Датчик контроля положения замка бурильной колонны

 

ДАТЧИК КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЗАМКА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ, содержащий корпус, ползун, подпружиненный шток и выключатели, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе он снабжен шарнирно закрепленными на подпружиненном штоке двумя рычагами равной длины, связанными между собой планкой через шарниры и образующими параллелограмм, при этом в ползуне выполнено окно, в котором установлены рычаги, а планка расположена с возможностью взаимодейств я с выключателями , размещенными на корпусе.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК з(51) Е 21 В 1900

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СР 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3463330/22-03 (22) 05.07.82 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) Ф. С. Лыс, Г. Б. Михайлов и Б. В. Малин (71) Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизации глубокого разведочного бурения Всесоюзного промышленного объединения «Союзгеотехника» (53) 622.242 (088.8) (56) 1. Котляров А. М. Автоматизация буровых агрегатов. М., «Недра», 1971, с. 103—

111.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3314065, кл. Е 21 В 19/00, 27.01.82 (прототип) .

„„SU„„1078023 А (54) (57) ДАТЧИК КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЗАМКА БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ, содержащий корпус, ползун, подпружиненный шток и выключатели, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе он снабжен шарнирно закрепленными на подпружиненном штоке двумя рычагами равной длины, связанными между собой планкой через шарниры и образующими параллелограмм, при этом в ползуне выполнено окно, в котором установлены рычаги, а планка расположена с возможностью взаимодействуя с выключателями, размещенными на корпусе.

1078023

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам автоматизации спуско-подъемных операций в бурении.

Известна автоматизированная буровая установка с устройствами для останова колонны бурильных труб (1).

Однако такие установки не имеют устройств для контроля положения замка.

Известно устройство для спуско-подъема бурильных труб, содержащее датчик контроля положения замка бурильной колонны, выполненный в виде ползуна, размещенно5

ro в корпусе, и связанных между собой гиджение замка); на фиг. 3 — то же, замок выше уровня; на фиг. 4 — то же, замок ниже уровня.

Датчик контроля состоит из корпуса 1, внутри которого размещен ползун 2 с двумя упорами 3 и 4. Внутри ползуна 2 установлен шток 5, имеющий в передней своей части щуп 6 с двумя ступенями 7 и 8.

Шток 5 подпружинен относительно ползу50 на 2 пружиной 9. Ползун 2 связан со што- Б ком 10 гидроцилиндра 11, установленного на корпусе 1. На штоке 5 шарнирно установлены два равных по длине рычага 12 роцилиндров, при этом внутри ползуна установлен подпружиненный относительно него шток, взаимодействующий с одной стороны, с выключателями, установленными на ползуне, а с другой стороны шток снабжен ступенчатым щупом (2).

Однако датчик положения замка бурильной колонны данного устройства имеет су- 20 щественный недостаток, заключающийся в том, что выключатели установлены на подвижном ползуне, к ним подведен кабель, который постоянно находится в движении и поэтому часто выходит из строя (нарушение изоляции, разрывы и т. и. за счет изгиба, закрутки), вызывая тем самым сбои в подаче сигналов, сбои в работе автоматизированной буровой установки в целом.

Целью изобретения является повышение 3п надежности его в работе.

Указанная цель достигается тем, что датчик контроля положения замка бурильной колонны, содержащий корпус, ползун, подпружиненный шток и выключатели, снабжен н арнирно закрепленными на подпружиненном штоке двумя рычагами равной длины, связанными между собой планкой через шарниры и образующими параллелограмм, при этом в ползуне выполнено окно, в котором установлены рычаги, а планка расположена с возможностью взаимодейст 4б вия с выключателями, размещенными на корпусе.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид датчика, разрез; на фиг. 2 — положение датчика относительно торца муфты зам- 4 ка бурильной колонны (номинальное полои 13, к которым шарнирно крепится планка 14. Рычаги 12 и 13 размещены в окне 15 ползуна 2. Выключатели 16 и 17 установлены на корпусе 1. К выключателям 16 и 17 подключен кабель 18, неподвижно закрепленный на корпусе 1.

