Устройство подачи бурового инструмента

Устройство подачи бурового инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6е) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 081075 (21) 2180855/22-03 с присоединением заявки,В .(23) Приоритет(43) Опубликовано 1505.78, Беоллетень Эй 18 (51) И. Кл.

Е 21 В 19/08 йоударстеенный иомитет

Соеете Иинистрое СССР ие делам изобретений и атиргитий (бЗ) УДК 622 233 056 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 240478

Г.М.Кузнецов, Л.A.Афонин, Ю.Г.Штомпель, И.И.Рабин, A.A.Ïîãàðñêèé и К.A.Ïàðôåíîâ

Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации добычи нефти, транспорта и хранения газа (54) УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение может быть испольэо но в нефтяной промышленности для регуЛирования веса бурового инструмента на крюке буровой установки путем использования тормозной системы лебедки.

Известно устройство подачи долота, представляющее собой приставку к тормозному рычагу лебедки, автоматически поддерживающее заданную, осевую нагруэ- т0 ку на долото (1). Натяжение неподвижного конца каната измеряется гидравлическим датчиком и йередается на электроконтактный манометр. При уменьшении нагрузки на долото ниже заданной кон- 5 такты манометра замыкаются, в результате чего включается генератор импульсов. На пневмовентиль через равные промежутки времени подаются сигналы регулируемой продолжительности. Этот вен- 20 тиль срабатывает, происходи периодическое растормаживание лебедки и подача инструмента импульсами. По достижении заданной нагрузки контакты гланометра размы -.àþòñÿ и импульсная подача 25 инструмента прекращается; Однако известное устройство обладает недостаточной точностью регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст- 30 ройство подачи бурового инструмента содержащее барабан лебедки с тормозной системой, включающей тормозные шкивы, тормозные ленты и колодки, регулятор, преобразователь веса и блок обратной связи по скорости барабана лебедки, в котором посредством исполнительного механизма изменяют усилие на тормозной рукоятке лебедки, восстанавливая заданное значение веса на крюке. Разностная величина между выходной величиной преобразователя веса и уставкой подается на пневмодаигатель, вал которого связан передачей с тормозным шкивом. Третий подпружиненный выходной вал посредством рычага связан с рукояткой тормоза лебедки (2.(.

Недостатком такого устройства является неравномерность подачи бурового инструмента при разбуривании твердых пород, узкий диапазон и иедостаточная устойчивость регулирования.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона и улучшение качества регулирования путем плавного изменения коэффициента трения колодок по тормозному шкиву в функции управляющей величины.

606995

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вибраторами механических колебаний, преобразователем управляющей величины в частотный сигнал и волноводамн, Расположен- 6 ными перпендикулярно йлоскости вращения тормозных шкивов барабана лебедки, пфичем тормозные ленты посредством волноводов шарнирно связаны с вибраторами механических колебаний, а входы )Q вибраторов механических колебаний через преобразователь управляющей величины в частотный сигнал соединены с выходом регулятора.

На фиг.l изображено предлагаемое 16 устройство;. на фиг.2 - вид А на фиг.l.

Устройство состоит из барабана 1 лебедки с тормозными шкивами 2, схваченными тормозной лентой 3, снабженной колодками 4 . Тормозная лента с колодкаЪ, ми на участке охвата тормозных шкивов посредством волноводов 5, б,расположенных перпендикулярно относительно плоскости вращения шкивов, подвижно сочленяются с источниками механических колебаний - вибраторами 7, жестко закреп- З ленными относительно барабана лебедки, например, на раме 8 барабана лебедки (на чертеже показана пунктиром). Подвижное сочленение волноводов 5, 6 с тормозной лентой 3 и вибраторами 7 дос4 тигается эа счет шарнирных связей 9,10, что обеспечивает подвижность тормозной ленты.

