SU1557315A1 - Устройство дл измерени вертикальных перемещений бурильной колонны - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин и позвол ет повысить точность измерени  вертикальных перемещений бурильной колонны. Дл  этого устройство снабжено двум  метками, расположенными на ребордах левого и правого дисков барабана буровой лебедки, задатчиком 28 коэффициента делени , коммутатором 29, четырехполюсным трехпозиционным переключателем 25, двум  резисторами 26, 27 и вторым управл емым делителем 34. Сигналы с датчика 1 перемещений талевого блока через переключатель 25 поступают на входы управл емых делителей 34 и 35 и блока 30 делени . Коэффициент делени  блока 30 делени  определ етс  задатчиком 28 коэффициента делени  и коммутатором 29, который управл етс  сигналами с переключател  25. Сигналы с выхода блока 30 подаютс  на вход реверсивного счетчика 31, осуществл ющего подсчет числа витков талевого каната, наход щихс  на лебедке. Начальное значение числа витков на лебедке задаетс  блоком 32 набора кода. Информаци  с его выхода поступает на шифратор 33 номера сло , где производитс  определение номера рабочего сло . Делители 34 и 35 управл ютс  кодом номера сло  с шифратора 33 и служат дл  нормировани  импульсов с датчика 1 на квант перемещени  при спуске и подъеме бурильной колонны соответственно. 3 з.п. ф-лы, 6 табл. 10 ил.

Description

СП

сл

СЛ

Фиг 5

ремещений талевого блока через переключатель 25 поступают на входы управл емых делителей 34 и 35 и блока 30 делени „ Коэффициент делени  блока 30 г делени  определ етс  задатчиком 28 коэффициента делени  и коммутатором 29, который управл етс  сигналами с переключател  25. Сигналы с выхода блока 30 подаютс  на вход реверсивного счет-ю чика 31, осуществл ющего подсчет числа витков талевого каната, наход щихс  на лебедке. Начальное значение чис

Изобретение относитс  к бурению глубоких нефт ных и газовых скважин, а именно к устройствам контрол , измерени  и управлени  дл  технологических процессов углублени  и спуско- подъемных операций, составл ющих основу процесса бурени  скважин

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  вертикальных перемещений бурильной колонны.

На фиг. 1 изображены подъемный вал и барабан буровой лебедки, на фиг. 2 - схемы двух характерных случаев навивки талевого каната на барабан лебедки вмо- мент определени  начального числа витков Пцоц; на фиг. 3 - составные части датчика перемещени  талевого блока; на фиг о 4 - схема расположени  задающего элемента и кронштейна с чувствительными элементами датчика перемещени  талевого блока на подъемном валу лебедки; на фиг. 5 - структурна  схе- ма устройства; на фиг„ 6 - структурна схема блока делени ; на фиг о 7 - структурна  схема логического блока датчика перемещени  талевого блока; на фиг„ 8 - диаграммы, по сн ющие принцип работы блока делени ; на фиг. 9 - диаграммы, по сн ющие работу блока делени  в момент завершени  одного полного оборота барабана лебедки и начала следующего оборота; на фиг о 10 - диаграммы, по сн ющие работу устройства в момент реверса барабана буровой лебедки о

Вход щий в состав устройства датчик 1 перемещени  талевого блока (ДПТБ, фиг„ 5) состоит из кронштейна 2 (фиг, 3) с чувствительными элементами 3 и 4, логического блока 5 и зала витков на лебедке задаетс  блоком 32 набора кода. Информаци  с его выхода поступает на шифратор 33 номера сло , где производитс  определение номера рабочего сло . Делители 34 и 35 управл ютс  кодом номера сло  с шифратора 33 и служат дл  нормировани  импульсов с датчика 1 на квант перемещени  при спуске и подъеме бурильной колЬнны соответственно. 3 з.п ф-лы, 6 табл., 10 ил о

5

0

0 ,,- 40 45 50

55

дающего элемента 6, размещенного на подъемном валу 7 буровой лебедки, опирающемс  ,на левый 8 (фиг. 1) и правый

