1 Изобретение относитс к устройст вам контрол за процессом багрени скважин. Известны устройства дл раздельного измерени веса бурового инстру мента и осевой нагрузки на долото, выполненные по мостовым схемам, под ключенные к усилителю, в плечо мостов которых последовательно с датчи ками веса и осевой нагрузки и резис торами обратной св зи включены первые рамки логометров ij . Однако такое включение существен но снижает точность измерени , так как при изменении температуры окружающей среды мен ютс величины сопр тивлений рамок логометров. Недостат ками этого устройства вл ютс низка точность преобразовани , св зан на с вли нием изменени сопротивле ний рамок логометра, и низка чувствительность . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс преобразователь веса бурового инстр мента и осевой нагрузки на долото, содержащий датчики и резисторы, сое диненные между собой по мостовым сх мам и подключенные к усилителю, диа гонали питани мостовых схем соединены с неподвижными контактами первого переключател , а его подвижный контакт соединен с источником питани , регистрирукщий логометр, одна из рамок которого включена между второй клеммой источника питани и общей вершиной измерительной диагонали мостов, причем параллельно ей включен резистор, а втора рамка ре гистрирующего логометра включена между выходом усилител и подвижным контактом второго переключател , механически св занного с первым, логометр веса бурового инструмента и логометр осевой нагрузки на долот одни рамки которых включены в цепь обратной св зи усилител между неподвижными контактами второго переключател и вершиной измерительной диагонали соответствующих мостовых цепей через компенса19{онные резисто ры. В известном устройстве вторые рамки логометров веса бурового инструмента и осевой нагрузки на доло то, зашунтированные дополнительными резисторами, включены в диагонали питани мостовых цепей Zj. 81 При изменении сопротивлений датчиков под действием усили , действующего на них, измен ютс токи, протекающие через датчики, вследствие чего нарушаетс равновесие моста. Напр жение , по вившеес на измеритель- ной диагонали, подаетс на вход усилител , KOTOpbtfi измен ет величину тока обратной св зи, протекающего по компенсационным резисторам. Изменение тока обратной св зи происходит до тех пор, пока мост вновь не будет уравновешен. Отношение токов, измер емое логометрами, пропорционально изменению сопротивлени датчиков. Недостатком известного преобразовател дл раздельного измерени веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото вл етс использование двух комплектов датчиков, которые Трудно подобрать идентичными. Вьфавнивание их базовых сопротивлений производитс с помощью добавочных резисторов. Однако это приводит к разному приращению сопротивлений их при одинаковом нагружении датчиков, требует дл их подключени шесть проводов линии св зи. Применение магнитоэлектрических логойетров с гальванически разделенными рамками, у которых градуировка шкал индивидуальна и неравномерна , приводит к трудности расшифровки записи веса инструмента и осевой нагрузки. Магнитоэлектрические логометры с гальванически разделенными рамками промышленностью не выпускаютс . Переделка серийных логометров представл ет трудоемкую и дорогосто щую операцию . Например, стоимость разделени рамок и переградуировка серийных ма гнитоэлектрических логометров сравнима со стоимостью самих приборов. Кроме того, затрудн етс преобразование выходной величины (отношени токов ) в величину другого рода (например , в унифицированный пневмосигнал дл подачи на показываюпр й или записывающий монометры) или передача в линию телемеханики, так как передача отйошени ТОК08, как известно, много сложнее, чем передача унифицированного сигнала тока или напр жени . Наличие двух градуировок: пр мой - дл записи веса колонны, и обращенной дл записи осевой нагрузки приводит также к усложнению расшифровки документа регистрации. В св зи с тем. что при измерении либо веса инструме та, либо осевой нагрузки в известной схеме всегда измерительна диагональ шунтируетс резисторами, образующими измерит1вльную цепь либо осевой нЯгру ки, либо веса инструмента, то чувствительность устройства уменьшаетс примерно в два раза. Цель изобретени - повышение точности измерени и упрощение конструк ции преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем