SU1116140A1

SU1116140A1 - Apparatus for locating threaded joints of pipes

Info

Publication number: SU1116140A1
Application number: SU833531752A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Константинович Егоров
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1983-01-06
Publication date: 1984-09-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ОГРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ, содержащее лебедку, электромагнитный датчик обнаружени резьбовых соединешгй колонны труб и блок обработки I информации датчика, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности работы, оно снабжено электромагнитной муфтой, сигнальным узлом с переключателем и датчиком перемещени колонны труб, выполненным в виде вала и двух кулачков, причем электромагнитна муфта расположена мевду лебедкой и датчиком перемещени колонны труб, а выводы муфты соединены с блоком обработки информации и зашунтированы переключателем , при этом один кулачок датчика перемещени колонны труб взаимодействует с переключателем сигнального § узла, а другой - с переключателем, (Л шунтирующим обмотку муфты.A POSITIONAL LIMIT DEVICE FOR PIPE THREADING CONNECTIONS containing a winch, a magnetic sensor for detecting threaded connecting pipe strings and a sensor information processing unit I, characterized in that, in order to improve the reliability of operation, it is equipped with an electromagnetic coupling, a signal hub with a switch and a sensor for moving pipe strings. made in the form of a shaft and two cams, the electromagnetic clutch is positioned by a winch and a sensor for moving the pipe string, and the clutch leads are connected to the processing unit information is bridged and bridged with a switch, with one cam of the displacement sensor of the pipe string communicating with the switch of the signal node and the other with the switch (L bypassing the coupling winding.

Description

О)ABOUT)

1 .1 Изобретение относитс к буровому оборудованию, в частности к устройс вам определени положени резьбовых соединений колонны труб. Известен способ огфеделени поло жени резьб.овых соединений при спус ко-подъеме труб в буровых установках , содержащих подъемный механизм в виде лебедки с тормозным устройст вом, управл емым вручную. Положение резьбового соединени колонны труб относительно рабочих органов (трубо держатель, труборазворот) определ ет с бурильщиком визуально по стыку труб п. Недостатком способа вл ютс значительные потери времени на визуаль ное определение мест резьбового соединени , особенно в случае применени гладкоствольной бурильной колонны. Известно устройство дл определени резьбовых соединений колонны труб, содержащее электромагнитный (индукционный) датчик обнаружени резьбового соединени , блок обработки информации датчика с сигнальным узлом, св занным с тормозным устройством подъемного механизма 3 При прохождении диамагнитным коль цом, установленным на замковых (резьбовых) соединени х колонны, электромагнитного датчика блок обработки информации последнего дает сигнал тормозному устройству подъемного механизма на остановку Колонны При этом резьбовое соединение должно находитьс между рабочими органами: трубодержателем и труборазворотом . Однако наличие сигнала только о нижнем положении резьбового соединени (в момент прохождени резьбовым соединением датчика) не исключает выход его из зоны рабочих органов вследствие различной субъективной реакции буровиков, управл ющих тормозным устройством, и не дает информацию о фактическом положении резьбового соединени бурильной колонны , зажатой в трубодержателе, поэтому возможен захват колонны ра бочини органами ниже резьбового соединени , что приводит к потер м времени на выполнение спуско-подъемных операций. Цель изобретени - повьшение надежности работы и ускорение спускоподъемных операций. 02 Указанна цель достигаетс тем, что устройство определени положени резьбовых соединений труб, содержащее лебедку, электромагнитный датчик обнаружени резьбовых соединений колонны труб и блок обработки информации датчика, снабжено электромагнитной муфтой, сигнальным узлом с переключателем и датчиком перемещени колонны труб, выполненным в виде вала и двух кулачков,причем электромагнитна муфта расположена между лебедкой и датчиком перемещени колонны труб, а выводы муфты соединены с блоком обработки информации и зашунтированы переключателем, при этом один кулачок датчика перемещени колонны труб взаимодействует с переключателем сигнального узла, а другой - с переключателем, шунтирующим обмотку муфты. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство, вход щее в состав буровой установки, включающей подъемный механизм, выполненный в виде лебедки 1 с тормозным устройством 2 захват 3 колонны 4 труб с резьбовы-, ми соединени ми 5 и рабочие органы: труборазворот 6 и трубодержатель 7 с нижней 8 и верхней 9 границами рабочей зоны, содержит электромагнитный датчик 10, блок обработки информации 11 датчика, электромагнитную муфту 12,-соедин ющую вал 13 лебедки 1 с осью 14 датчика перемещени 15 колонны 4, на которой расположены кулачок 16 с регулируемым выступом 17, взаимодействующим с переключателем 18 сигнального узла 19, и кулачок 20, взаимодействующий с переключателем 21 блока 1 1 . С помощью электромагнитного датчика 10 формируетс первична информаци о месте резьбового соединени , например, путем сравнени вторичных электромагнитных полей двух сосед- них участков трубы. Посредством блока обработки информации 11 датчика 10 обеспечиваетс питание датчика 10, обработка первичной информации о резьбовом соединении и выработке команды, подаваемой на включение электромагнитной муфты. Датчик 15 перемещени колонны обеспечивает посредством кулачка 16 включение сигнального узла 19 при1 .1 The invention relates to drilling equipment, in particular, to devices for determining the position of threaded connections of a pipe string. There is a known method of collapsing the position of threaded joints when descending to co-lifting pipes in drilling rigs containing a hoist-like lifting mechanism with a manually operated braking device. The position of the threaded connection of the pipe string with respect to the working bodies (pipe holder, pipe turn) determines visually with the driller through the pipe butt joint. A disadvantage of the method is the considerable loss of time for visual determination of the screw connection points, especially in the case of a smooth-bore drill string. A device for detecting threaded connections of a pipe string is known, comprising an electromagnetic (induction) sensor for detecting a threaded connection, a sensor processing unit with a signal node connected to a braking device of a lifting mechanism 3 When passing through a diamagnetic ring mounted on the lock (threaded) connections of the column , an electromagnetic sensor, the information processing unit of the latter gives a signal to the brake device of the lifting mechanism to stop the columns. In this case the threaded connection It must not be between the working bodies: the pipe holder and the pipe turn. However, the presence of a signal only about the lower position of the threaded connection (at the time of passing the threaded connection of the sensor) does not exclude its exit from the working bodies due to the different subjective reaction of the drillers controlling the braking device and does not provide information on the actual position of the threaded connection of the drill string clamped in the tube holder, therefore, it is possible for the column of the operator to be gripped by the organs below the threaded joint, which leads to a loss of time to perform the tripping. The purpose of the invention is to increase the reliability of work and accelerate tripping operations. 02 This goal is achieved by the fact that the device for detecting the position of threaded pipe joints, containing a winch, electromagnetic sensor for detecting threaded connections of a pipe string and a sensor information processing unit, is equipped with an electromagnetic coupling, a signal node with a switch and a sensor for moving a pipe string, made in the form of a shaft and two cams, with an electromagnetic clutch located between the winch and the sensor moving the pipe string, and the clutch leads are connected to the information processing unit and are bridged a switch, with one cam of the displacement sensor of the pipe string communicating with the switch of the signal unit, and the other with a switch shunting the coupling winding. The drawing shows a diagram of the proposed device. The device included in the rig, including a lifting mechanism, made in the form of a winch 1 with a braking device 2 gripping 3 columns 4 pipes with threaded connections 5 and working bodies: pipe turn 6 and tube holder 7 with lower 8 and upper 9 contains the electromagnetic sensor 10, the information processing unit 11 of the sensor, the electromagnetic coupling 12, the connecting shaft 13 of the winch 1 with the axis 14 of the displacement sensor 15 of the column 4, on which the cam 16 with an adjustable protrusion 17 interacting with the switch is located 18 signal unit 19, and the cam 20, interacting with the switch 21 of the block 1 1. Using the electromagnetic sensor 10, primary information is generated about the location of the threaded connection, for example, by comparing the secondary electromagnetic fields of two adjacent pipe sections. The information processing unit 11 of the sensor 10 provides power to the sensor 10, the processing of the primary information about the threaded connection and the generation of a command to turn on the electromagnetic clutch. The column displacement sensor 15 provides, via the cam 16, the activation of the signal node 19 when

