Способ определения работы талевого каната и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ Союз Советских Социапистических Республик(5)м, кл 3 Е 21 В 45/00 Государственный комитет ССС Р но делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 300931 72) Авторы изобретения А.А,Саидов, Д.Д.Ахмадов, Л.М.Осмоло-Ю-.М-дунаед,. роэненский ордена Трудового Красно ефтяной институт им. акад. М.Д.Мил(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТЫ ТАЛЕВОГО КАНАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Изобретение отнотельной технике и мзовано для учета ратов как при бурениивых скважин, так итехники, где применнаты.Изв р н ится к иэм жет быть и оты талевы нефтяных других о ются тале ери" споль х канагазоластях ые каый ый пр и оп особ подсчеалевым кана" еняется как рубежом (1 деляется по асчет олнен широк е, та работ естен оты вып оторый й стра етодом е: И а Этифор 4и МЬ уб, к м. талев 2ределениярактикендйкатораов. Боль"ость дан боты, вы-. Кромеведутсяподготовбуровой , 3 где п - количество свечей;с 1 - вес 1 м бурильных трЬ - средняя длина свечиМ - вес подвижной частисистемы, кГ,Исходными данными для опработы талевого каната.на пслужат суточйые диаграммы ивеса рапорта буровых мастершая громоздкость и трудоемкного способа определения раполненной канатом, очевиднытого, как правило, расчетыпо монограммам и таблицам,ленным для одноступенчатой 2колонны, определенной оснастки иподвижной части талевой системы. Однако условия глубокого бурения требуют применения составного инструмента, состоящего иэ труб разногодиаметра с разной толщиной стенок итяжелого низа.Поэтому определениеработы талевого каната по указанномуспособу приводит к значительным ошиб 30 кам.Известен способ измерения работыталевого каната, по которому измеряют вес бурового инструмента по величине натяжения неподвижной части та 15 левого каната и одновременно измеря- Яют перемещение талевого каната, а за- Г; тем осуществляют непрерывное интегрирование произведения величин и веса ой бурового инструмента н его перемеще 0 ния 2.Осуществляется это с помощью механизма, включающего сельснн-датчик иприемник вееа инструмента, сельсиндатчик и приемник перемещения буро 5 вого инструмента, счетно-решающийблок и отсчетный блок, при этом вколичестве счетно-решающего блока использован шаровой интегратор, фракцион которого соединен с сельсин-приО емником перемещения инструмента через(8) а число импульсов, поступающих в логический блок 4, составитФе%одаби:У Р:У " .Р.: - .Р.Е, (9)г ооЕоФЕоТогда, йолный отсчет счетчика за период действия амплитуды колебаний канатакЙк=, Е;: - 7Р; (10)4.ДЕо, 4 о Е, . ДЕ;о Ьоф" ЕоКорректировку масштаба работы колебаний и поступательного перемещения осуществляют делением частоты колебаний, для.чего коэффициент делениячастоты делителя 6 выбирают равнымотношению длины дискретного отрезкапути ь Е к пороговому значению амплитуды колебаний канатаКд= (11)"еоПри бесконечном увеличении числадискретных отсчетов предел .этого отсчета стремится к величине работыколебательных перемещений каната безучета их знака и изменений усилия запериод. Действительно6 О Р. ; =Р 1 У 11 д Ф,и Фф Ь 1 оМгде Иф - реактивная энергия колебаний с учетом постоянстваР;Таким образом, при отсутствии поступательных перемещений каната отсчет М,определяет работу за счетколебаний каната, а при малой амплитуде колебаний и больших перемещенияхотсчет Н определяет работу поступательного, перемещения каната. Первыйотсчет имеет место при отсутствии быстрых перемещений, например, в процессе бурения твердых пород, второйпри быстрых перемещениях, например,.при спуско-подъемных операциях, Суммарный отсчет работы талевого каната,,интегрируемый счетчиком. 9, характеризует работу каната как поступательного перемещения каната, так и работу каната, совершаемую в процессеего колебаний, что позволяет строгоконтролировать моторесурс,талевыхканатов.Применение данного способа позволяет определить фактическую работуталевого пласта, что в свою очередьпбзволяет рационально эксплуатировать канаты, выдавать рекомендации,по оптимальному перепуску каната в1 соответствии с отработанным:ресур 15 М =Р 4 с )(4) где ь - постоянный коэффициент с размерностью времени. 