9коренные подшипники. На подъемном валу 7 напрессован барабан 10 с левым 11 и правым 12 дисками, к которым креп тс  тормозные шкивы 13 и 14, охватываемые тормозными лентами 15 и 16 с тормозными колодками на внутренней стороне о Конец 17 талевого каната 18, навиваемого на барабан 10, закреплен

в правом диске 12 с помощью прижимных планок 19 и болтов 20 (фиг. 1 о,б)„ На ребордах дисков 11 и 12 барабана

10в месте пересечени  их полуплоскостью , ограниченной осью подъемного вала 7 и проход щей через точку перегиба талевого каната 18 при выходе его конца 17 из пункта креплени  19, 20

на цилиндрическую поверхность барабана 10, наход тс  хорошо различимые дл  взгл да метки 21 и 22 (фиг„ 1 и 2). Метки 21 и 22 могут быть выполнены, например, в виде полукруглых шайб, приваренных к поверхности реборд дисков 11 и 12 и окрашенных в контрастный по отношению к фону цвет

Чувствительные элементы 3 и 4 (фиг о 3) подключаютс  к логическому блоку 5 с помощью кабел  23, а выходы ДПТБ к другим компонентам устройства с помощью кабел  24. Примен емый в устройстве число-импульсный ДПТБ име-. ет шесть выходных линий Выходы пер- вый-шестой ДПТБ 1 (фиг0 5) подключены к одноименным входам четырехполюсного трехпозиционного переключател  25 с механически св занными подвижными контактами , седьмой, дев тый, одиннадцатый и двенадцатый входы (неподвижные контакты) которого объединены между

515

собой и подключены к одному из выводов первого резистора 26, второй вывод которого соединен с общим проводом устройства, а восьмой и дес тый входы (неподвижные контакты) подключены к одному из выводов второго резистора 27, второй вывод которого соеди- ien с плюсом источника питани  бло- сов устройства (+U«n) Первый, второй третий и четвертый подвижные контакты шреключател  25 соединены с одноименными его выходами Первый, второй и третий выходы задатчика 28 коэффициента делени  подключены к одноименным входам коммутатора 29, четвертый и п тый входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами переключател  25, а выход - с первым входом блока 30 .делени  Первы вход реверсивного счетчика 31 витков соединен с первым выходом блока 32 набора кода, второй вход реверсивного счетчика 31 - со вторым выходом блока 32 и вторым входом блока 30, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьему и четвертому входам реверсивного счетчика 31 витков, а выход последнего соединен со входом шифратора 33 номера сло ,, Первый, второй, третий и четвертый выходы шифратора 33 подключены к одноименным входам первого управл емого делител  34 и второго управл емого делител  35, при этом счетный (п тый) вход первого управл емого делител  34 соединен со вторым выходом переключател  25 и четвертым входом блока 30 делени , а счетный (п тый) вход второго управл емого делител  35 - с первым выходом переключател  25 и третьим входом блока 30 делени 

Задатчик 28 коэффициента делени  выполн етс  традиционным способом в виде наборного пол  переключателей С помощью переключателей на его первом - третьем выходах формируютс  соответствующие двоичные сигналы необходимой разр дностио

Блок 30 делени  (фиг 6) содержит первый 36 и второй 37 реверсивные счетчики, первые выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого 38 и второго 39 компараторов; вторые входы последних объединены между собой со вторыми входами первого 36 и второго 37 реверсивных счетчиков и подключены к первому входу блока 30 делени  Четвертый вход

25

73

j 5 20 30

35

40

45

0

5

15

(вход пр мого счета +1) первого реверсивного счетчика 36 соединен с четвертым входом (вход обратного счета

) нчорого реверсивного счетчика Ј7 и подключен к четвертому входу бтгока 30. Третий вход (вход обратного счета -1)первого реверсивного счетчика 36 соединен с третьи входом (входом пр мого счета +1) второго реверсив .ного счетчика 37 и подключен к третьему входу блока 30. Пер . вые входы (входы разрешени  парал-- лельной загрузки) первого 36 и второго 37 реверсивных счетчиков соединены

