Устройство контроля скорости вращения вала турбобура

 

;асят.Оюз иотт ьм айтко- т х -èчеснак

ВиблиОтюнй MEiA

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 604972

Союз Советских

Социалистйческих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.04.?6 (21) 2344017/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 25.04.78 (51) М. Кл.г Е 21В 4 /00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243.92.05 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявители

A. М. Мелик-111ахназаров, В. П. Варламов и О. В. Тутевич

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт буровой техники и Московский ордена

Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. акад. И. М. Губкина (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ BPA1LJEHHH

ВАЛА ТУРБОБУРА

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для контроля глубинных параметров в процессе бурения скважин.

Известно устройство для телеконтроля скорости вращения вала турбобура, содержащее тахогенератор переменного тока, полупроводниковый выпрямитель переменного тока, контактор, редуктор, электрическую линию связи, активный электронный фильтр и стрелочный указатель оборотов (1).

Недостатком этого устройства является его невысокая точность за счет усреднения информации за значительные промежутки времени.

Известно также устройство телеконтроля скорости вращения вала турбобура, содержащее глубинный датчик оборотов вала турбобура, преобразователь давления, фильтр и электромеханическое пересчетное устройство со стрелочным указателем оборотов с передачей сигналов по гидравлической линии связи в скважине (2).

Недостатком этой системы является небольшая точность измерения вследствие запаздывания информации в связи с передачей дискретных сигналов инфранизкой частоты.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет определения перспективного значения скорости вращения вала турбобура.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено аналогoEbIM многоканальным индикатором, триггерами, резисторами, операционным усилителем, генератором опорной частоты, ключами, логическими схемами и делителем частоты, причем триггеры составляют nm-разрядных сдвиговых регистров, счетные входы которых объединены и подключены через схему НЕ к выходу элект10 ронного фильтра, а одноименные разряды регистров объединены сетками цифро-аналоговых преобразователей, выходы которых подключены к соответствующим шкалам многоканального индикатора и через аналоговые

15 ключи — к соответствующим входам операционного усилителя, выход которого соединен с первой шкалой многоканального индикатора, при этом выход генератора опорной частоты подключен через схему ИЛИ к триггеру

®0 младшего разряда первого регистра и к входу делителя частоты, а выход делителя частоты соединен с управляющими входами аналоговых ключей.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства контроля.

Устройство контроля скорости вращения вала турбобура содержит глубинный датчик

1 оборотов, гидравлическую линию 2 связи, приемный датчик 3, электронный фильтр 4 и

30 блок 5 прогнозирования скорости вращения

3 вала турбобура. Блок прогнозирования содержит регистры б, 7...n, каждый из которых состоит из триггеров 8, 9, 10...m. Одноименные разряды регистров объединены сетками цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) 11, l2, 13...2. Выходы ЦАП подключены к входам аналогового многоканального индикатора 14, Счетные входы всех триггеров объединены между собой и через схему 15 НЕ соединены с выходом фильтра 4. Младшие разряды сдвиговых регистров отделены от старших разрядов схемами И 16, 17, 18, 19... (L 1), L. Один вход каждой схемы И соединен с счетными входами всех триггеров, а другой — с прямым или инверсным выходом соответствующего триггера 8 младшего разряда каждого регистра. При помощи схем совпадения 20...р и схем ИЛИ 21...r младшие разряды всех регистров объединены. Один вход схем И в каждом регистре соединен с единичным выходом триггера младшего разряда предыдущего регистра, второй вход — с выходом фильтра 4, а выход схемы И через схему ИЛИ подсоединен к счетному входу триггера младшего разряда следующего регистра. Выход генератора 22 опорной частоты через ключ 23, управляющий вход которого соединен с выходом фильтра 4, и схему 24

ИЛИ, подсоединен к счетному входу триггера

8 младшего разряда регистра б и к делителю частоты 25. Выход делителя частоты 25 подключен к управляющим входам аналоговых ключей 26 — 28, через которые выходы ЦАП подсоединены к входам операционного усилителя 29. Выход операционного усилителя соединен с первой шкалой аналогового индикатора 14.

Устройство работает следующим образом.

Глубинный датчик 1 оборотов через каждые, например, 100 оборотов вала турбобура дросселирует поток промывочной жидкости надтурбооуром и создает сигналы в гидравлической линии 2 связи. На поверхности указанные сигналы принимаются приемным датчиком 3, затем фильтруются и усиливаются активным электронным фильтром 4 и подаются на вход блока прогнозирования 5. В интервал времени Т,между импульсами гидравлической линии связи (тахоимпульсами) от генератора

22 опорной частоты через ключ 23 поступает сигнал на триггеры 8, в которых по окончании интервала 7 оказывается записанным двоичное число, пропорциональное Т. При поступлении очередного тахоимпульса информация в регистрах сдвигается на один разряд (из триггера 8 переписывается в триггер 9, из 9 — в 10 и т. д.). С выходов триггеров 8, 9, 10...m через цифро-аналоговые преобразователи 11, 12, 13...4 информация поступает на шкалы многоканального индикатора 14, где световыми указателями высвечиваются значения скорости вращения вала турбобура. Сигнал с генератора 22 опорной частоты делится

604972 делителем 25 частоты и полученные импульсы поступают на управляющий вход аналоговых ключей 26 — 28, которые открываются и разрешают прохождение информации из триг5 геров 8, 9, 10...m на входы операционного усилителя 29, которыймоделирует функцию вида:

1(де- 1) — гдов (8g) + 1д((де — д) + ° ° ° rmf (д t — т)э где /(4+д) — предсказанное значение функ10 ции /(д);

/® — значение f(i) в настоящий момент времени;

f(t — ддд) — значения ЯЦ, измеренные ранее;

15 r; — масштабные коэффициенты.

С выхода операционного усилителя 29 предсказанное значение функции подается на первую шкалу индикатора.

Предлагаемое устройство может быть так20 же применено для получения более точной информации о других забойных параметрах бурения или для контроля любых процессов, значения которых передаются дискретными сигналами низкой частоты.

Формула изобретения

Устройство контроля скорости вращения вала турбобура, содержащее глубинный датчик оборотов, гидравлическую линию связи, 30 преобразователь давления и фильтр, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет определения перспективного значения скорости вращения вала турбобура, оно снабжено аналоговым мно35 гоканальным индикатором, триггерами, резисторами, операционным усилителем, генератором опорной частоты, ключами, логическими схемами и делителем частоты, причем триггеры составляют nm-разрядных сдвиго40 вых регистров, счетные входы которых объединены и подключены через схему HE к выходу электронного фильтра, а одноименные разряды регистров объединены сетками цифро-аналоговых преобразователей, выходы ко45 торых подключены к соответствующим шкалам многоканального индикатора и через аналоговые ключи к соответствующим входам операционного усилителя, выход которого соединен с первой шкалой многоканального

50 индикатора, при этом выход генератораопорной частоты подключен через схему ИЛИ к триггеру младшего разряда первого регистра и к входу делителя частоты, а выход делителя частоты соединен с управляющими

55 входами аналоговых ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 1 рачев Б. А., Юрин Ю. Н., Электрический беспроводной турботахометр ЭБТ-1.

60 ЦНИИТЭнефтегаз, «Бурение», М 4, 1964.

2. Грачев Ю. В,, Варламов В. П. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации, М., 1968.

604972

Составитель Н. Чижикова

Редактор Е. Дайч Техред Н. Рыбкина Корректоры: Л. Денискина и Н. Федорова

Подписное

Заказ 509/10 Изд, JA 374 Тираж 734

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография пр. Сапунова, 2