Датчик частоты вращения вала турбобура

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ю 4 E 21 В 45/00, G 01 D 5/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У., К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ aIs., ;;;;;, 1) 3800358/22-03 (22) 09.10.84 (46) 07.04.86. Бюл. У 13 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения "Потенциал" (72) Н.Н. Гринченко и В.И. Лагутин (53) 622.241.621.316.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 342054, кл. G 01 D 5/20, 1970.

Авторское свидетельство СССР

У 607960, кл.. Е 21 В 45/00, 1973. (54) (57) ДАТЧИК ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

ВАЛА ТУРБОБУРА, содержащий полый цилиндрический корпус, внутри которого размещены контейнер с электронной аппаратурой, измерительный пре„„SU„„1222826 А образователь, выполненный в виде скобы, размещенной вдоль стенок корпуса, стержень, соединенный с валом турбобура и установленный внутри скобы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем исключения влияния ферромагнитных компонентов промывочного бурового раствора на показания датчика, он снабжен изолирующим стаканом, заземляющим электродом с флажком, установленным с зазором по отношению к скобе, а стержень выполнен из изолирующего материала, причем заземляющий электрод установлен внутри стержня, а скоба закреплена в изолирующем стакане, размещен. ном между,ней и корпусом контейнера, и соединена с электронной аппаратурой, при этом скоба выполнена из электропроводящего материала.

12228

55

Изобретение относится к буровой технике, в частности к устройствам для измерения частоты вращения вала турбобура, и может быть использовано при проводке скважины с целью опти- 5 мизации процесса бурения.

Цель изобретения — повышение надежности работы датчика путем исключения влияния ферромагнитных компонентов промывочного бурового раствора на показания датчика.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема датчика; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— электрическая структурная схема датчика.

Датчик высоты вращения вала турбобура состоит из корпуса 1, внутри которого в герметичном корпусе установлен контейнер 2 с электронной аппаратурой и измерительный преобразователь, включающий скобу 3, выполненную из электропроводного материала и размещенную вдоль стенок корпуса 1, и полый стержень 4, размещенный внутри скобы и выполненный из изолирующего материала, внутри которого установлен заземляющий электрод 5. Последний с одной стороны заканчивается флажком 6, а с другой З0 вместе с изолирующим стержнем 4 закреплен на валу 7 турбобура через электропроводящее основание 8 с помощью накидной гайки 9. Оси вращения изолирующего стержня 4, зазем- 35 ляющего электрода 5 и ось симметрии. скобы 3 совпадают с осью вращения вала 7 турбобура. Скоба 3 закреплена внутри стакана 10, который изолирует ее от корпуса 1 датчика. 40

Электронная аппаратура включает входной усилитель-ограничитель 11, на вход которого подключен конденсатор 12, а на выход — формирователь

13 импульсов. Выход формирователя 45

13 подключен к модулирующему входу модулятора 14, вход несущей которого соединен с генератором 15 звуковой частоты, а выход .связан через усилитель 16 мощности с кабельной линией 50

17 связи.

Скоба 3 подключена к источнику питания через сопротивление 18 и к конденсатору 12, .которые расположены в контейнере 2, через нижнйй гер.метичный ввод 19. Через верхний гер.метичный ввод 20 усилитель 16 мощности, расположенный с электронной

26 2 аппаратурой в контейнере 2, соединен с кабельной линией 17 связи.

Измерительный преобразователь, состоящий из изолирующего стакана 10, внутри которого установлена. скоба 3, а внутри последней †пол стержень 4 с электродом 5, соединенный с валом 7 турбобура, образуют систему двух электродов, один из которых подвижный, вращается совместно с валом 7 турбобура, а другой, неподвижный, закреплен на корпусе и подключен через сопротивление 19 к источнику питания электронной аппаратуры, установленной в контейнере 2.

Между корпусом 1 устройства и кор" пусом контейнера 2 образован канал для протока промывочного раствора.

Обязательным условием работы турбобура, частота вращения которого измеряется датчиком, является прокачка промывочного раствора, который заполняет пространство между скобой 3 и электродом 5, обеспечивая прохож° дение через них электрического тока при подключении электронной аппаратуры к питающей сети. Величина тока зависит от расстояния между скобой 3 и флажком 6 электрода 5 и остается неизменной при неподвижном турбобуре.

Если скоба 3 имеет П-образную форму, за один оборот вала 7 расстояние между скобой 3 и флажком 6 электрода 5 уменьшается до минимума два раза.

При неебходимости увеличения числа ,измерительных импульсов за один оборот в стакане 10 может быть размещео на вторая сдвинутая на 90 скоба, аналогичная скобе 3 и соединенная е ней.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают устройство непосредственно над турбобуром, причем стержень 4 с электродом 5 устанавливают на вал 7 турбобура и закрепляют. накидной гайкой 9 через основание 8 так, чтобы расстояние между флажком 6 электрода 5 и внутренней стенкой скобы 3 было минимальным.

В скважине при отсутствии прокачки бурового раствора вал 7 турбобура неподвижен, расстояние между скобой 3 и флажком 6 неизменно, и через них протекает ток постоянной величины при подключении электронной аппаратуры к питающей сети через кабельную линию 17 связи.

1222826

Заполненные звуковой частотой по- . сылки с выхода модулятора 14, причем . частота этих посылок для предлагаемого устройства вдвое больше частоть

20 вращения вала 7 турбобура, поступают через усилитель 16 мощности в кабельную линию 17 связи.

Ток постоянной величины через скобу 3 z» электрод 6 создает постоян-. ное по величине падение напряжения на измерительном преобразователе, поэтому отсутствует сигнал, поступаю-.. 5 щий через конденсатор 12, на вход усилителя-ограничителя 1.1.

При вращении вала 7 турбобура расстояние между скобой 3 и флажком

6:электрода 5 изменяется от миниму- 10 ма до максимума, модулируя величину тока через измерительный преобразователь. На измерительном преобразователе образуется переменная составляющая падения напряжения, которая 15 через конденсатор 12 проходит на усилитель-ограничитель 11.

Частота переменной составляющей напряжения на измерительном преобразователе прямо пропорциональна частоте вращения вала 7 турбобура и превышает ее в два раза, так как в

1 предлагаемом варианте установлен один электрод-скоба, который имеет П-образную форму.

Усилитель-ограничитель 11 усиливает переменную составляющую напряжения, поступающую на его вход через конденсатор 12, а формирователь 13 импульсов формирует прямоугольный импульс с каждой полуволны переменного напряжения, пришедшего с выхода усилителя-ограничителя 11. Модулятор 14 заполняет импульсы с формирователя 13 звуковой частотой с генератора 15.

1222826

Составитель Г. Алексеева

Редактор В. Петраш Техред И.Попович корректор М. Максимишинец

Заказ 1682/31 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4