соответственно с выходами первого и второго четырехвходовых элементов ИЛИ- НЕ 40 и 41 Первые входы элементов ИЛИ-НЕ 40 и 41 объединены между собой и подключены к выходу первого элемента НЕ 42, вход которого  вл етс  вторым входом блока 30 и через первый вход элемента 43 ИЛИ - к первым входам (входы R) RS-триггеров 44 и 45, вторые входы которых (входы S) соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И 46 и 47; вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 40 и 41 объединены между собой и подключены через второй вход элемента 43 ИЛИ к первым входам (R) RS-триггеров 44 и 45 и к выходу третьего элемента И 48, первый вход которого соединен с выходом (выход 4) второго компаратора 39, а второй - с первым выходом (выход Q) второго RS-триггера 45 и с первым входом четвертого элемента И 49, и к первому входу третьего двухвходового элемента ИЛИ-НЕ 50, выход последнего  вл етс  первым выходом блока 30; третьи входы элементов ИЛИ-НЕ 40 и 41 объединены между собой и подключены к выходу п того элемента И 51, первый вход которого соединен с выходом (выход ) первого компаратора 38, а второй - с первым выходом (выход Q) первого RS-триггера 44 и с первым входом шестого элемента И 52 и к первому входу четвертого двухвходового элемента ИЛИ-НЕ 53, выход последнего  вл етс  вторым выходом блока 30, четвертый вход элемента ИЛИ-НЕ 40 подключен к выходу первого элемента 54 задержки и ко второму входу шестого элемента И 52, выход которого соединен, со вторым входом третьего элемента ИЛИ-НЕ 50, ветвертыи вход -элемента ИЛИ-НЕ 41 подключен к выходу второго элемента 54 задержки и ко второму входу четвертого элемента И 49, выход которого

соединен со вторым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ 53, второй выход (выход переноса ) первого реверсивного счетчика 36 подключен ко входу второго элемента НЕ 56, выход которого соединен со входом первого элемента 54 задержки и с первым входом первого элемента И 46, второй вход,которого подключен ко второму выходу (выход Q) второго RS-триг- гера 45; второй выход (выход переноса ) второго реверсивного счетчика 37 подключен ко входу третьего элемента НЕ 57, выход которого соединен со входом второго элемента 55 задержки и с первым входом второго элемента И 47, второй вход которого подключен ко второму выходу (выход Q) первого RS-триггера 44„

Основой блока 32 набора кода слу- жит, так же как и дл  задатчика 28, наборное поле переключателей (тумблеров ) , с помощью которых задаетс  двоичный код начального числа витков на барабане лебедки. После завершени  набора кода нужного числа последний записываетс  в регистры хранени 

Шифратор 33 номера сло  включает (фиг„5) первый, второй, третий и чет вертый сумматоры 58-61, первые входы которых подключены ко входу шифратора 33, а вторые входы подключены соответственно к первому 62, второму 63, третьему 64 и четвертому 65 блоку уставок; выходы первого 58, второго 59, и третьего 60 и четвертого 61 сумматоров  вл ютс  соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами шифратора 33.

Первый 34 и второй 35 управл емые делители аналогичны по устройству; так, делитель 34 состоит из счетчика 66 и дешифратора 67, причем первый, второй, третий и четвертый входы управл емого делител  34  вл ютс  одно- именными входами дешифратора 67, п тый вход дешифратора 67 подключен к выходу счетчика 66, первый вход которого  вл етс  п тым счетным входом делител  34, а второй вход соединен с выходом дешифратора 67 и  вл етс  выходом управл емого делител  34„

Задающий элемент 6 ДПТБ выполнен разъемным и состо щим из двух половин (фиг. 3 и 4), которые соедин ютс  между собой при установке на барабанном валу 7 лебедки с помощью пары направл ющих штифтов и пары болтов 68 Ст -

