Устройство для измерения угла закручивания бурильной колонны

Устройство для измерения угла закручивания бурильной колонны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ЗАКРУЧИВАНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ, содержащее буровой став,связанный с блоком регистрации угла,о т л и ч аю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности определения угла, блок регистрации угла выполнен в виде сельсинного узла передачи с фазочувствительным выпрямителем и индикатором, при этом сельсинный узел передачи включает сельсин-датчик и сельсин-приемник, работающие в трансформаторном режиме, причем однофазная обмотка ротора сельсинп виемника подключена к трансформатору фазочувствительного выпрямителя , при этом валы роторов сельсинов имеют маятники и ориентированы | в пространстве относительной земли. (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ИЮ (1И

3(5п Е 21 В 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPHTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,„,3.

on,, H ABTOPGHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3519739/22-03 (22) 15.12.82 (46) 07.03 ° 84. Бюл. Р 9 (72) В.П. Корнеев, М.В. Груцынов, Ю.Н. Попков и С.А. Щепетков (71) Шахтинский филиал Новочеркасского ордена Трудового Красного

Знамени политехнического института имени Серго Орджоникидзе (53) 622.243.92.05 (088.8) (56), 1. Григорян Н.A. Бурение наклонных скважин уменьшенных и малых .диаметров. M., "Недра", 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 734400, кл. Е 21 В 45/00, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УГЛА ЗАКРУЧИВАНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ,. содержащее буровой став, связанный с блоком регистрации угла,о т л и ч аю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности определенйя угла, блок регистрации угла выполнен в виде сельсинного узла передачи с фазочувствительным выпрямителем и индикатором, при этом сельсинный узел передачи включает сельсин-дат-. чик и сельсин-приемник, работающие в трансформаторном режиме, причем однофазная обмотка ротора сельсинп Эиемника подключена к трансформатору фазочувствительного выпрямителя, при этом валы роторов сельсинов имеют маятники и ориентированы, Е в пространстве относительной земли.

1078037

Изобретение относится к бурению, в частности к буровой технике, используемой преимущественно при направленном бурейии, и может быть использовано для повыаения искривления отвода скважины в процессе 5 бурения, а также при автоматичес ком контроле направления бурения и автоматизации буровых машин.

Известно устройство для определения угла закручивания бурового . 10 става в котором в основном используются аналитические методы,).13.

Недостатком этих методов является невозможность оперативно и объективно учитывать фактические эна- 15 чения величины угла закручивания бурового става в процессе бурения, а также, низкая точность и неоднозначность определения величины угла закручивания.

Наиболее. близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является прибор для определения угла закручивания бурильной колонны, содержащий буровой став, связанный с блоком регистрации угла 2 3.

Недостатком известного устройства является невозможность визуального контроля угла закручивания бурильной колонны в процессе бурения, дискретное измерение, невозможность ис- пользования информации о закручивании буровой колонны в системе контроля и автоматизации процесса бурения, сложность конструкции 35 скважинного прибора.

Целью данного изобретения являет", ся повьваение точности определения угла.

Указанная цель достигается тем, 40 что устройство для измерения угла закручивания бурильной колонны, содержащее буровой став, связанный с блоком регистрации угла, который выполнен в виде сельсинного узла 45 передачи с фазочувствительным выпрямителем и индикатором, при этом сельсинный узел передачи включает сельсин-датчик и сельсин-приемник, работающие в трансформаторном режиме, причем однофазная обмотка ротора сельснн-приемника подключена к трансформатору фаэочувствительного выпрямителя, прн этом валы роторов сельсинов имеют маятники и ориентированы в пространстве относительно земли.

На чертеже представлена принципиальная схема узла регистрации угла.

Устройство для определения угла 6О закручивания бурового става, в ос нову которого положен принцип сельсинных дистанционных передач, состоит из сельсина-датчика 1 и сельсинаприемника 2, работающих в транспорт- 65 ном режиме. Однофазная обмотка ротора 3 сельсина-датчика 1 питается переменным током, а к аналогичной обмотке 4 сельсина-приемника 2подключается фазочувствительный выпрямитель 5, состоящий иэ трансформатора б, на первичную обмотку которого подается опорное напряжение, и двух выпрямителей 7, включенных согласно и выдающих сигнал на индикатор 8. Статорные обмотки 9 сельсинов 1 и 2 соединяются трехпроводной связью 10. Сельсины 1 и 2 монтируются соосно с буровым ставом на концах контролируемого участка. Валы. роторов сельсииов снабжены маятниками и ориентируются в пространстве относительно земли. Сельсины 1 и 2 устанавливаются согласовано, т.е. статор 9 сельсина-датчика 1 предварительно ориентируется в такое положение, при котором выходное напряжение сельсина-приемника 2 равно нулю. В процессе бурения статорные обмотки 9 сельсинов

1 и 2 вращаются вместе с буровым ставом, а валы роторов 3 и 4 остают-. ся неподвижными относительно земли.

Подача напряжения питания и съем сигнала осуществляется через ксщьце. вой токосъем. Если угол поворотов сельсинов 1 и 2 одинаковы Q -- Qg то фазные ЭДС датчика и приемника равны, а их разность Е = E> — Е = О.

В этом случае фазные уравиительйые тоФи равны нулю.

Напряжение, снимаемое с сельсинаприемника СП2 также равно нулю, а через выпрямители 7 протекают равные и противоположно направленные токи, определяемые только напряжением обмоток трансформатора б.

Устройство для измерения угла закручивания бурового става работает следующим образом.

При появлении угла закручивания бурового става (Q pQ, ) в обмотках статоров 9 сельсийов 1 и 2 индуктируется ЭДС, зависящая от их углового положения относительно роторов

4 и 3. В трансформаторной схеме синхронной связи сельсин-приемник 2 не отрабатывает выходное напряжение, изменяющиеся по синусоидальному закону от угла рассогласования Q,При этом напряжение рассогласования, снимаемое с сельсина-приемника 2, не равно нулю. В зависимости от его значения и фазы ток, протекающяй через один выпрямитель 7 возрастает, а через другой убывает, что регистрируется индикатором 8 угла закручивания. Индикация величины и направления угла закручивания штанг бурового става осуществляется миллиамперметром. Этот же сигнал можно испольэовать для коррекции в

1078037

Составитель М. Варбачинская

Техред: В.Далекорей Корректор Л. Пилипенко

Редактор Г. Волкова

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изсбретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5

Заказ 889/23 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4 системе автоматического управления буровым снарядом при направленном бурении скважин.

Предлагаемое устройство изготовлено и испытано в лабораторных условиях, близких к нроиэводственныа, ври,вращательном буренин шнуров °

Результаты испытаний показали надежную.и беэотказнув работу как селъсииов, так и датчика в целом в миронам диапазоне углов закручивани». Датчик обеспечивает стабиль» ные и достоверные показания при наклоне буроапжо става до 35е, Точность показаний предлагаемого датчика не выходит эа пределы классов точности селъсннов и индикатора.

5 Предлагаемое устройство весьма просто и не требует для своего осуществления сложных элементов и приборов, значительных затрат труда и времени на обработку инфор-!

О мацни, Датчик дает возможность получать информацию; повышающую точность бурения направленных скважин в сложных горно-геологических условиях.