Датчик предназначен для контроля положения замка 19 бурильной колонны и установлен на механизме свинчивания-развинчивания (не показан) .

Датчик работает следующим образом.

При подъеме колонны, когда замок 19 бурильной трубы окажется против плашек зажимных устройств, служащих для перехвата и отвинчивания труб (механизм удержания бурильной колонны и механизм свинчивания-развинчивания не показаны), колонна останавливается, перехватывается, верхняя труба (свеча) отвинчивается и приподнимается. После этого подают давление в поршневую полость гидроцилиндра 11.

Шток 10 перемещает ползун 2 со штоком 5 и щупом 6 к замку 19. Щуп 6 при своем движении вперед упирается в замок 19.

Здесь возможны три основных положения (фиг. 2 а, б и в).

На фиг. 2 а изображена остановка замка 19 в номинальном положении. В этом случае в муфту замка 19 упирается ступень 7 щупа 6, а ползун 2 продолжает движение вперед до тех пор, пока упор 4 не коснется замка 19. При этом ползун 2 переместится относительно щупа 6 на величину от ступени 7 до упора 4, а рычаг

12, связанный со штоком 5, повернется за счет воздействия на него стенки паза, ползуна 2, поворачивая вместе с собой рычаг 13, связанный с рычагом 12 планкой 14. Планка 14 переместится параллельно самой себе и нажмет на выключатель 17, который сработает и пошлет сигнал на продолжение работы по подъему бурильной колонны, а именно: на перемещение отвинченной трубы (свечи) с оси скважины и подъем колонны на длину трубы (свечи) для отвинчивания следующей трубы (свечи).

Если замок 19 находится выше номинального уровня (фиг. 2 б), то в замок 19 упирается ступень 8 щупа 6, а ползун 2 продолжит движение вперед до тех пор, пока упор 3 не коснется щупа 6. В этом случае ползун 2 переместится относительно щупа 6 на величину от щупа 6 до упора 4, а так как расстояние от щупа 6 до упора 4 больше, чем от ступени 7 до упора 4, то планка 14 переместится параллельно самой себе на большую величину и нажмет на выключатели 16 и 17, которые сработают и пошлют сигнал на остановку подъема бурильной колонны в автоматическом режиме. Отвинченную трубу (свечу) приспускают, свинчивают с колонной, после чего колонну опускают до номинального положе1078023 з ния замка 19 и повторяют все операции по развинчиванию.

Если же замок 19 находится ниже номинального уровня (фиг. 2 в), то в замок 19 сначала упирается упор 4, а щуп 6 не касается замка. При этом никаких перемещений планки 14 не происходит и выключатели 16 и 17 не переключаются, но в гидроцилиндре 11 повысится давление, что явится сигналом, свидетельствующим о положении замка 19 ниже номинального уровня, а также и сигналом на остановку подъема бурильной колонны. После этого отвернутую трубу (свечу) приспускают, свинчивают с колонной, а затем колонну приподнимают до номинального положения замка 19 и повторяют все операции по раз- 15 винчиванию.

Предлагаемый датчик выдает сигналы в систему управления автоматизированной буровой установкой о любых возможных положениях торца муфты замка (номинальное, выше номинального, ниже номинального), а механизм щупа не показывает положения замка выше номинального, что приводит к сбоям в работе установки.

Кроме того, датчик и кабель механизма щупа перемещаются совместно с кареткой ключа, что приводит к обрывам кабеля и нарушениям цикла работы установки, а в предлагаемом датчике выключатели установлены на корпусе неподвижно, к ним также неподвижно подсоединен кабель, который в процессе работы не изгибается не трется, что обеспечивает большую надежность в работе предлагаемого датчика.

Для предлагаемого датчика характерно также наличие индивидуального привода, позволяющего работать только приводом датчика, не используя для этих целей мощный привод каретки низкомоментного ключа механизма свинчивания-развинчивания.

1078023

Редактор Л. Гратилло

Заказ 888/22

Составитель И. Карбачинская

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4