что преобразователь веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото , содержащий датчики и резисторы соединенные между собой по мостовой схеме и подключенные к усилителю, одна из вершин диагонали питани мостовой схемы соединена с неподвижными контактами первого переключател , подвижный контакт которого соединен с источником питани , регистрирующий прибор, подключенный одним концом к выходу усилит ел , а другим к подвижному контакту второго переключател , механически св занного с первым, показывающие приборы веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото, одни концы которых подключены к неподвижньш контактам второго переключател , а другие - че рез компенсационные резисторы к вершине измерительной диагонали, сна;бжен дополнительным переключателем и двум узлами регулировани направлени тока, первый из которых выполнен в виде двух параллельных ветвей, кажда из которых состоит из последовательно соединенных переменного подстроечного резистора и диода, а второй - в виде двух параллельных ветвей, кажда из которых состоит из последовательно соединенных посто нного резистора и диода, причем диоды ка щого узла включены разнопол рно , при этом узлы подключены одним концом к вершине измерительной диагонали, причем первый узел через компенсационные резистор ы, а второй непосредственно, а другим концом к датчикам, подвижный контакт третье го переключател соединен с источником питани вьшолненным в виде стабилизированного источника тока, а неподвижные контакты подключены к другой вершине диагонали питани и св заны с соответствумцкми неподвкжньчи контактами первого переключател , который механически св зан с третьим. Кроме того, в качестве регистрирующего и показывающих приборов использованы измерители токов. На чертеже приведена измерительна схема предлагаемого преобразовател . Измерительна схема представлена мостовой цепью, направление тока в которой коммутируетс двум ключами трехплатного переключател 1. Мостова цепь образована посто нными резисторами 2-.9, а также резистивными датчиками 10, подсоединенными к прибору трехпроводной линией св зи, каждый провод 11 которой имеет сопротивление . Диоды 12-15 и резисторы 6-9 включены в узлы регулировани направлени тока. Узлы регулировани направлени тока, включенный между верхним проводом 11 линии св зи и резистором 4, состоит из переменного подстр.оечного резистора 6, включенного ме щу проводом 11 и минусом диода 12 и из переменного подстроечного резистора 7, включенного между проводом 11 и плюсом диода 13. Плюс диода 12 и минус диода 13 подключены к резистору 4. Назначение указанного узла регулировани направлени тока заключаетс в возможности приведени мостовой це пи к равновесию при раздельном измерении веса инструмента и осевой нагрузки на долото, причем равновесие моста можно добитьс при любом значении веса инструмента с помощью резисторов 6 и 7. Посто нные резисторы 8 и 9, служаш;ие дл компенсации сопротивлений резисторов 4 и 5 и номинальных сопротивлений переменных подстроечных резисторов 6 и 7, а таклс(е диоды 14 и 15 вход т в состав конпенса1шонного узла регулировани направлени тока, включенного между нижним проводом 1} линии св зи и резистором 3. Он состоит из посто нного резистора 8, включенного между проводом 11 и ппюсом диода 14 и посто нного резистора 9, включенного ые У проводом 11 и минусом диода 15. Минус диода 14 и плюс диода 15 подключены к резистору 3. Включение узлов регулировани направлени тока в мостовую схему позвол ет использовать только один комплект датчиков и трехжильный кабель. Мостова цепь подключен к усилителю 16, в цепь обратной св зи которого включены посто нный резистор 17 и регистрирующий прибор 18 веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото, а через перекл атель 1 дл визуального наблюдени измерители веса буровой колонны 19 и осевой нагрузки на долото 20, а также компе сационные резисторы 4 и 5. В диагональ питани мостовой цепи включен стабилизированный источник 21 тока. С помощью переключателей 1 осуществл ют изменение направлени тока пита , ни датчиков 10; направление трков питани мостовой цепи и тока обратно св зи при измерении веса инструмента Q и осевой нагрузки Р показано на схеме стрелками. Преобразователь работает следуюдам образом. При изменении сопротивлени датчи ков 10 под действием усили , действующего на них (датчики, устанавливаемые под углами рамы кронблока, в смежных относительно диагонали питани плечах получают приращени разных знаков) , измен ютс токи, протекающе через датчики, вследствие чего нарушаетс равновесие моста. Напр жение , по вившеес на измерительной диагонали, подаетс на вход усилител 16, который измен ет величину тока обратной IKQ(P), лротекающего по резисторам (4+5) или по резистору 5. Изменение тока обратной св зи IKQ(P) происходит до тех пор, пока мост вновь будет уравновешен, т.