0

5

-

0 js

35

50

30

гивание половин 6 осуществл етс  болтами 68 до обеспечени  посадки на вал 7 задающего элемента 6 с нат гом. По его окружности выфрезеровано равномерно N зубьев о Зубь  при вращении бурог вой лебедки проход т сквозь щели чувствительных элементов 3 и 4 (фиг„ 4), которые предназначены дл  преобразовани  местонахождени  зубьев задающего элемента 6, движущихс  относительно их, в дискретный (бинарный) электрический сигнал В качестве чувствительных элементов в ДПТБ 1 используютс  бесконтактные преобразователи положени  индуктивные щелевые типа ПИЩ-6-1. Преобразователь ПИЦ-6-1 функционально состоит из блокинг-генератора, детектора , триггера и выходного ключа на транзисторео При введении в щель между катушками базовой и коллекторной обмоток транзистора блокинг-генератора зуба эл емента .6 происходит срыв генерации . При этом выходной ключ срабатывает и обеспечивает посылку токового сигнала по кабелю 23 в логический блок 5 о Элементы 3 и 4 расположены в кронштейне 2 таким образом, что выходные сигналы с них при вращении задающего элемента 6 имеют фазовый сдвиг на 7/72 Это позвол ет нар ду с определением величины перемещени  талевого блока буровой установки определ ть и направление этого перемещени  о Кронштейн 2 устанавливаетс  на специальных уголках 69 и 70 (фиг 4), креп щихс  к несущим вертикальным балкам 71 и 72 буровой лебедки. Кронштейн 2 имеет возможность перемещени  относительно задающего элемента 6 по направл ющим болтам 73, 74 и за счет болтов 75, ст гивающих уголки 69 и 70, в трех направлени х. Кронштейн 2 фикси- руетс  болтами 73-75 в положение, при котором зубь  задающего элемента 6 свободно вход т в щель чувствительных элементов 3 и 4

Логический блок 5 ДПТБ (фиг0 7) включает первый 76, второй 77, третий 78 и четвертый 79 триггеры типа D, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 80,выполненное на микросхеме ПЛМ типа К155РЕЗ, синхрогенератор 81, первый - двенадцатый элементы НЕ 82- 93, первый - одиннадцатый резисторы 94-104 и конденсатор 105 электролитический При этом первые входы всех D-триггеров 76-79 и ПЗУ 80 Ссинхро- входы С) объединены между собой,подключены к выходу синхрогенератора 81 и одному из выводов п того резистора 98, последний  вл етс  нагрузкой дл  выходного каскада генератора 81 и под ключей вторым выводом, как и все другие резисторы логического блока 5, к +иипо Входы установки (S) и очистки (R) D-триггеров 76-79 объединены и подключены через третий резистор 96 и четвертый резистор 97 (номинал 1,0- 3,0 кОм) к +инп. Второй вход (вход D) первого D-триггера 76  вл етс  первым входом логического блока 5 и соединен

с выходом чувствительного элемента 3; 15 да кажД°го чувствительного элемента,

второй вход (вход D) второго D-триггера 77  вл етс  вторым входом логического блока 5 и соединен с выходом чувствительного элемента 4; резисторы 95 и 96  вл ютс  нагрузочными дл  20 выходных транзисторов соответственно чувствительных элементов 3 и 4. Выходы четырех D-триггеров 76-79 (выходы Q) подключены соответственно ко второчто позвол ет фиксировать перемещение в 1/4 зубцового периода. Выходные импульсы с чувствительных элементов 3 и 4 (фиго 7) поступают соответственно на первый и второй входы логического блока 5 и далее - на вторые входы (D-входы) первого и второго D-тригге- ров 76 и 77 соответственно, В указанных триггерах хранитс  информаци  о

му входу (вход D) третьего D-триггера 25 текущем состо нии чувствительных элементов о Сигнал с пр мого выхода (выход Q) первого D-триггера 76 подаетс  на второй вход (вход D) третьего D- триггера 78 и первый информационный вход (вход А1) ПЗУ 80; сигнал с выхода второго D-триггера 77 подаетс  на второй вход (D) четвертого D-триггера 79 и третий информационный вход (вход A3) ПЗУ 80о В D-триггерах 78 и 79 хранитс  информаци  о предшествующем состо нии чувствительного элемента Сигналы с пр мых выходов (Q),третьего и четвертого D-триггеров 78 и 79 поступают соответственно на второй (А2) и четвер- дд тый (А4) информационные входы ПЗУ 80.

