Устройство для измерения длины колонны бурильных труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ

1д11 4 E 21 В 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ЪРФтру

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ".„

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, устройство снабжено копиром и следящей рейкой со штифтом, закрепленным на одном ее конце, а копир установлен на первом валу редуктора .и выполнен в виде диска, на наружной поверхности которого расположены концентрические яазы, имеющие переходы с одного диаметра на другой, причем другой конец следящей вейки соединен с вариатором, а штифт установ.лен с возможностью перемещения по лазам копира, при этом второй вал редуктора через коническую передачу соединен с вариатором.

2. Устройство по п. I о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с,.целью упрощения настройки устройства на объекте, на корпусе закреплена стрелка, а на копир нанесены установочные риски, количество которых соответствует числу витков каната в одном полном слое. (2I) 3865842/22-03 (22) 15.03.85 (46) 15.09,86. Бюл. Ф 34 (71) Западно-Сибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института нефтяного машиностроения (72) А.Л. Амелин, Г.Я. Левинский, О.А. Ниэковских, В.Г. Островский и В.А. Парфенов (53) 622.24.054(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1051241, кл. Е 21 В 45/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 840310, кл. Е 21 В 45/00, 1978. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЛИНЫ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ,,содержащее корпус, внутри которого расположен редуктор, связанный с валом барабана буровой лебедки, коническую передачу и вариатор, связанный со счетным узлом, о т л и ч а ю щ е е„„SU, 1257172 A 1

1 12

Изобретение относится к устройствам для автоматического измерения длины колонны труб и может быть использовано при бурении, ремонте и освоении скважин.

Целью изобретения является повышение точности измерения, а также упрощает конструкции.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измерения длины колонны бурильных труб; на фиг. 2 — копир устройства.

Устройство состоит из корпуса 1, входного вала 2, соединяющего барабан лебедки (не показан) с редуктором 3, копира 4, закрепленного на первом валу редуктора 3 и через штифт

5 связанного со следящей рейкой 6, с расположенными на ней регулировочным устройством 7 и роликом 8 вариатора, конической передачи 9 и подпружиненного диска 10 вариатора, электромагнитной муфты ll, управляемой блоком 12 исключения холостого хода, счетчика 13„ стрелки 14.

Копир 4 имеет концентрически расположенные пазы 15, переходящие с диаметра на диаметр.

По окружности копира 4 нанесены риски 16 °

Устройство работает следующим образом.

При спускоподъемных операциях вращения от барабана лебедки через входной вал 2 и редуктор 3 передае.гся на копир 4 и понижающую коническую передачу 9, которая выполняет двойную функцию: понижает обороты вариатора, образованного ведущим подпружиненным диском !О и ведомым роликом 8, облегчая условия работы фрикционной передачи, реализует вместе с вариатором коэффициент передачи от входного вала 2 к счетчику 13.

Когда сматывается канат с наружного слоя барабана лебедки, штифт 5 удерживает рейку 6 в таком положении, что ролик 8, приводимый во вращение диском 10, находится на наруж ном диаметре диска. Сматывание каната с барабана и вращение копира 4 синхронизировано редуктором Э, Один оборот копира 4 соответствует одному слою смотанного (намотанного) каната с барабаном буровой лебедки. При переходе каната на внутренний слой копир 4 завершит оборот, штифт 5

57172 переместится с внешнего паза на следующий. Соответственно ролик 8 при помощи рейки 6 переместится на следующий внутренний по отношению к предыдущему диаметр диска 10.

Таким образом, при изменении диаметра навивки каната с бЬльшего на меньший (или наоборот) устройство отрабатывает аналогичное изменение

10 на вариаторе, причем а, — — canst, 1а,; где d> — текущий диаметр навивки

i-ro слоя; !

5 d — текущий диаметр диска, ! соответствующий i-му слою навивки, Такая зависимость обеспечивает коррекцию погрешности измерения, 20 обусловленную разностью диаметров навивки слоев каната.

Количество концентрических пазов в копире соответствует количеству слоев навивки каната на барабан ле25 бедки.

Вращение ролика 8 через электромагнитную муфту ll передается на счетчик 13. Чтобы исключить на счетчике 13 передачу холостых ходов тале50 ного блока, электромагнитная муфта 11 включается блоком 12 исключения холостогo хода только при рабочих ходах талевого блока (не показан).

В качестве примера конкретного исполнения устройства можно предложить разработанную к агрегату для ремонта и освоения скважин А-50 модель для измерения длины колонны труб.

