CS261745B1 - Hlídač kroutícího momentu pro elektrifikované vrtné soupravy - Google Patents

Abstract

Hlídač kroutioího momentu pro elektrifikované vrtné soupravy s hydraulickým podáváním je zapojen mezi elektrickým motorem vrtné soupravy s hydraulickým systémem vrtne soupravy. Obsahuje převodník střídavého výkonu, který je spojen se zesilovačem řídicího signálu, kt$rý je napojen na přepínač převodových stupňů. Přepínač převodových stupňů je spojen s měřicím přístrojem s nastavitelnou mezi, jehož výstup"je spojen jednak se signálním svítidlem, jednak s oasovým obvodem. Časovači obvod je spojen s výkonovým relé, které je napojeno na elektromotor hydraulického systému a současně na elektromagnetický ventil, připojený k hydraulickému systému vrtací soupravy.

Description

Vynález se týká hlídače kroutícího momentu pro elektrifikované vrtné soupravy s hydraulickým podáváním, zapojeného mezi elektrickým motorem vrtné soupravy a hydraulickým systémem vrtné soupravy.

Nejčastšjší příčinou nárůstu kroutícího momentu u vrtných souprav je tak zvané zapékání korunky, které mé za následek havarijní stav a v konečném důsledku ukroucení vrtného soutyčí. Pro obsluhu je tudíž výhodné, aby dostala informaci o velikosti kroutícího momentu působícího na vrtné nářadí.

V současné době převážně nemají jádrovací vrtné soupravy s elektrickým pohonným motorem a s hydraulickým podáváním v základním vybavení žádné zařízení, které by upozornilo obsluhu na nebezpečně narůstající kroutící moment vrtné kolony. Při vrtání se dosud vycházelo z doporučených hodnot jednotlivých parametrů režimu vrtání, jako je například přítlak, otáčky, vrtný nástroj a množství výplachu, a jejich vzájemný vztah se upřesňoval a porovnával na základě dosažených výsledků v daných geologicko-technických podmínkách hloubení vrtu.

V některých případech byly na vrtných soupravách montovány jen ampérmetry do jedné fáze napájecí sítě, které umožňovaly jen velice nepřesně usuzovat z nárůstu proudu i na narůstající kroutící moment. Je to věak jen velmi hrubá informace, protože asynchronní motor reaguje na pokles napětí v měřené fázi zvýšením napájecího proudu, ačkoliv příkon do pohonného motoru vrtné soupravy se v tomto případě vůbec nezvýší. Hrubý odhad velikosti kroutícího momentu často vedl k haváriím vrtu a tím i k prostojům v práci. Některé vrtné soupravy jsou opatřeny omezovačem kroutícího momentu, který po obdržení signálu, svědčícího o nadměrném kroutícím momentu, vypíná pohonný motor vrtné soupravy. Zastavením vrtné soupravy v takovém případě dochází ke komplikacím ve vrtu, kzapečení

261 745 korunky”, které má ze následek, že vrtná nářadí nelze z vrtu vytěžit, je nutné likvidovat havárii, což je komplikované a časové náročné.

Uvedené nedostatky odstraňuje hlídač kroutícího momentu podle vynálezu, obsahující převodník střídavého výkonu, zesilovač, přepínač převodových stupňů, měřící přístroj, časovači obvod a relé. Podstata vynálezu spočívá v tom, že převodník střídavého výkonu je spojen se zesilovačem řídícího signálu, který je napojen na přepínač převodových stupňů. Přepínač převodových stupňů je spojen s měřícím přístrojem s nastavitelnou mezí, jehož výstup je spojen jednak se signálním svítidlem, jednak s časovacím obvodem. Časovači obvod je spojen s výkonovým relé, které je napojeno na elektromotor hydraulického systému a současně na elektromagnetický ventil, připojený k hydraulickému systému vrtací soupravy.

Hlídač kroutícího momentu podle vynálezu umožňuje automatické pozvednutí vrtné kolony za rotace a proplachu při nebezpečném zvýšení kroutícího momentu, čímž zamezuje havárii následkem ukroucení vrtné kolony nadměrným kroutícím momentem. Jeho použití vede ke zvýšení efektivnosti vrtání a snížení havarijnosti. Hlídač kroutícího momentu pracuje nezávisle na obsluze a jeho reakce na daný stav je pohotovější a přesnější než reakce člověka na vzniklou situaci.