е. пока не выполнитс равенство IfQ(P) ijQXP) (при равенстве сопротивлений резисторов 2 и 3). Уравнение шкалы измерителей и регистратора токов при этом условии можно выразить формулой uR..,Q(P) ( & R,g - приращение сопротивлений датчиков 10 под действием усили , действующего на них; (R +R) - расчетное, (составное) сопротивление компенсационного резистора при измерении веса колонны (его величина определ етс , исход из максимального веса колонны); R, - расчетное сопротивле- ние компенсационного резистора при измерении осевой нагрузки на долото (его величина определ етс , исход из максимальной осевой нагрузки на долото); I,Q(P) - ток, проход щий по верхней ветви моста. При равновесии моста I,Q(P)I-Q(P) const. При этом в формуле учитываетс то, что измерительные резистивные датчики, включенные в плечи мостовой цепи, последовательно с компенсационными резисторами К.и R, получают положительные приращени , а измерительные резистивные датчики, включенные в смежные относительно диагонали питани плечи мостов, имеют равные, но отрицательные приращени сопротивлений (дл мостов с тёнзосопротивлени ми с чистым изгибом) о Так как измерительна схема исключает шунтирование измерительной диагонали за счет устранени параллельной мостовой цепи, то чувствительность преобразовател поньшиетс приблизительно в два раза, а использование одних и тех же датчиков при раздельном измерении веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото повьшиет точность измерени и упрощает конструкцию и настройку преобразовател . При спуске инструмента переключатель 1 устанавливаетс в положение Q. При этом измеритель 19 тока показывает (ток IKQ увеличиваетс при спуске ) , а регистратор 18 тока регистрирует процесс спуска инструмента. При этом токи I.Q и IKQjпротекающие по компенсационным резисторам 4 и 5, имеют противоположное направление. Регистрирующий прибор имеет две пр мые градуировки: дл записи веса инструмента и дл записи осевой нагрузки на долото. Шкалы приборов от- : градуированы в тоннах. Перед началом бурени , когда долото не касаетс забо , переключатель 1 переводитс в положение Р - измерени осевой нагрузки, и с помощью изменени сопротивлени подстроечного резистора 7 стрелка указател 20 осевой нагрузки и перо регистратора 18 вьшод тс на нуль шкалы. После это го часть веса инструмента передаетс на забой, т.е. создаетс требуема осева нйгрузка. При этом в св зи с изменением направлени тока в ветв х мостовой цепи при уменьшении веса на крюке (дл создани осевой нагрузки), т.е. при изменении знака приращени сопротивлений датчиков ток обратной св зи усилител IKP не измен ет направЛениеИ дл вьфавнивани токов I.P и 1,Р . увеличиваетс . Направление токов и IKP, протекающих по компенсационному резистору 5, в этом случае совпадает . При этом измеритель 19 тока показывает , а регистратор 18 тока записывает значение осевой нагрузки. При подъеме инструмента переключатель 1 возвращаетс в цоложение измерени веса инструмента. Измеритель 19 тока показывает, а регистратор тока 18 регистрирует операцию подъема инструмента . . Технико-экономический эффект предлагаемого преобразовател достигаетс за счет устранени второй мостовой измерительной цепи, шунтирующей измерительную , диагональ, что повьшгает ч вс вительность примерно в два раза, и использовани одног о комплекта датчиков вместо двух, что повышает точность и значительно упрощает изготовление и настройку силоизмерительных дреобразрвателей, устран ет дополнительно трехжильный кабель св зи, длина разводки которого достигает 120 м, а также за счет замены магнитоэлектрических логометров с гальванически разделенными рамками на измерители ., что устран ет неравномерност;ь градуировки и трудность расшифровки документа регистрации и позвол ет получить унифицированный сигнал.
13