Устройство для стабилизации нагрузки на долото

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО, содержащее гидравлический измеритель веса, вькод которого соединен с трубкой Бурдона, свободный конец которой установлен с возможностью воздействия на заслонку сопла, вход которого соединен с выходом редуктора давления, выход сопла подключен к первому входу основного пневматического командного клапана, второй вход которого соединен с выходом регулятора давления, пневматический двигатель, вал кото-, рого соединен с ведущим звеном планетарного редуктора, на выходном валу, .которого укреплен шкив с тросом , свободный конец которого прикреплен к рукоятке тормоза барабана буровой лебедки, и элемент обратной связи, взаимодействующий с барабаном буровой лебедки посредством фрикционного колеса, прижимаемого к реборде барабана посредством пневматического цилиндра, вход которого подключен к входам регулятора и редуктора давления, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности путем увеличения плавности подачи долота, оно снабжено пнев-, моклапаном включения шинно-пневматической муфты, пневмоклапаном автоматического отключения устройства при подъеме долота, ппневмоклапаном, предохраняющим долото от перегрузки, пневмоклапаном, предохраняющим от внезапного резкого уменьшения нагрузки на долото, пневматическим командным клапаном, причем первый вход пневмоклапана автоматического отключения устройства при подъеме долота и вход пневмоклапана вклн)чения шинно-пневматической муфты подключены к пневмосистеме буровой установки, первый выход пневмоклапана включения шинно-пневматической муфты, второй (Л выход которой подключен к шинно-пневматической муфте, соединен с управляющим входом пневмоклапана автоматического отключения устройства при подъеме долота, выход которого подключен к входам редуктора давления, регулятора давления и пневматичесОд кого цилиндра, при этом выходы сопла ГО и основного пневматического команд ;о ел ного клапана соединены с соответствующими входами пневматического клапана , предохраняющего долото от пере 4 грузки, выход которого соединен с входом пневматического двигателя, а выход пневматического команднохо клапана, вход которого подключен к выходу редуктора давления, соединен с входом пневматического клапана, предохраняющего от внезапного резкого уменьшения нагрузки на долото, первый выход которого соединен с атмосферой, а второй выход подключен к входу пневматического двигателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4() Е 21 1В 45/00.-.г

Ъ "-" - "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

j, ф

1 @ ай

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3697591/22-03 (22) 07.02.84 (46) 23.06.85. Бюл. Ф 23 (72) В.И.Яничкин и Ю.M.Îðëoâ (7 1) Андижанское специальное проектно-конструкторское бюро В-.есоюэного объединения "Союзнефтеавтоматика" (53) 622.24 (088.8) (56) Проспект фирмы "Мартин Деккер" на устройство подачидолота "Sa

Авторское свидетельство СССР

В 953194, кл. Е 21 В 45/00, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО, содержащее гидравлический измеритель веса, выход которого соединен с трубкой Бурдона, свободный конец которой установлен с возможностью воздействия на заслонку сопла, вход которого соединен с. выходом редуктора давления, выход сопла подключен к первому входу основного пневматического командного клапана, второй вход которого соединен с выходом регулятора давления, пневматический двигатель, вал которого соединен с ведущим звеном планетарного редуктора, на выходном валу, .которого укреплен шкив с тросом, свободный конец которого прикреплен к рукоятке тормоза барабана буровой лебедки, и элемент обратной связи, взаимодействующий с барабаном буровой лебедки посредством фрикционного колеса, прижимаемого к реборде барабана посредством пневматического цилиндра, вход которого подключен к входам регулятора и редуктора давления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьппения надежности путем увеличения плавнос„„SU „,; 1162954 А ти подачи долота, оно снабжено пнев-, моклапаном включения шинно-пневматической муфты, пневмоклапаном автоматического отключения устройства при подъеме долота, ппневмоклапаном, предохраняющим долото от перегрузки, пневмоклапаном, предохраняющим от внезапного резкого уменьшения нагрузки на долото, пневматическим командным клапаном, причем первый вход пневмоклапана автоматического отключения устройства при подъеме долота и вход пневмоклапана включения шинно-пневматической муфты подключены к пневмосистеме буровой установки, первый выход пневмоклапана включения шинно-пневматической муфты, второй выход которой подключен к шинно-пневматической муфте, соединен с управляющим входом пневмоклапана автоматического отключения устройства при подъеме долота, выход которого подключен к входам редуктора давления, регулятора давления и пневматического цилиндра, при этом выходы сопла и основного пневматического командного клапана соединены с соответствующими входами пневматического клапана, предохраняющего долото от перегрузки, выход которого соединен с входом пневматического двигателя, а выход пневматического командного клапана, вход которого подключен к выходу редуктора давления, соединен с входом пневматического клапана, предохраняющего от внезапного резкого уменьшения нагрузки на долото, первый выход которого соединен с атмосферой, а второй выход подключен к входу пневматического двигателя.