Входы вибраторов через преобразова-. тель 11 управляющей йелнчйиы в частот-% ный сигнал соединены с выходом регулятора 12, на вход которого подаются сигналы с блока 13 обратной .связи по скорости вращения барабана лебедки, преобразователя 14 веса, преобразующего 40 натяжение талевого каната Т„ в информационный сигнал, уставки веса.ТОРмозная лента 3 сочленена с рукояткой

15, снабженной грузом 16.

Устройство работает следующим обра-45 эом.

По входным сигналам с блока 13 обратной связи по скорости вращения барабана 1, преобразователя 14 и уставки веса регулятор 12 отрабатывает уп- 6 равляющий сигнал, который преобразователем,ll преобразуется в частотный сиг-. нал с последующим его преобразованием вибраторами 7 в механические колебания. Механические колебания через волноводы 5, 6 перемещают на участке 9q

65 тормозную ленту 3 с колодками 4 с вектором скорости, перпендикулярным направлению вращения тормозных шкивов 2.

При этом вектор силы сопротивления в случае торможения барабана лебедки постоянной силой Я груза 16 и уравновешенной силой натяжения ходового конца талевого каната Т наклоняется на угол b к плоскости вращения тормозных шкивов 2, причем 65 м

Ч где Чм — окружная скорость тормозного шкива;

Ч вЂ” эффективная скорость поперечного перемещения тормозных колодок.

Причем векторы скоростей Ч и V

М о перпендикулярны друг другу. Средняя сила трения для одной колодки определяется произведением средней прижимающей силы F на коэффициент трения т.е. и F f, а при наличии пеРемещений g= .б п8 .

Из приведенных выражений следует, что поперечные перемещения колодок 4 относительно тормозных шкивов 2 уменьшают силы трения и при установившемся режиме, когда тормозной момент трения колодок уравновешивает силу " - натях жение ходового конца каната, можно принять условный коэффициент трения для участка Ц

1 1 f &4пв являющийся функцией управляющего сигнала. На остальном участке g коэффициент трения остается постоянным. 2

Условный коэффициент трения, а следовательно, и режим подачи бурового инструмента плавно изменяются в широких пределах в функции управляющего сигнала, обрабатываемого регулятором 12. . Шарнирное соединение тормозной ленты 3 с волноводами 5, б нв нарушает работы тормозной системы при спускоподъемных операциях. Применение подобного устройства, работа которого основана на плавном изменении коэффициента трения тормозных колодок по тормозному шкиву путем их поперечного гармонического перемещения, обеспечивает качественное регулирование подачей буРового инструмента в широких диапазонах механической скорости бурения, твердости пород и глубин скважин, за счет чего достигаются высокие техникоэкономические покаэатели долбления.

Формула изобретения

УстРойство подачи бурового инструмента, содержащее барабан лебедки с тормозной системой, включающей тормозные шкивы, тормозные ленты и колодки, регулятор, преОбразователь веса и блок обратной связи по скорости барабана лебедкИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью рааширения динамического диапазона и улучшения качества регулирования путем плавного изменения коэффициента трения колодок по тормозному шкиву в функции управляющей величины, оно снабжено вибраторами механических колебаний, преобразователем управляющей величины в частотный сигнал й. волноводами, расположенными перпендикулярно плоскости вращения тормозных шки606995

Составитель Р.Гладун

Т ред М Борисова Корректор H.Kîíàëåâà

Редактор Г.Мозжечкова ех

Тираж 734 ПОдпионое

Заказ 2559/24 ета Совета Мнистров СССР

ЦНИИПИ Государственного комитета ов по делам изобретений и открытий

4 5

113035, Москва, Ж-35, Раушокая наб., д. /

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Пр

П,оектная, 4 вов барабана лебедки, причем тормозные ленты посредством волноводов шарнирно связаны с вибраторами механических ко- лебаний, а входы вибраторов механических колебаний через преобразователь управляющей величины в частотный сигнал соединены с выходом регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:.

1. Вольгемут Э.A. и др. устройства подачи долота для бурения нефтяных и

8 газовых скважин. М., Недра,1969.

2. Патент США В 2950086,кл.25-173, 1960.