Устройство для измерения глубины скважины

(9) (М ЪС,.рЬЩЕф "1И НИ ТЕНИ ТЕЛ ЬСТВ измерения урения, соним иЗме , редуктор подсветку ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С(71) Институт горного дела им, А.А,Скочинского(56) Авторское свидетельство СССР М 798281, кл. Е 21 В 47/04, 1977,Авторское свидетельство СССР Кз 234296, кл, Е 21 В 47/04, 1967.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к горной авто-. матике, а более конкретно к средствам для автоматического измерения глубины, и может быть использовано для измерения глубины скважин, для отслеживания уровня воды, нефти или солевого раствора в скважинах, для измерения длины выдвижки бурового става или бурильной колонны, для измерения выдвижки штока и т,д, Целью Изобретение относится к горной автоматике, а более конкретно к средствам для автоматического измерения глубины, и может быть использовано для измерения глубины вертикальных и наклонных скважин, для отслеживания уровня воды, нефти или солевого раствора в скважинах, для измере- ния длины выдвижки бурового става или буровой колонны, для измерения выдвижкиштока и т.д. Известно устройство для глубины скважин в процессе б держащее корпус и связанные с рительный и прижимной ролики сельсины, счетчик и шарнирную 01 В 3/28//Е 21 В 47/04 изобретения является повышение информативности, Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения глубины скважин, содержащее вращающийся барабан с намотанным на него мерным шнуром с грузом на конце, счетчик длины и тормозной механизм, снабжено электродвигателем с фрикционной муфтой, двумя направляющими роликами, шарнирным рычагом с опорным роликом на конце, пружиной и концевым выключателем, причем тормозной механизм выполнен в вйде стакана с шариками, зажимающимися винтом,мерный шнур пропущен через стакан с шариками и натянут на направляюгщие ролики, шарнирный рычаг упирается в кнопку концевого выключателя и пружиной отжат от кнопки к мерному шнуру между направляющими роликами через опорный ролик, при этом вал электродвигателя через фрикционную муфту соединен с валом вращающегося барабана, 1 ил,связанную с ротором бурильной установки, причем корпус установлен на шарнирной подсветке при помощи опорного подшипника.Недостатком известного устройства является высокая стоимость и низкая надежность при измеренииглубины скважин.Известно устройство для измерения глубины скважин, включающее калиброван-, ный ролик, баоабан, измерительный шнур, , счетчик оборотов,рукоятку со свободным ходом и рьчажный пружинный тормоз, вы" полнекный в виде системы рычагов, сОединенных с реГулировочным винтом и роликомвзаимодействующим с измерительным шнуром.ной для регулирования усилий прижатия к 25 30 Недостатком известного устройства является невозможность отслеживания с его помощью изменяющейся во времени глубины скважины,Целью изобретения является повышение информативности за счет определения глубины скважины в любой момент време йи.Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения глубины скважины, содержащее основание, размещенный на нем барабан с намотанным на него мерным шнуром, привод вращения барабана, счетчик длины шнура и механизм торможения шнура, снабжено размещенными на основании концевым выключателем, кине" матически связанным с приводом, шарнирно закрепленным однгм концом на основании рычагом, предназначенным для взаимодействия с выключателем, роликом, закрепленным на другом конце рычага и предназначенным для взаимодействия со шнуром, упором и пружиной, размещенной мех, у упором и рычагом и предназнаценшнуру, механизм торможения выполнен в виде стакана, в стенках которого выполнены два диаметрально противоположных отверстия, через которые пропущен мерный шнур, шариков, заполняющих стакан, и раз мещенного с возможностью осевого перемещения в полости стакана средства длярегулирования усилия поджатия шариков к шнуру На чертеже схематически показано устройство для измерения глубины скважин в разрезе.