1162954

Изобретение относится к средствам автоматизации процессов бурения, в частности к устройствам для автоматического поддержания заданной величины осевой нагрузки на долото при 5 турбинном и роторном бурении.

Цель изобретения — повышение надежности путем увеличения плавности подачи долота.

Осуществление питания предлагае- 1О мого устройства через клапан, управляемый от клапана включения шиннопневматической муфты, новые связи между отдельными элементами устрой— ства,а также совмещение исполнительного механизма и механизма обратной связи r одном узле,где последняя ступень является элементом обратной связи предотвращает рывки бурового инструмента,возникающие в процессе буре- 0 ния скважины и тем самым ооеспечивает плавность подачи инструмента, повышает ресурс его работы и надежность всего устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства;

Устройство для стабилизации нагрузки на долото в общем виде состоит из блока управления и исполни- 30 тельного механизма.

Блок управления содержит гидропневматический преобразователь, ocHoBHblMH элементами которого являются трубка Бурдона 1, сопло 2, эас- 3> лонка 3 и встроенный в него пневматический командный клапан 4, редуктор 5 давления, регулятор 6 давления, пневмоклапан 7 автоматического отключения устройства при подъе- щ ме долота, основной пневматический командный клапан 8, пневматический клапан 9, предохраняющий долото от перегрузки, и пневматический клапан 10, предохраняющий от внезапно- 45 го резкого уменьшения нагрузки на долото.

Исполнительный механизм содержит пневматический двигатель 11, планетарный редуктор 12, элемент 13 об- 50 ратной связи, шкив 14 с намотанным на нем тросом, фрикционное колесо 15, прижатое к барабану буровой лебедки

16, рукоятку 17 тормоза барабана буровой лебедки, 55

Неподвижный конец трубки Бурдона 1 гидропневматического преобразователя соединен с гидравлическим иэмерителем 18 веса, а на подвижном конце трубки Бурдона 1 шарнирно закреплена заслонка 3 ° Вход устройства сопло-заслонка через редуктор 5 давления связан с питающей гневматической линией высокого давления, а выход связан с входом управляющей камеры основного пневматического командного клапана 8, другой вход которого через регулятор 6 давления связан с питающей пневматической линией высокого давления, выход основного командного клапана 8 связан с пневматическим двигателем 11.

На входе устройства установлен пневмоклапан 7 автоматического отключения его при подъеме. долота, связанный своим входом с -пневмоклапаном 19 включения шинно-пневматической муфты.