311311

ходе резьбового соединени в рабоую зону и выключение при выходе из ее, а посредством кулачка 20 тключение электромагнитной муфты ри повороте оси 14 датчика 15 в исходное положение.during the threaded connection to the working zone and shutdown when leaving it, and through the cam 20 turning off the electromagnetic clutch when the axis 14 of the sensor 15 is rotated to its original position.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подъеме колонны 4 лебедкой 1 езьбовое соединение 5 проходит электромагнитный датчик 10. Последний при этом формирует и передает первичную информацию о наличии резьбового соединени в блок обработки нформации 11 датчика, который вырабатывает команду на включение электромагнитной муфты 12. При этом ал 13 подъемного механизма 1 соедин етс с осью 14 датчика 15 перемещени колонны 4, кулачки 16 и 20 повоачиваютс , переключатель 21 своими контактами шунтирует контакты блока 11, врем удержани которых из-за кратковременности сигнала датчика 1П незначительно,обеспечива необходиую длительность включени муфты 12. При дальнейшем повороте вала 13 подъемного механизма, когда резьбовое соединение достигает нижней 8 границы рабочей зоны труборазворота 6 (выше захвата трубодержател 7), кулачок 16 выступом 17 замыкает контакты переключател 18, которые включают сигнальньм узел 19. По сигналу последнего бурильщик тормозным устройством 2 вручную останавливает подъемньй механизм 1.When lifting the column 4 with a winch 1, the screw connection 5 passes the electromagnetic sensor 10. The latter then generates and transmits the primary information about the presence of the threaded connection to the information processing unit 11 of the sensor, which generates a command to turn on the electromagnetic clutch 12. At the same time, 13 of the lifting mechanism 1 with the axis 14 of the sensor 15 for moving the column 4, the cams 16 and 20 rotate, the switch 21 contacts the block 11 with its contacts, the retention time of which due to the short signal of the 1P sensor It is important to ensure that the clutch 12 is turned on. When the lifting mechanism shaft 13 is further rotated, when the threaded joint reaches the bottom 8 of the working area of the pipe turn 6 (higher than the grip of the tube holder 7), the cam 16 closes the contacts of the switch 18, which turn on the signal node 19. At the last signal, the driller brakes the brake device 2 manually.