Устройство для измерения глубины скважин содержит, вращающийся барабан 1 с намотанным на него мернылл шнуром 2 с грузом 3 на конце, счетчик 4 длины, тормозной механизм 5,Привод вращения барабана выполнен в виде электродвигателя б с фрикционной муфтой 7, В состав устройства входят два направляющих ролика 8 и 9, рыцаг 10 с опорныгг роликом 11 на конце, пружина 12 и концевой выключатель 13, Тормозной механизм 5 выполнен в виде стакана 14 с шариками 15, зажимающимися винтом 16. Меоный шнур 2 пропущен через стакан 14 с шариками 15 и натянут иа направляющие ролики 8 и 9. Рычаг, 10 упирается в кнопку 17 концевого выключателя 13 и пружиной 12 отжат от кнопки 17 к мерному шнуру 2 между.йаправляющими роликами 8 и 9 через опорный ролик 11, Вал электродвигателя 6 через фрикционную муФту 7 соедйнен с валом вращающегося барабана 1. 5 О 15 20 Счетчик 4 длины закреплен на валу измерительного ролика 18, Мерный шнур 2перекинут через ролик 19 измерения направления движения, Пружина 12 установлена между рычагом 10 и упором 20 смеханизмом регулировки отжима рычага,выполненным в виде винта 21 с гайкой 22,Концевой выключатель 13 имеет подпружиненную кнопку 17, упирающуюся на нормально замкнутый контакт 23, посредствомкоторого истоцник 24 питания подключается к электродвигателю б, Рычаг 10 вращается вокруг опоры 25,Перед пуском устройства его:остируют(регулируют), Выбирают фрикционную муфту 7, которая при включении электродвигателя 6 обеспечивает натяжение мерногошнура 2 пои его наматывании на вращающийся барабан с силой Р, Тормозной механизм 5 винтом 16 регулируют так,чтобы онобеспечивал силу Р при протягивании мерного шнура 2 через стакан с шарикамименьшую, цем сила Р, например, Г = 0,5 Е,Если устройство предназначено для измеренля глубины сухих скважин, то вес Р груза3 выбирают из условия Р. Р+ Р, что обеспечит погружение груза 3 в скважину, преодолевая силу Р фрикционной муфты 7 исиду Рт тормозного механизма 5,Если же устройство предназначено дляизмерения уровня воды (нефти) в скважине,то вес Р груза 3 выбираю". из условий Р Р+(нефти), Зти условия обеспечивают; опускание груза 3 в скважину до его погружения вводу (нефть), преодолевая силу Г фрикционной муфты 7 и силу Р тормозного механизма 5 за счет выполнения условия РР+(нефти) в скважине за счет выполнения условияРт+ 1 8На этом процесс регулировки устройсгва для измерения глубины скважин заканчивается.Работа устройства осуществляется следующим образом,Груз 3 направляют. в скважину, Груз 3начинает опускаться в скважину, увлекая засобой мерчый шнур 2; на уцастке междунаправляющими роликами 8 и 9 мерныйшнур 2 натянут силой Р со стороны грузаи силой Р+ Г со стороны барабана ичерез опорный ролик 11 давит на рычаг 10,поеодолевая силу пружины 12 (которая приэтом. сжата), рычаг 10 давит на кнопку 17концевого выключателя 13, нормально зам, кнутый контакт 23 при этом выключен и напряжение из источника 24 питания непоступает к электродвигателго; так как Р Р++ Рт то груз 3 опускается, мерный шнур 2проходит между шариками 15 тормозного щается назад справа налево. В первом слмеханизма 5 в о.в . первом слулик 1 т, вращает измерительный ро- чае счетчик 4 длины вращается по часв о. - овои8 (так как мерный шнур 2 делает петлю стрелке и суммирует глубину скважины. Вона измерительном ролике 18) и установлен- втором случае счетчик 4 (и измерительныйный на его валу счетчик 4 длины (в простей ролик 18) вращается против часовой стрелшем случае в качестве счетчика 4 длины ки и вычитает свои показания о гл бинеиспользуется реверсивный механическийскважины. Таким образом, в любой моментсчетчик числа оборотов), мерный шнур 2 времени показания счетчика будут указысматывается с вращающегося барабана 1, вать на глубину нахождения груз 3р цесс продолжается до тех пор, пока груз 10 скважине. Устройство будет непрерывно3 не йь вно от.