Na přiloženém výkresu je znázorněno příkladné schéma zapojení hlídače kroutícího momentu podle vynálezu.

Hlídač kroutícího momentu je zapojen mezi pohonným elektrickým motorem vrtné soupravy, například třífázovým asynchron ním motorem s kotvou nakrátko, a hydraulickým systémem 20 vrtné soupravy. Obsahuje převodník 10 střídavého výkonu, který je spojen se zesilovačem 11 řídícího signálu. Zesilovač 11 je napojen na přepínač 12 převodových stupňů, který je spojen s měřícím přístrojem 13 s nastavitelnou mezí, který je opatřen běžným magnetoelektrickým měřícím systémem a doplněn přesouvatelným jazýčkem. Výstup měřícího přístroje 13 je spojen jednak se signálním svítidlem 14« jednak s časovacím obvodem s nastavitelnou prodlevou. Časovači obvod 15 je spojen s výkonovým relé 16 s prosvětlovacím tlačítkem. Výkonové relé je napojeno na elektromotor 21 hydraulického systému 20 a současně na elektromagnetický ventil 17. připojený k hydrau- 3 261 745 lickému systému 20 vrtací soupravy. Tím, že je hlídač kroutícího momentu připojen k elektromotoru 21 hydraulického systému 20. je zajištěno, že je v provozu jen při vrtání, kdy je zapnut hydraulický systém 20 a kdy vzniká i řídící signál odvozený z příkonu do pohonného motoru vrtné soupravy.

Převodník 10 střídavého výkonu mšní přiváděný elektrický příkon do pohonného motoru vrtné soupravy na stejnosměrný proud. Vzniklý stejnosměrný signál postupuje do operačního zesilovače 11. jehož výstupní napětí je možno v širokých mezích nulovat. Funkce nulování je dvojí, jednak je možno vynulovat jalový kroutící moment potřebný k rotaci včetně visící vrtné kolony před dosednutím na čelbu vrtu, jednak umožňuje nastavení ručky měřicího přístroje 13 do kterékoliv plohy i bez přítomnosti řídícího signálu z převodníku 10 střídavého výkonu. Je tak možno kdykoliv ověřit funkci hlídače kroutícího momentu. Ze zesilovače 11 je signál veden do přepínače 12 převodových stupňů a dále do měřícího přístroje 1 3. ^v měřícím přístroji 13 je možno nastavit mez, jejíž překročení uvede do chod’ svítidlo 14 a připojí časovači obvod 15 s nastavitelnou prodlevou. Jestliže obsluha na varovný signál nereaguje a překročení nastavené mezní hodnoty kroutícího momentu trvá déle než je nastavená hodnota zpoždění, přičemž se i krátkodobá překročení meze sčítají do časového úseku prodlevy, sepne se výkonové relé 16. které svými hlavními kontakty připojí k sítovému napětí elektromagnetický ventil 17. Hydraulický systém vrtné soupravy tím dostane pokyn ke zvednutí vrtné hlavy do nejvyěěí polohy bez ohledu na to, zda v daném okamžiku byl přítlak na vrtný nástroj vyvozován dotlačováním nebo nadlehčováním vrtné kolony. Vrtná hlava je v horní poloze držena po neomezenou dobu. Pozdvižení vrtné hlavy do horní úvratě může zruěit pouze obsluha pomocí prosvětlovacího tlačítka u výkonového relé 16 po odstranění příčiny, která nebezpečný kroutící moment způsobila.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   261 745

   Hlídač kroutícího momentu pro elektrifikované vrtné soupravy s hydraulickým podáváním, zapojený mezi pohonným elektrickým motorem vrtné soupravy a hydraulickým systémem vrtné soupravy a obsahující převodník střídavého výkonu, zesilovač, přepínač převodových stupňů, méřící přístroj, časovači obvod a relé, vyznačený tím, Se převodník (10) střídavého výkonu je spojen se zesilovačem (11) řídícího signálu, napojeným na přepínač (12) převodových stupňů, který je spojen s méřícím přístrojem (13) s nastavitelnou mezí, jehož výstup je spojen jednak se signálním svítidlem (14), jednak s časovačím obvodem (15) spojeným s výkonovým relé (16), které je napojeno na elektromotor (21)hydraulického systému (20) a současné na elektromagnetický ventil (17), připojený k hydraulickému systému (20). vrtné soupravy.