Способ измерения веса бурового инструмента и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCI(OMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соккиалнстических

Республик (<) 5с)9037, (61) дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 04,1273(2,) 1974730/22-03 (51) Ч. Кл. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Е 21 В 19/08

Ге«и«рата«к«ай кем«тат

Сеа«та Мкккаткок CCCP

«е аннан к«ай«атак«а к еткрыткй (53) УДЫ 622. 245 (088. 8) (43) О!туоликона!!о 25(<378. Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания 240278

О.И.1

Грозненский ордена Трудового Красного Знамени нефтяной институт им. акад.М.Д.Миллионщикова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕСА БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

P = )(j(Vl-V,)d.t

Изобретение относится в нефтедобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для измерения веса бурового инструмента с помощью наземных приборов, и может быть использовано для измерения веса груза, усилия растяжения, динамического усилия в различных грузоподъемных установках, содержащих стальные канаты.

Известен способ измерения веса бурового инструмента по усилиям, передавае ътм кронблоком на подкронблочные балки, когда силоизмерительные датчики устанавливают под основание кронблока со свободной посадкой последнего на силоизмерительные элементы 11) . (трименение контактного силоизмерительного преобразователя снижает надежность всего устройства для измерения веса бурового инструмента. Натяжения неподвижной и ходовой струн талевой системы включаются в общую нагрузку, действующую на датчики, что приводит к увеличению ошибки измерения. замена силоизмерительных элементов при выходе их из строя — процесс сравнительно сложный.

Известен также способ измерения веса бурового инструмента путем измерения усилий, возникающих в талевой системе (2).

5 Однако незначительная точность и искажение картины динамических процессов при спуско-подъемных операциях делают этот способ недостаточно эффективным при глубоком бурении.

)0 Способ осуществляется устройством для измерения веса бурового инструмента, включающим чувствительные элементы, промежуточный преобразователь и регистрирующее устройство.

)5 Цель изобретения — повысить точность измерения.

Это достигается тем, что величину усилия .определяют но интегралу разности мгновенных скоростей переме20 щения сечений ходовой ветви талевого каната, а вес бурового инструмента определяют по следующей зависимости:

25 где Р - вес бурового инструмента; коэффициент пропорциональности;

,и Ъ, — скорости переме«!ения сечений ходовой ветви талевой системы..б 39037

Р =- К f (V -V ) сР

Скорости "; и 71 перемещения сечсний ходовой ветви 3 талевого каната 1 измеряются датчиками 1 и 2. Разность (V — Vg, . выделяется блоком б, выходной сигнал которого интегрируется и через промежуточный преобразователь 8 I10

)5 дается на регистрирующее устройство 9.

Осуществление предлагаемого с!!Асо

ba позволяет непосрегс венно, бсэ специальных дифференцирующих веньев, получать производную усилия в ходс20 вои ветви талевои системы, которая используется 8 системах демпфирования упругих колебании средствами элекй тропривода, а также позволяет измерять с достаточной точностью динами— ческое усилие н ходоваи ветви таловой системы, что необходимо при анализе аварийных ситуаций с буровым инструментом и определении полной фактической работы талевого каната.

М

Преимуществами предлагве. :с го устройства для измерения веса бурового инструмента по сравнению с известными являются: более высокая точность измерения по сравнению с контролем на. неподвижном конце каната (нет зоны нечувствительности); надежная связь датчиков со вторичными приборами, поскольку не требуется гибкая связь, что необходимо при установке датчика

40 на крюке; простота и высокая надежность первичных преабраэонателей по сравнению с тенэометрическими и магнитоупругими датчиками; простота в изготовлении и тариравки первичных преобразователей; простота тарировки непосредственно на буровой всего устройства для измерения веса, заключающаяся в установлении необходимого коэффициента пропорциональности при падь50 еме крюка с точно известным весом с пола буровой.

Высокие технико-экономические показатели от внедрения предлаг аемого способа и устройства для его осуществления прогнозируются для условий б; рения с алмазными долотами.

y (Q< d ») () (Я

Формула изобретения

1. Способ измерения веса бурового

60 инструмента путем измерения усилии, возникающих в талевой системе, с л и ч а юшийся тем, что,-.: целью повышения точности измерения, величину усилия определяют по интегра !> р». °вЂ” ности мгновенных скс ростей перемещения сечений ходовой нетB! талево;о кана-а.

Подставим выражение (5) в уравнение (1) Данный способ осуществляется устройством для измерения веса бурового инструмента, в котором чувствительнblå элементы выполнены в виде датчиков скоростей перемещении сечений ходовой ветви талевои сист мы и подключены к регистратору через последовательно соединенные блок выделения раэностного сигнала, интегратор и промежуточный преобразователь.

На чертеже показано устройство для осуществления способа измерения веса бурового ийструмента.

Устроиство содержит датчики 1 и 2 скоростей перемещений сечений ходовой ветви 3 талевой системы 4, несущей суровой инструмент 5. Выходы датчиков подключены к блоку б выделения, раэностного сигнала, выход которого через интегратор 7 подсоединен к промежуточному преобразователю 0. Преобразованный сигнал поступает на регистрирующее устройство 9.

В установившемся режиме подъема (спуска) вес оуравого инструмента 5 пропорционален усилию в ходовои ветви

3 талевой системы 4 где Р— вес бурового инструмента;

14 — число рабочих струн тале ой системы;

à — усилие в ходовой ветви талевой системы.

Усилие, возникающее в ходовой ветви 3 талевой системы 4 при движении, рассчитывается по формуле где à — жесткость ходовой ветви 3 талевай системы 4;

X„X2- линейные перемещения сечений ходовой ветви 3.

Продифференцируем выражение (2) Анализируя правую часть выражения (3),видна,что — "- -=ч " . = ч -ха Я 1 (-а г"- = 2. рактериэуют изменения мгновенных скоростей перемещения сечений ходовой ветви, следоьательно

Проинтегрируем выражение (4) Так как цпя конкретного случая жесткость ходовой ветви талевой системы постоянна, то (7) с,= ИС, где — коэф: ициент пропорциональност i

Тогда вес бурового инструмента можно определять ro алгоритму эз9037

Р = K(jV„-V ) gt, 7

3 l ) Составитель H.×èæèêîâà

Редактор Т.Фадеева Техред З.Фанта Коррскктор Н.Ковалева

Заказ 1364/?6 Тираж 734 Г!одписное

I1HHHIIH Государственного комитета Сонета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Пр зект.:,а:., 4 а вес бурового инструмента определяют !!о следующей зависимости: где Р— вес бурового инструмента;

К вЂ” коэффициент пропорциональности!

VeV — скорости перемещения сечений ходовой ветви талевой системы.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее чувствительные элементы, промежуточный преобразователь и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтG чувствительные элементы выполнены в виде датчиков скоростей перемеШений сечений ходовой ветви талевой системы и подключены к регистратору через последовательно "оединенные блок выделения разностного сигнала, интегратор и промежуточный преобразователь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 163983, кл. Е 21 В 19/08, 196).

2. Мелик-Шахназаров A.М. и Гробштейн А.С. Приборы для контроля веса бурового инструмента. М., Недра, 15 1971, с.5-88,