20При поступательном перемещении каната на, выходе датчика 2 пути появля" ются импульсы, число которых Пя равно количеству дискретных отрезков пути ь25Данные импульсы через логический блок 5 воздействуют на логический блок 4, после чего тот выдает серию счетных импульсов с управляемого генератора 8 с .частотой й за время АС. . Данные импульсы поступают на счетчик 9 импульсов. Отсчет счетчика 9 за один импульс датчика путииф о Ас оПолный отсчет счетчика за время поступательного перемещения каната(6)Уо-1При бесконечном увеличении числа дискретныхотсчетов предел этого от счета стремится к интегралу произведения одновременно контролируемых усилий и поступательных перемещений каната. Действительно, при подстановке в (6) значений и; из (5) и введе" йии Ь В под знак суммы получимсе и,ф . (7)е О " АЕ рае,Ъ-файф"фоПолучаемые отсчеты характеризуют работу поступательного перемещения каната. В процессе бурения талевый канат имеет значительные колебания; Синхронно с помощью датчика 3 иэмаряют амплитуду и частоту колебаний каната, по которым вйчислявт дополни- тельную величину работы, совершаеыув талевьд 4 канатом в процессе его колебаний, и величина данной работы суммируется с работой поступательного перемещения каната. Уровень амплиту- Щ ды колебаний каната достигает значительных величин, а когда амплитуда колебаний Ф превышает пороговое Эиачение о"вона выходе датчика амплитуды и частотй колебаний каната появляет ти, а второй выход этого же датчика через преобразователь 7 амплитуды колебаний каната в напряжение постоянного тока и управляемый генератор 8 связан с блоком логического управления по .каналу усилия, к которому подключен счетчик 9 импульсов.Устройство работает следующим образом.Усилие, воздействующее на канат, непрерывно контролируется датчиком 1 усилия, а поступательное перемещение каната датчиком 2 пути, Выходной сигнал датчика 1 подается на блок 4,где преобразуется во временной интервал А 1;, строго пропорциональный величине усилия действующего на канатРся дискретный сигнал с частотой Йсоответствующей частоте колебаний каната, а на выходе преобразователя 7напряжение, пропорциональное амплнту"де колебаний каната, которое поступает на вход управляемого генератора 8,В результатечастота генератора 8будет пропорциональна амплитуде колебаний8680 54 Формула изобретения Составитель Г.Даниловдедактор П.Макаревич ТехредИ,Асталош КорректорМ.Демчик/Зб Тираж 630 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, з 8 Подписнкомитета СССРи открытийаушская наб.,д,4/5 ПП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ил сом,так как преждевременные перепускй ведут к перерасходу каната, а задержки перепуска ведут к тяжелым авариям, Экономическая эффективность отвнедрения данного способа достигается эа счет сокращения расхода канатапри бурении. Ориентировочный экономический эффект от внедрения одногокомплекта устройства составляет27,3 тыс.р. в год. 1, Способ определения работы талевого каната, основанный на непрерывном интегрировании произведений усилий на поступательные перемещенияканата, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерения, дополнительно одновременно измеряют амплитуду и частоту колебанийканата и определяют работу, совершаемую канатом в процессе его колебаний,2. Устройство для осуществленияспособа по п, 1, включающее датчик усилия, .подключенный через блок управления по каналу усилия к счетчикуимпульсов и датчик пути, подключенный через блок управления по каналупути к блоку управления по каналуусилия, о т л и ч а ю щ е е с я, тем,что оно снабжено датчиком амплитудЫи частоты колебаний каната, делителем частоты, преобразователем и управляемым генератором, при этом датчик амплитуды и частоты колебаний каната подключен через последовательносоединенные преобразователь и управляемый генератор к блоку управленияпо каналу усилия и подключен%к блокууправления по каналу пути через дели-., 15 тель частоты. Истбчники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Брентди Д.Е. Справочник по ро 2 О торному бурению. М.,фНедра, 1964,2. Авторское свидетельство СССРР 243538, кл. Е 21 В 45/00, 1967,3. Авторское свидетельство СССРР 208081, кл. С 05 В 11/26, 1966