78 и первому входу (вход А1) ПЗУ 80; ко второму входу (вход D) четвертого D-триггера 79 и третьему входу {вход A3) ПЗУ 80; ко второму входу (вход А2) ПЗУ 80; к ветвертому входу (вход А4) ПЗУ 80, Резисторы 99-104  вл ютс  нагрузочными дл  выходных каскадов ПЗУ 80 и подключены поэтому к выходам ПЗУ Q1-Q60 Выходы ПЗУ 80 подключены: Q1 - через повторитель на п том и шестом элементах НЕ 86, 87 - к четвертому выходу (х 4с); Q2 - через повторитель на одиннадцатом идвенадцатом элементах НЕ 92, 93 к первому выходу (х 4п); Q3 - через повторитель на третьем и четвертом элементах НЕ 84, 85 к п тому выходу (х 2с); Q4 - через повторитель на дев том и дес том эле

ПЗУ 80 анализирует состо ние D-триг геров 76-79 и при комбинаци х, соответствующих вращению задающего элемента 6 в направлении, при котором

ментах НЕ 90, 91 ко второму выходу (х 2п); Q5 - через повторитель на пер-45 обеспечиваетс  навивка талевого кана- вом и втором элементах НЕ 82, 83 кта 18 на барабан 10 и подъем талевого

шестому выходу (х Ic); Q6 - через повторитель на седьмом и восьмом элементах НЕ 88, 89 к третьему выходу

50

(х In) логического блока 5, Повторители на инверторах 82-93 служат дл  улучшени  формы выходных импульсов.

Таблица программировани  ПЗУ 80 указана в табло 1«

Такое программирование ПЗУ 80 позвол ет дл  неизменного числа зубцов задающего элемента 6 иметь ДПТБ с раз личной разрешающей способностью, дл 

55

блока, формируютс  импульсы активного (низкого) уровн  на втором (Q2),четвертом (Q4) и шестом (Q6) выходах ПЗУ 80 и первом (х 4п), втором (х 2п) и третьем (х In) выходах логического блока 5, соответственно, а при комбинаци х , соответствующих вращению задающего элемента 6 в направлении, при котором обеспечиваетс  свивание талевого каната 18 с барабана 10 и спуск талевого блока, формируютс  импульсы активного уровн  на первом (Q1), третьем (Q3) и п том (Q5) выходах ПЗУ 80

разом

1510

чего выходные сигналы ТТЛ-уровн  сни- маютс  с трех пар выходов,

Устройство работает следующим образом

Логический блок 5 ДПТБ 1 (фиг.7) предназначен дл  распознавани  направлени  вращени  барабанного вала 7 лебедки и вариации цены выходных импульсов ДПТБ 1. В двухфазных числоим- пульсных датчиках за период перемещени  одного зубца задающего элемента можно получить до четырех импульсов на выходе - по каждому фронту перехо-

да кажД°го чувствительного элемента,

что позвол ет фиксировать перемещение в 1/4 зубцового периода. Выходные импульсы с чувствительных элементов 3 и 4 (фиго 7) поступают соответственно на первый и второй входы логического блока 5 и далее - на вторые входы (D-входы) первого и второго D-тригге- ров 76 и 77 соответственно, В указанных триггерах хранитс  информаци  о

текущем состо нии чувствительных эле

ментов о Сигнал с пр мого выхода (выход Q) первого D-триггера 76 подаетс  на второй вход (вход D) третьего D- триггера 78 и первый информационный вход (вход А1) ПЗУ 80; сигнал с выхода второго D-триггера 77 подаетс  на второй вход (D) четвертого D-триггера 79 и третий информационный вход (вход A3) ПЗУ 80о В D-триггерах 78 и 79 хранитс  информаци  о предшествующем состо нии чувствительного элемента Сигналы с пр мых выходов (Q),третьего и четвертого D-триггеров 78 и 79 поступают соответственно на второй (А2) и четвер- тый (А4) информационные входы ПЗУ 80.