доидетдо забоя скважины илидо уров- спеживать изменяющуюся во времени глуня воды (нефти) в скважине, бину скважины, причем в отслеживанииКак только груз 3 достигнет дна сква- участвуют все введенные в устройство узлыжины, илиже начнЕт подниматься, то он . и детали,перестанет натягивать мерный шнур 2, ко Техническими преимуществами предторый ослабится. Пружина 12 отожмет ры- поженнога устройства по сравнению с извечаг 10 (вверх ипи налево, т,е, против стными являются: низкая стоимость,часовой стрелки вокруг опоры 25), мерный высокая надежность по внезапным отказам,шнур 2 искривится между направляющими более широкие функциональные возможнороликами 8 и 9, кнопка 17 концевого выклю сти за счет отслеживания изменяющейся вочателя 13 под действием собственной пру- время глубины скважины, Стоимость преджины поднимется, нормально замкнутый локенного устройства на 22 руб. ниже стоконтакт 23 замкнется и подключит источник имости базового обьекта. При выпуске 5000питания 24 к электродвигателю б, Электро- устройств в год суммаоный годовой эконодвигатель б через фрикционную муфту 7 25 мический эффект составит 110 тыс. руб.вращает барабан в противоположную сторону (по сравнению с направпением, когда Ф о р м у л а и з о б р е т е н и ямерный шкур 2 сматывался с барабана 1 Устройство для измерения глубиныпри опускании груза 3 в скважину). Мерный скважины, содержащее основание, размешнур 2 будет наматываться на барабан 1 до 30 щенный на нем барабан с намотанным натех пор, пока груз 3 не начнет подниматьсянего мерным шнуром, привод вращения банад дном скважины (или выходить из воды рабана,.счетчик дпиьгы шнура и механизмили нефти в скважине). Как только груз на- тормокения шнура, о т ли ч а ю щ е е с ячнет подниматься, силы Р,и (Р+ Р) урав- тем, что, с целью повышения информативняются, мерный шнур 2 натянется между 35 ности, оно снабжено размещенным нароликами 8 и 9, опорный ролик 11 опустит- основании концевым выключателем, кинеся, поворачивая шарнирный рычаг 10 по ча- матически связанным с приводом, шарсовой стрелке, рычаг 10 надавит на кнопку нирно закрепленным одним концом на17, контакт 23 разорвется и электродвига-основании рычагом, предназначенным длятель 6 остановится, 40 взаимодействия с выключателем, роликом,Нарушить равновесие РБ=(Р+ Е) воз- закрепленным на другом конце рычага иможно в двух случаях: дно скважины (уро- предназначенным для взаимодействия совень воды или нефти в скважине) начнет шнуром, упором и пружиной, размещеннойопускаться до момента РГ+ Рт. При этом между упором и рычагом и предназначенгруз начнет Опускаться и все будет происхо ной дпя регулирования усилия поижатиядить, как описано; дно скважины (уровень ропика к шнуру, механизм торможения выводы или нефти) начнет подниматься до мо- попнен в виде стакана; в стенках которогомента РвР - Гт, При этом снова включится выполнены два диаметрально противопоэлектродвигатель б и начнет сматывать ложных отвеостия, через которые пропущенна барабан 1 провисаюшую(лишнюю) часть 50 мерный шнур, шариков, заполняющих стамерного шнура 2 кан, и.размещенного с возможностью осеПри опускании груза мерный шнур 2 вого перемещечия в полости стаканаперемещается слева направо на чертеже, средства для регулирования усилия поджапри поднятии груза мерный шнур 2 переме- тия шариков к шнуру.551755030 Составитель И,Гейхманедактор С,Спесивых Техреду, М.Моргентал Корректор Т,Палий но-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Проиэво Заказ 2881 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раущская наб., 4/Б