Устройство для управления исполнительными механизмами скважинного прибора

 

Изобретение относится к исследованию скважин приборами на кабеле, к станкам с программным управлением. Цель - расширение функциональных возможностей, повышение надежности и улучшение условий эксплуатации устройства.-Выходное звено совершает поступательное движение за счет взаимодействия продольного паза копира с фиксатором. При достижении выходным звеном крайнего привода правого положения срабатывает механизм. Фиксатор выходит из паза копира и взаг1модействует с храповой шайбой, замыкая и размыкая контакт обратной Связи блока управления. В зависимости от числа и длительности зам1^каний производятся торможение, реверс или останов электродвигателя. 4 ил.•

(19) (I () СОЮЗ C08ETCКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (s()s Е 21 В 47/00 ь

° »

° »

\г (21) 4759315/03 (22) 13.11.89 (46) 1502.92. Бюл. % 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт гео= физических исследований геологоразведочных скважин . (72) Г.А.Киреев, И.B.Ìóxàìåòàèí и В.В;Нюренберг (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1579994, кл. Е 21 В 49/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР, М 1:268718, кл. Е 21 В 49/06, 1985,, ф4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ

СМИАЖИННОГО ПРИБОРА ь

Изобретение относится к технике для . Мвмедоаания скважин приборами на «абееф а может быть использовано в ге()фйэйчеЭйй аппаратуре и в машиностроении,:.в егаикрх с программным управлением дал уарщленмя различйыми исполнительнымй, нехэйиэмами (клапанами гидросистей, втмжнцми и вытяжными механйэмв(Вгй, эжв(щмиескими контактами, револьверн((юг головкамистанков и т.д.).

Известен переключэтель гидросжте ь|ы вхвекииного прибора, содержащий ((oj_#_ljc е квналвми и поршнем гидросистемы, рас-, положенную на поршне втулку с замкнуты- . ми пазами переменной глубины, подпру)ки-; неину(о относительно корпуса, поворбтнмй в@определитель, связанный с втулкой подпружиненным толкателем.

I (57) Изобретение. относится к исследованию скважин приборами.на кабеле, к станкам с программным управлением, Цель — расширение функциональных возможностей, повышение надежности и улучшение условий эксплуата-ции устройства.-Выходное звено совершает поступательное движение за счет взаимодействия продольного паза копира с фиксатором, При достижении выходным звеном крайнего привода правого положения срабатывает механизм. Фиксатор. выходит иэ паза копира и взаимодействует с храповой шайбой, замыкая и размыкая контакт обратной связи блока управления, В зависимости от числа и длительности замйканий производятся торможение, реверс или останов электродвигателя, 4 ил.

Недостатки устройства следующие. Область применения переключателя ограничена гидросистемами, где устройство ф выполняет чисто распределительные функ- а ции. Отсутствие обратной связи в устройст- ве усложняет оперативный контроль ц1 прибора в целом, хотя он и возможен. Для реализации йоступательного движения пориюня в устройстве необходим преобразователь движения, в данном случае не используются всв вго возможности. Изго- ) В товление втулки с замкнутыми пазами пере- В менной глубины достаточно сложно и дороГО., Известно также устройство для исследования и отбора проб горных пород содержащее электродвигатель с редуктором, преобразующий кулачковый механизм, со1712595

4 держащий обойму с внешними упорами и кулачок, опорные плоскости, поршень со штоком, на который посажена притертая шайба с пазами и т.д. В устройстве используется вращение преобразующего кулачкового механизма с обоймой для поперемен; ного включения двух напорных линий, связанных с различными исполнительными механизмами, Устройство имеет следующие недостатки. Распределитель выполнен в виде притертой шайбы только двухпозиционный и для увеличения количества управляемых звеньев необходимы дополнительные средства. Распределительный узел в устройстве представлен притертой парой для увеличения количества управляемых звеньев необходимы дополнительные средства. Распределительный узел в устройстве представлен притертой парой для обеспечения герметичности гидросистемы — это усложняет изготовление и эксплуатацию узла (взаимозаменяемоСть. ремонтопригодность). Ручное управление приводом (включение,.выключение, реверс) и прибором в целом производится не по факту срабатывания механизма, а по кбсвенным признакам, например по повышению давления в гидросистеме, это усложняет работу оператора и

"засоряет" геофизический материал, получаемый при помощи датчика давления.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей привода, повышение надежности и улучшения условий его эксплуатации.

