Устройство для измерения крутяющегосямомента ha долоте

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ

<г1>832075 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 090878 (21) 2б54377/22-03

Р1)м. ка.

Е 21 В 45/00 с присоединением заявки Йо

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230581 Бюллетень НЯ 19 (53) УДК б22. 24.

° 08(088.8) Дата опубликования описания 2 305.81

-- Ъ -,,).

--, >;-; .:-«,:,g

Г.Н. Семенцов и A.A. Семенцова,.- . .; -.-* Л;" :;..-»

Ф

1

) г

Ивано-Франковский институт нефти и газа.. Щгнйстеретва высшего и среднего специального образования > краиггвкой. ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

HA ДОЛОТЕ

Изобретение относится к силоизмерительной технике контроля и может быть использовано для измерения кру-. тящего момента на долоте при роторном способе бурения в нефтяной и газовой промышленности.

Известно устройство для измерения крутящего момента на долоте, содер>кащее датчик осевой нагрузки, датчик частоты вращения, множительный блок (1) О

Недостатком, указанного устройства.является то, что устройство не позволяет измерять крутяций момент на долоте, так как не учитывает потери мощности на вращение колонны буриль- 15 ных труб до касания долотом забоя скважины и изменяющееся значение частоты вращения долота, а, следовательно, имеет большую погрешность измере.ния. 20

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения погрешности измерения крутяцего момента на долоте, путем учета потерь мощности на вращение колонны до касания долотом забоя аква>явны и изменяющейся частоты вращения долота.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено задатчиком сигнала, сумматором, делителем и ин- 30 дикатором, при этом выходы множительного блока и выход задатчика сигнала соединены со входом сумматора, а выход сумматора и выход датчика частоты вращения долота соединены со входом делителя, выход делителя связан с индикатором.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для изглерения крутящего момента на долоте.

Устройство содержит датчик 1 осевой нагрузки на долото, датчик 2 частоты вращения долота, множительный блок 3, задатчик сигнала 4, пропорционального потерям мощности на вращение колонны до касания долотом забоя скважины, сумматор 5, делитель 6 и индикатор 7.

Устройство для измерения крутящего момента на долоте работает следующим образом.

Напряжение U на выходе датчика 1 осевой нагрузки иа долото, пропорциональное текущему значению осевой нагрузки Р, Ц, =К,Р, (1) где К вЂ” коэффициент пропорцибнальности, подается на вход множительного блока 3. Напряжение Uz на выходе датчика 2 частоты вращения долота, про832075 порциональное текущему значению частоты вращения долота п, U К п (2) где К - коэффициейт пропорциональности, также подается на вход множительного блока 3. В множительном блоке 3 производится операция умножения напряжения, пропорционального осевой нагрузке на долото, на напряжение, пропорциональное частоте вращения до-. лота. Выходное значение напряжения О

10 множительного устройства 3, пропорциональное мощности управления

ОЭ = О4 0з = К К Р и = Ky N, (3 ) где КЗ=К, К вЂ” коэффициент пропорциональности, N — мощность управления без учета потерь мощности на враще- 15 ние колонны до касания долотом забоя скважины, поступает на вход сумматора 5. Ва вход сумматора 5 .подается также выходное напряжение U от задатчика 4 сигнала, пропорционально- 2О го потерям мощности на вращение колонны до касания долотом забоя. скважины, равное

" 4 K4Nî ь .(4 ) где К4 — коэффициент пропорциональности, подключенного к источнику стабилизированного напряжения переменного тока. В сумматоре 5 производится операция вычитания из величины напряжения U> напряжения, пропорционального потерям мощности на вращение колонны до касания долотом забоя скважины, т.е. N<

05=0Э -U4=K3N-К4Н =KSNg tгде К - коэффициент пропорциональности, N — мощность на долоте. Выходной сигнал сумматора 5 подается на вход делительного устройства б. На вход делителя б поступает также сигнал от датчика частоты вращения долота 2, пропорциональный текущему зна-40 чению частоты вращения долота, т.е.

U6=K6n В делителе б производится QIIe ойерация деления напряжения, пропор-, ционального мощности на долоте, на напряжение, пропорциональное частоте 4 вращения долота

Щу где К = - - — коэффициент пропорцио+5 ь нальности, И вЂ” крутящий момент на долоте.

Выходное напряжение U> делителя, пропорциональное. крутящегому моменту на долоте, подается на индикатор.

Выходное напряжение 0 делителя, пропорциональное крутящему моменту на долоте, подается на индикатор.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить погрешность измерения крутящего момента на долоте путем учета потерь мощности на вращение колонны до касания долотом забоя скважины и колебаний частоты вращения долота, что, в свою очередь, дает возможность реализовать замкнутые системы автоматического управления, наиболее полно определяет статистические свойства основного технологического показателя процесса углубления скважин. Кроме того, устройство может быть использовано для измерения крутящего момента буровых установок как с электрическим, так и с дизельным приводом в горной промышленности и геологоразведке.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента на долоте, содержащее датчик осевой нагрузки, датчик частоты вращения, множительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, за счет уменьшения погрешности, возникакщей от потери мощности при касании долотом забоя скважины, оно снабжено задатчиком сигнала, сумматором, делителем и индикатором, при этом выход множительного блока и выход задатчика сигнала соединены со входом сумматора, а выход сумматора соединен с одним из входов делителя,другой вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, причем выход делителя связан с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 533722, кл. Е 21 В 45/00, 1974.

Составитель И. Карбачинская

Редактор А. Ыандор Техред A. Бабинец КорректорМ. Шароши

Заказ 3026/20 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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