ПЗУ 80 анализирует состо ние D-триггеров 76-79 и при комбинаци х, соответствующих вращению задающего элемента 6 в направлении, при котором

обеспечиваетс  навивка талевого кана- та 18 на барабан 10 и подъем талевого

обеспечиваетс  навивка талевого кана- та 18 на барабан 10 и подъем талевого

блока, формируютс  импульсы активного (низкого) уровн  на втором (Q2),четвертом (Q4) и шестом (Q6) выходах ПЗУ 80 и первом (х 4п), втором (х 2п) и третьем (х In) выходах логического блока 5, соответственно, а при комбинаци х , соответствующих вращению задающего элемента 6 в направлении, при котором обеспечиваетс  свивание талевого каната 18 с барабана 10 и спуск талевого блока, формируютс  импульсы активного уровн  на первом (Q1), третьем (Q3) и п том (Q5) выходах ПЗУ 80

11155

и четвертом (х 4с), п том (х 2с) и шестом (х 1с) выходах логического блока 5. Выходы первый - шестой логического блока 5  вл ютс  соответствующими выходами ДПТБ 1„ Синхронизаци  работы элементов логического блока 5 осуществл етс  импульсами тактового генератора 81, собранного на четырех

1 элементах 2И-НЕ и емкости по традици-jg можных значений шага квантовани 

онной схеме (фиг„ 7),

Программирование ПЗУ 80 в соответствии с приведенной таблицей позвол ет дл  неизменного числа зубцов М за (табл, 2) осуществл етс  с помощь четырехполюсного трехпозиционного переключател  25; дл  цели вариац h &Р задействованы его первый и

дающего элемента 6 иметь ДПТБ 1 с раз-|5 Р° полюса (фиг„ 5)„ На первый - шес- личной разрешающей способностью, дл  чего выходные импульсы ДПТБ 1 ТТЛ- уровн  снимаютс  с трех пар выходов логического блока 5; третьего (х In) и шестого (х 1с) .- одному зубцу соответствует один импульс; второго (х 2п) и п того (х 2с) - одному зубцу соответствуют два импульса; первого (х 4п) и четвертого (х 4с) - одному зубцу соответствуют четыре импульса. 25 По влению выходного импульса с треть20

той входы переключател  25 поступают выходные сигналы с одноименных выходов ДПТБ 1о В первой позиции переклю- -чател  25 (нижн   позици  по схеме) первый и второй его выходы подключены к выходам соответственно первому (х4п) и четвертому (х4с) ДПТБ; во второй позиции (средн   позици ) - ко второму (х2п) и п тому (х2с); в третьей позиции (верхн   позици ) - к третьему (х1п) и шестому (х1с). Таким образом , с первого выхода переключател  25 следуют импульсы ДПТБ 1 соответствующей цены hoi,g , при выполнении подъ подъема талевого блока, а со второго выхода - при выполнении спуска талевого блока. Указанные счетные импульсы с первого и второго выходов переключател  25 (соответствующих выходов ДПТБ 1) поступают на счетные п тые входы соответственно второго 35 и первого 34 управл емых делителей и на третий и четвертый соответственно входы блока 30 делени  о

его и шестого выходов (х In и х 1с) соответствует угловое перемещение подъемного вала 7 буровой лебедки на угол 360°/N; со второго и п того выходов (х2п и х2с) - 360V(2-Nfc с первого и четвертого выходов (х4п и х4с) - 360°/(4-NjB направлении Подъем или Спуск соответственное Следовательно , за один оборот лебедки в направлении Подъем с выходов ДПТБ 1 третьего (), второго (х2п) и первого (х4п) поступ т, соответственно , Nj2«N и 4 N импульсов, а зд, один оборот лебедки на Спуск такое же количество импульсов поступит с выходов соответственно шестого (xlc), п того (х2с) и четвертого (х4с)« Шаг квантовани  ДПТБ 1, приведенный к перемещению талевого блока (цена выходного импульса ДПТБ), определ етс  выражением

2 +

JT.