Для достижения цели устройство для управления исполнительными механизмами скважинного прибора, содержащее корпус, в котором расположены реверсивный электропривод с блоком управления и обратной связью, копир, выполненный в виде втулки с пазами и связанный через винтовую пару с электроприводами и выходным управляющим звеном, фиксатор, установленный для взаимодействия с копиром, снабжено храповыми шайбами, скреплен ными с копиром, а фиксатор выполнен в виде подпружиненного контакта, включенного в цепь обратной связи.

В устройстве достигается воэможность получить любой ход выходного управляющего звена винтовой пары, поворот его на любой угол, а также сложное движение в последовательности, задаваемой блоком управления; кроме того, достигаются "мягкие" условия работы электродвигателя, Известны аналогичные устройства с использованием преобразователя движения типа винтовой пары.

Существенным недостатком их является то, что выходное звено винтовой пары, связанное с поршнем (штоком, штангой и т.д,), в крайних положениях работает в упор.

5 Это вынуждает использовать различные демифирующие.или. амортизирующие углы, причем здесь неизбежны перегрузки как в кинематической цепи привода, так и в электрической, использование концевых выклю10 чателей или датчиков хода, решая задачу своевременного останова привода, усложняет конструкцию(имея ввиду, что их всегда два и более) и не всегда обеспечивает безынерционность выходного звена, т,е. про15 блема оптимизации условий работы привода решается не в полной мере.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управления исполнительными механизмами скважинного

20 прибора; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, на фиг, 3- разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4— Устройство содержит корпус 1, реверсивный электропривод 2, блок 3 управления, состоящий иэ устройства управления

25 двигателем УУД, устройства счета и формирования импульсов управления УСФИУ, формирователя длительности импульсов управления ФДИУ и цепи обратной связи, копир в виде втулки с продольными пазами 4, 30 связанный с электроприводом через винтовую пару 5, жестко скрепленйые с копиром храповые шайбы 6, 7 и выходное управляю- щее звено 8; в цепь обратной связи включен нормально-разомкнутый контакт 9, подпру35 жиненный относительно корпуса и одновременно являющийся фиксатором, взаимодействующим с копиром 4 и храповыми шайбами 6, 7.

Устройство работает следующим обра40 зом.

Включают режим "Прямой ход", веду-. щее звено винтовой пары 5 начинает вращаться против. часовой стрелки, копир 4 и связанное с ним выходное звено 8 соверша45 ет поступательное движение вправо за счет взаимодействия продольного паза копира с фиксатором 9. По достижении выходногоуправляющего звена крайнего правого положения и срабатывания "первого" механизма

50 фиксатор 9 выходит из паза копира 4 и начинает взаимодействовать с храповой шайбой 6. Направление наклонных участков зубьев шайбы 6 (фиг. 1, 2) таково, что храповая шайба 6 не препятствует вращению против часовой стрелки при взаимодействии с фиксатором 9: Таким образом, ведомое вено винтовой пары 5 и связанные с ним копир

4, выходное звено 8 и храповые шайбы 6, 7 начинают вращаться против часовой стрелки за счет трения в винтовой паре. Фиксатор

1712595

35

40 55

9, взаимодействуя с наклонными участками зубьев храповой шайбы 6, замыкает и размыкает контакт обратной связи блока 3 управления. Эти сигналы фиксируются

УСФИУ, который вырабатывает команды на

УУД и ФДИУ, ричем в.зависимости от числа и длительности замыканий, УУД производит торможение и останов электродвигателя замыканием обмотки на себя, а

ФДИУ пуск или реверс электродвигателя. 10 через определенный интервал времени, необходимый для торможения электропривода 2 и срабатывания исполнительного механизма. После отработки командупрааления и включения электропривода в нуж; 15 ный режим в УУД формируется сигнал, по которому при дальнейшей работе устройст -— ва, УСФИУ выдаст команды на ФДИУ и УУД только после определенных чисел и длительности замыканий цепи обратной связи. 20

В крайнем левом положении выходного звена 8 (вращение электропривода по часовой стрелке) фиксатор 9 взаимодействует с хра- повой шайбой 7 (фиг. 3), направление наклонных участков зубьев которой противоположно шайбе 6 и не препятствует вращению по часовой стрелке. Работа устройства в данном случае аналогична укаэанной. Для пблучения более сложного движения выходного звена копир 4 может 30 быть получен иэ набора храповых шайб с продольными пазами.