Если подъем колонны не был прекращен своевременно в пределах рабочей зоны и резьбовое соединение перешло верхнюю границу 9 рабочей зоны (граница захвата труборазворотом 6) кулачок 16, поворачива сь, размыкает контакты переключател 18, сигнальный узел 19 отключаетс . В этом случае колонна должна быть приспущена на такую величину, пока переключатель 18 не включитс снова кулачком 16, поворачивающимс в противоположную сторону вместе с подъемным механизмом .If the lifting of the column was not stopped in a timely manner within the working area and the threaded connection passed the upper limit 9 of the working zone (pickup boundary 6), the cam 16 turned to open the contacts of the switch 18, the signal node 19 is turned off. In this case, the column must be lowered by such a value until the switch 18 is turned on again by the cam 16 turning in the opposite direction together with the lifting mechanism.

Когда вьтолнено развинчивание резьбового соединени , захватное устройство 3 опускаетс лебедкой дл When unscrewing the threaded joint is completed, the gripping device 3 is lowered by a winch for

0404

подъГема очередной свечи. При этом ось 14 датчика 15 перемещени колонны поворачиваетс в направлении,противоположном подъему, и в исходномunder the next candle. At the same time, the axis 14 of the column movement sensor 15 rotates in the opposite direction to the lift, and in the initial

положении кулачок 20 контактами переключател 21 отключает электромагнитную муфту 12.position of the cam 20 contacts of the switch 21 disconnects the electromagnetic clutch 12.

Устройство подготовлено дл выполнени следующего цикла.The device is prepared for the next cycle.

Устройство обеспечивает включение сигнального .узла 19, когда резьбовое соединение 5 труб находитс в рабочей зоне между границами 5 и 9, и отключение его при выходе соединени 5The device ensures that the signal node 19 is turned on when the threaded connection 5 of the pipe is in the working area between the boundaries 5 and 9, and its shutdown at the exit of the connection 5

из рабочей зоны, что позвол ет получать информацию о фактическом положении резьбового соединени относительно рабочей зоны труборазворота 6, оперативно корректировать это положение до захвата колонны 4 труб трубодержателем 7.from the working zone, which allows to obtain information about the actual position of the threaded joint relative to the working zone of the pipe turn 6, promptly correct this position before the tube 4 is gripped by the tube holder 7.

Таким образом, исключаютс захваты колонны 4 рабочими органами Ь и 7 когда резьбовое соединение 5 находитс вне их рабочей зоны и св занные с этим потери времени на повторное определение места резьбового соединени и ввод его в рабочую зону, определение места резьбового соединени по сравнению с визуальным контролем , особенно в случа х, когда трубы покрыты специальной смазкой, тем самым повышаетс производительность спуско-подъемных операций колонны бурильных труб и надежность работы при автоматическом управлении тормозным устройством (исключаютс отказы при случайных выходах резьбового соединени из рабочей зоны).Thus, the grippers of the column 4 are eliminated by the working bodies b and 7 when the threaded joint 5 is outside their working area and the associated loss of time for re-determining the location of the threaded connection and inserting it into the working area, determining the location of the threaded connection compared to visual inspection , especially in cases when the pipes are coated with special lubricant, thereby increasing the performance of tripping operations of the drill string and reliability of operation with automatic control of braking devices m (excluded failures at random from the outputs of the threaded connection of the working area).

Устройство может быть использовано в буровых установках с автоматическим (дистанционным) управлением тормозным устройством подъемного механизма. В этом случае сигнальньй узел подает сигнал в систему управлени тормозным устройством на остановку подъемного механизма, тогда когда резьбовое соединение достигло нижней границы рабочей зоны, либо на растормаживание подъемного механизма, когда резьбовое соединение перешло верхнюю границу рабочей зоны.The device can be used in drilling rigs with automatic (remote) control of the braking device of the lifting mechanism. In this case, the signal unit sends a signal to the brake control system to stop the lifting mechanism, then when the threaded connection has reached the lower boundary of the working area, or to release the lifting mechanism when the threaded connection has passed the upper limit of the working area.

/5/five

66

9 9

8eight

////

77

10ten

5five

Claims

DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION OF THREADED PIPE CONNECTIONS, comprising a winch, an electromagnetic sensor for detecting threaded connections of a pipe string and a sensor information processing unit I, characterized in that, in order to increase the reliability of operation, it is equipped with an electromagnetic coupling, a signal unit with a switch and a column movement sensor pipes made in the form of a shaft and two cams, moreover, the electromagnetic clutch is located at the breech with a winch and a pipe column displacement sensor, and the clutch leads are connected to the processing unit and information and are shunted by the switch, while one cam of the pipe column displacement sensor interacts with the signal node switch, and the other with the switch shunting the coupling winding.

SU,. „1116140

1 1116140 2