В гидропневматический преобразователь встроен пиевматический командный клапан 4, вход которого че рез редуктор 5 давления связан с питающей пневматической линией высокого давления, а выход с управляющей камерой пневматического клапана 10, один выход которого связан с атмосферой, другой — с входом пневматического двигателя 11. На входе последнего установлен также пневматический клапан 9, управляющая камера которого связана с выходом устройства сопло-заслонка, вал пневматического двигателя 11 через планетарный редуктор 12 связан со шкивом

14 с намотанным на нем тросом. Один конец троса закреплен на шкиве, а другой соединен с рукояткой 17 тормоза барабана буровой лебедки 16. К реборде барабана буровой лебедки 16 с помощью пневматического цилиндра

20 прижато фрикционное колесо 15, установленное на валу элемента 13 обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

Натяжение неподвижного конца талевого каната измеряется гидравлическим измерителем 18 веса, гидравлический сигнал от которого воздействует на трубку Бурдона 1,управляющей пневматическим устройством сопло-заслонка.

При раэбуривании породы нагруэк на долото уменьшается, а натяжение неподвижного конца талевого каната увеличивается, что вызывает увеличе1162954 ние давления в гидравлической системе измерителя 18 веса. При этом заслонка 3 закрывает сопло 2, давление на выходе устройства сопло-заслонка возрастает, основной командный кла- 5 пан 8, управляемый этим давлением, открывается и сжатый воздух через открытый клапан 9 поступает на вход пневматического двигателя 11. Вращение последнего через планетарный редуктор 12 передается шкиву 14, на котором намотан трос, соединенный с рукояткой 17 тормоза барабана буровой лебедки 16.Барабан растормажи-. вается,происходит подача инструмента,1

Вращение барабана буровой лебедки 16 воспринимается,фрикционным колесом

15 и передается элементу 13 обратной связи (последняя ступень планетарного редуктора 12). ® В результате шкив 14 вращается в обратном направлении, а рукоятка

17 тормоза под действием груза опускается и лебедка тормозится. Подача инструмента осуществляется до тех пор,пока нагрузка на долото не достигает заданного значения. При достижении заданной нагрузки на долото натяжение неподвижного конца талевого каната и давление в 30 гидравлической системе измерителя 18 веса уменьшаются. Заслонка 3 открывает сопло 2 и воздух из управляющей камеры основного командного клапана 8 выпускается s атмосферу, клапан 8 закрывается и пневматический двигатель 11 останавливается.

При дальнейшем разбуривании породы циклы работы устройства повто- gp ряются.

Если в процессе подачи инструмента долото перегружено (например, при попадании на уступ), то в результате уменьшения давления в измерителе 18 веса. заслонка 3 открывает сопло 2, и основной командный клапан 8 закрывается. Но заслонка 3 открывает второй командный клапан 4 и сообщает с атмосферой управляющую камеру клапана 10. Двигатель 11 останавливается.Подача инструмента прекращается и автоматически возобновляется после того, как нагрузка на долото уменьшается до установленного значения.

При входе в каверну нагрузка на долото резко уменьшается, а давление в системе гидравлического измерителя 18 веса увеличивается. Заслонка 3 полностью перекрывает сопло 2 и давление воздуха на выходе из сопла 2 и в управляющей камере клапана 9 увеличиваются. При этом командный клапан 8 открывается полностью, но закрывается клапан 9 и воздух в двигатель 11 не поступает. Подача колонны с инстументом прекращае.ся. После прохождения каверны вручную устройство снова включают в работу.

По окончании бурения в случае, когда бурильщик, не отключив устройство, включает шинно-пневматическую муфту для подъема колонны с инструмен том, автоматически срабатывает пневмоклапан 7, который соединен с пиевмоклапаном 19 включения шинно-пневматической муфты. Повторно пневмоклапан 7 включается в работу вручную.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным обеспечивает плавность подачи инструмента из-за отсутствия дискретной передачи, повышает надежность за счет более простой констуркции исполнительного механизма, облегчает эксплуатацию и техническое обслуживание устройства на буровой.

1162954

Рыхл.amass

Составитель И.Наэаркина

Техред С.Мигунова Корректор Л. Бескид

Редактор Е.Папп

Заказ 4071/29 Тираж 540 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

Ъ