Рассмотрим схему управления пробосборниками скважинного прибора (фиг, 4 а)

Схема состоит из корпуса 1, выходного звена 8, винтовой пары 5, с которой жестко связана втулка с продольными пазами и храповые шайбы 6, 7, с которыми взаимодействует фиксатор 9.

На фиг. 4 б показана схема обращенного движения фиксатора по копиру, где цифрами 1 и 2 условно обозначены первый и второй клапаны пробосборников. При включении привода ведущее звено винтовой па- 45 ры начинает вращение против часовой стрелки и фиксатор 9 начинает двигаться йз точки 1 в точку 1 (выходное звено 8 при этом выдвигается). Далее фиксатор S входит вб взаимодействие с храповой шайбой:6 и, двигаясь к точке С по зубу шайбы 6, замыкает контакты устройства счета и формиравания импульсов управления {см. фиг,. 1), формируется сигнал на торможение, кото. рый подается в устройство управления электродвигателем (УУД), электропривод тормозится. В этот же момент сигнал йз

УСФИУ поступает в ФДИУ, где двигатель реверсируется через время t, необходимое для его торможения и заполнения емкости пробосборника.

УУД же выдает сигнал УСФИУ, по которому оно в дальнейшем выдаст сигнал на

УУД 1 и ФДИУ только после второго замыкания контакта, Фиксатор возвращается к точке С (фиг, 4 б), но вращению препятствует упор звена, поэтому он движется к точке 4 (выходное, звено при этом выдвигается). При движении фиксатора по траектории 4-1-Е-2 происходит поворот выходного,звена (точка 2 соответствует следующему клапану). второе замыкание фиксируется УСФИУ (фиг. 1) и происходит торможение двигателя, включение реверса и УУД выдает сигнал УСФИУ, по которому оно выдаст сигнал сразу после первого замыкания контакта. В дальнейшем цикл работы устройства повторяется.

Расширение функциональных воэможностей привода достигается использованием возможности проворота винтовой пары для переключения режимов работы привода, Устройство позволяет получить любой ход выходного управляющего звена винтовой пары, поворот его на любой угол, а также сложное движение в последовательности, задаваемой блоком управления устройства, отсюда расширение области применения устройства.

Повышение надежности достигается тем, что в качестве устройства для замыкания контакта обратной связи используется фиксатор от проворота выходного звена, причем достаточно одного контакта, Условия работы электродвигателя в данном случае никогда не превысят нормальных, например в конечных положениях хода выходного звена фиксатор попадает в поперечные канавки копира и выходное звено может свободно вращаться вместе с ведущим, в случае же заклинивания . какого-либо иэ исполнительных механизмов при поступательном движении выходного звена в промежуточном .положении предусматривается фиксация перегрузки по току электродвигателя в УУД.и двигатель либо останавливается, либо выдается сигнал в УСФИУ для перевода системы в работу на следующий механизм, т.е. достигаются

"мягкие" условия работы электродвигателя.

Формула изобретения

Устройство для управления исполнительными механизмами скважинного прибора, содержащее корпус, в котором расположены реверсивный электропривод с блоком управления и обратной связью, копир, выполненный в виде втулки с пазами и связанный через винтовую пару с электро1712595

МИФ

МФЖ

А-А

5-8

ЖА8

Фиа2 приводом и выходным управляющим звеном, фиксатор, установленный для взаимодействия с копиром, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения надежности и улучшения условий эксплуатации устройства,.оно снабжено храповыми шайбами, скрепленными с копиром, а фиксатор выполнен в виде подпружиненного контакта, 5 . включенного в цепь обратной связи.

Составитель Ю.Лупичева

Редактор О;Спесивых Техред МЛМоргентал Корректор М.Пожо

Заказ 519 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101