частоты вращения вала турбобура, содержащий полый цилиндрицеский корпус, внутри которого размещен контейнер с электронной аппаратурой, стержень, соединенный с валом турбобура, отличающшкя тем, что, с целью повышения надежности работы датчика, он снабжен чехлом из изоляционного материала, постоянным магнитом, эксцентрично установленным на стержне, и катушкой индуктивности с сердечником, подключенной к электронной аппаратуре, при этом один из полюсов магнита размещен внут ри стержня, расположенного внутри соединенного с корпусом чехла из изоляционного материала, в стенке которого размещена катушка индуктивности, причем катушка индуктивности и стержень расположены параллельно оси датчика,152. Датчик по п. 1, отличающийся тем, цто,с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет обеспсцепия 1,абооспособности датчика в широком диапазоне вы лета вала турбобура, длина сердечника катушки ипдуктивности равна или больше диа.пазона вылета вала турбобура, а витки катушки индуктивности равномерно располо.жены по всей длине сердечника.3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, цточехол выполнен в виде стакана.