(1)

где Nj - количество импульсов с выходов ДПТБ 1 за один оборот лебедки; 1 1,2,3; N, 4-N; Нс 2-N; N3 N. Например, дл  случа  N 30 дл  буровой лебедки У2-5-5 (дл  третьего сло  навивки, i 3 табл., 2) „

12

В зависимости от выполн емых на. буровой установке технологических операции (бурение, спуско-подъемные операции , проработки ствола скважины и ТоД„) предъ вл ютс  различные требовани  к величине необходимого шага квантовани  h0-l(g ДПТБ 1 о В рассматриваемом устройстве выбор одного из трех возможных значений шага квантовани 

(табл, 2) осуществл етс  с помощью четырехполюсного трехпозиционного переключател  25; дл  цели вариации h &Р задействованы его первый и вто Р° полюса (фиг„ 5)„ На первый - шес-

Р° полюса (фиг„ 5)„ На первый - шес-

0

той входы переключател  25 поступают выходные сигналы с одноименных выходов ДПТБ 1о В первой позиции переклю- -чател  25 (нижн   позици  по схеме) первый и второй его выходы подключены к выходам соответственно первому (х4п) и четвертому (х4с) ДПТБ; во второй позиции (средн   позици ) - ко второму (х2п) и п тому (х2с); в третьей позиции (верхн   позици ) - к третьему (х1п) и шестому (х1с). Таким образом , с первого выхода переключател  25 следуют импульсы ДПТБ 1 соответствующей цены hoi,g , при выполнении подъ- подъема талевого блока, а со второго выхода - при выполнении спуска талевого блока. Указанные счетные импульсы с первого и второго выходов переключател  25 (соответствующих выходов ДПТБ 1) поступают на счетные п тые входы соответственно второго 35 и первого 34 управл емых делителей и на третий и четвертый соответственно входы блока 30 делени  о

Блок 30 делени  имеет три фиксированных коэффициента делени  Пделд N р (фиг о 11), где 1 1 ,.2,3 - номер позиции переключател  25;

5

NACIU N,

N

р,ел.е Дел.-з

N( 4 N} N2 2-N;

N.

No

(2) (3) (4)

Необходима  величина коэффициента делени  Ндед8 задаетс  дл  блока 30 автоматически в зависимости от позиции переключател  25; в формировании NAeA I участвуют первьй 36 и второй 37 реверсивные счетчики (фиг о 6), коммутатор 29, задатчик 28 коэффициента делени  и переключатель 25 (фиг„ 5) Первый 36 и второй 37 реверсивные счетчики используютс  в качестве делителей; делители на реверсивных счетчиках 36 и

37 аналогичны по структуре; их второй выход (выход переноса ) через цепочку элемент НЕ 56, 57 - элемент задержки 54, 55 - ШШ-НЕ 40, 41 соеди- нен с первым входом (вход разрешени  параллельной загрузки S) также счетчика . При таком соединении коэффициент делени  равен:

1

IWi - (2 - О - Р,

1

(5)

где п - разр дность двоичного реверсивного счетчика;

Pg - дес тичный эквивалент двоич- кого кода на первом входе (вход D) счетчика Учитыва , что Pg f 0. и Ндел.Ј 0, из (5) и (2)-(4) получаем условие дл  выбора необходимой .разр дности ревер- 2Q сивных счетчиков 36 и 37;

1 N

+ 1

(6)

или

30

n (4 N + 1)(7)

Исход  из требований необходимой величины шага квантовани  ДПТБ 1 h0l- g из (1) определ ют Ы, затем по условию (7) наход т требуемую разр дность реверсивных счетчиков 36 и 37е Так как реверсивные счетчики 36 и 37 набираютс  из стандартных четырехразр дных 35 микросхем, то в качестве п принимают наименьшее число, удовлетвор ющее (7) и кратное четырем,, Пример, например, что п в 8, т.е. каждый счетчик составлен из двух указанных микросхем, т.е. 40 2й в 2е- 2560 Тогда дл  получени  необходимых коэффициентов делени  (2)+(4) на вторые входы D параллельной загрузки данных реверсивных счетчиков 36 и 37 должны подаватьс  двоичные 45 сигналы следующей величины:

Ре - (2П - 1) - Нде 1-255-НАМ. (.(8)

Например, дл  случа  N « 30; Р 59 - 135; Ра 195; Р% - 225. Двоичные сигналы Р поступают на вторые входы реверсивных счетчиков 36 и 37 (входы D), а также на вторые входы компараторов 38 и 39 (фиг о 6) с первого вхо-« да блока 30 делени , а на последний - с выхода коммутатора 29 (фиг. 5), на - первый (х2) , второй (xt) и-третий (хО) входы которого подаютс  двоичные сиг10