На барабан лебедки агрегата нави40 вается четыре слоя каната ф.26 мм по двадцать два витка в каждом полном слое. Диаметры слоев навивки (по средней линии), начиная с наружного будут d4=607,2 мм; d =555,2 мм; и =503,2 мм; d, =451,2 мм. Соответственно длина одного витка каждого слоя составит 14 =190? мм; 1 =1743 мм; 1, =

1580 мм; 1, =1416 мм.

Коэффициент оснастки талевой сис50 темы К.=6.

В качестве счетчика для визуального отсчета длины колонны в метрах с точностью до одной десятой метра используется счетчик СО.66.

55 Расчет кинематической схемы устройства сводится к определению передаточных чисел 4 при различных длинах витков каната, определению кон1257172

35 аа,, а„„ а„,,мм 1, мм h, м к t, Номер слоя .

4 607,2 1907 0,3178 3,1466 1,007 139 88

3 555,2 1743 0,2905 3,4423 1,102 127 76

2 503,2 1580 0,2633 3,7979 3,125 1,2 15 1!5,2 64,2

1,356. !03,2 52,2

1 451,2 1416 0,236 4,2373 структивных размеров копира 4, диаметров ролика 8 и прижимного дис— ка 10.

При сматывании одного витка каната с наружного (четвертого) слоя барабана лебедки талевый блок переместится по вертикали на расстояние (входной вал 2 делает один оборот)

h=1,907:6=0,3178 м.

Входной валик счетчика 13 сделает !О

0,3178 оборота.

Передаточное число i будет i4 =

1:0,3178=3,1466.

Передаточное число конической передачи 9 на модели взято 1.„=3,125. !5

Поскольку i -=-i где i — пере4 К В 7

0 даточное число вариатора, то

3 1466

1 = — = — 1 — — =1,007

В i„37125

Для остальных слоев навивки расче-2р ты ведутся аналогичным образом (данные см. в таблице).

Исходя из конструктивных размеров устройства и передаточного числа ролик 8 и подпружиненный диск 10 вы- 25 браны одинакового диаметра 140 мм.

Определим текущие диаметры диска по формуле, а, а а,,-д где d — диаметр ролика.

Результаты занесены в таблицу.

Согласно формуле изобретения

à<, — = сопзС. аа,;

Проверим это соответствие .

dg„ dog ак, dí. аа, = аа, а, аа, 607,2 555,2 503,2 451,2

139 127 115,2 103,2 4О

4,37=4,37=4,37=4,37

Чтобы текущие диаметры диска 10 соответствовали расчетным, необходимо изготовить копир, обеспечивающий перемещение следящей рейки 6 и фикса- цию ролика 8 на этих диаметрах.

Для этого из условий прочности штифта 5, толщины перемычек между пазами и внешних габаритов копира, определяемых конструкцией всего устройства, выбраны диаметры концентрически расположенных пазов а„„ (в таблице), диаметр штифта 4 мм, ширина перегородки 2 мм.

Настройку устройства на агрегате осуществляют следующим образом.

Талевый блок поднимают .вверх так, чтобы на барабане лебедки был намотан четвертый слой каната. Затем устанавливают копир в положение, когда ролик

8 находится на внешнем диаметре диска, а номер установочной риски 16 копира, расположенной напротив стрелки 14, будет соответствовать количеству витков каната на четвертом слое лебедки.

После этого устройство подсоединяется к барабану лебедки.

Регулировочное устройство 7, расположенное на следящей рейке б предназначено для настройки устройства измерения длины колонны труб в заводских условиях.

Применение копира 4 позволяет четко фиксировать положения ролика 8 на подпружиненном диске 10. Единственная точка контакта рейки с копиром в месте взаимодействия — штифт — снижает количество соединений с возможным лк7фтом. Это позволяет с большой точностью моделировать навивку каната на барабан лебедки и вносить коррекцию в изменение диаметра навивки.

Соответствие одного оборота копира одному слою навивки каната об."спечивает жесткую синхронизацию между переходом катана со слоя на слой и перемещением штифта с рейкой с одного концентрического паза в другой. Использование нанесенных на копир установочных рисок и стрелки упрощает настройку устройства на обьекте.

1257172

Составитель И. Назаркина

Редактор Н. Слободяник Техред И.Ходанич Корректор А. Тяско

Заказ 48S8/24 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4