Q

5

0

5 0 5

9

налы Рь Рг и Р5 соответственно с первого, второго и третьего выходов задатчика 28 коэффициента делени . В задатчике 28 двоичные числа Р1, Ра и ъ набираютс  с помощью соответствующих переключателей (тумблеров) один раз перед началом эксплуатации устройства о Выбор необходимого Pg осуществл етс  коммутатором 29 автоматически в соответствии с величинами сиг- г налов на его адресных четвертом (А1) и п том (АО) входах, которые подаютс  соответственно с четвертого и третьего выходов переключателей 25. С помощью первого резистора 26 номиналом 510 Ом на седьмом, дев том, одиннадцатом и двенадцатом входах переключател  25 устанавливаютс  сигналы низкого уровн  - О, напротив, с помощью второго резистора 27 номиналом 1,0-3,0 кОм на восьмом и дес том входах переключател  25 установлена 1, Справедлива таблица 3 переключений .

Таким образом, выбира  с помощью переключател  25 необходимую пару выходов ДПТБ 1 (х4, х2 или х), одновременно обеспечивают подачу на первый вход.блока 30 делени  сигнала РЈ необходимой величины и тем самым задают , режим работы делителей на реверсивных счетчиках 36 и 37 (фиг. 6), В любом режиме работы устройства заданные в соответствии с (2)-(4) коэффициенты делени  Мдел.е обеспечивают получение на первом или втором выходах блока 30 делени .(в зависимости от направлени  вращени  буровой лебедки ) одного импульса на полный оборот вала 7. Если производитс  подъем бурильной колонны, то сигнал со второго выхода блока 30 делени , соответствующий одному импульсу на оборот, проходит на четвертый вход (суммирующий +1) реверсивного счетчика 31 витков (фиг о 5), а при спуске - с первого выхода на третий вход (вычитающий -1) счетчика 31, Реверсивный счетчик 31 витков производит подсчет витков талевого каната 18, наход щихс  в данный момент на барабане 10 лебедки, путем прибавлени  или вычитани  импульсов с блока 30 делени  к уставке, записанной с блока 32 набора кода в реверсивный счетчик 31 по первому входу (вход D). Уставка с блока 32 набора кода записываетс  один раз до начала работы устройства и представл ет собой общее число витков каната 18, наход щихс  на барабане 10 лебедки в начальный момент времени.

Так, например, перед началом вышит нени  технологической операции пдцъе- ма бурильной колонны из скважины оператор-бурильщик опускает талевый блок в нижнее положение с тем, чтобы на бэрабане 10 лебедки остались намотанными либо только витки первого сло  () каната, либо полный первый слой плюс еще несколько витков второго сло  (i 2)„ Этот способ имеет предпочтение перед другими в том, что при нем наиболее просто осуществл етс  подсчет пнач бурильщиком (фиг 1)„ Перед подсчетом пнсы бурильщик должен зафиксировать с помощью ленточного тормоза барабан 10 в положении, когда метки 21 и 22, наход щиес  на ребордах дисков 11 и 12, занимают такое положение, при котором йМ5 О (фиг. 25), тсе„ когда метки 21 и 22 хорошо видимы бурильщику с его рабоче го места,наход тс  над верхним срезом переднего кожуха буровой лебедки и полуплоскость, проход ща  через них и ось подъемного вала 7,  вл етс  горизонтальной Подсчет n Hau бурильщик осуществл ет визуально, подойд  к переднему кожуху барабана лебедки; определ ема  таким образом величина n лач лишена ошибки измерени .

Рекомендуетс  осуществл ть определение и запись в блок 32 набора кода величины Пно по указанному алгоритму перед началом выполнени  каждого - подъема или спуска бурильной колонны„ После завершени  набора двоичного кода числа n Hcn на поле переключателей блока 32 оператор-бурильщик нажимает вход щую в его состав кнопку Запись, при этом на втором выходе блока 32 набора кода вырабатываетс  короткий импульс О, который посту- пает на вторые входы блока 30 делени  и реверсивного счетчика 31„ По переднему фронту импульса О, пришедшего на второй вход (вход разрешени  параллельной загрузки S) реверсивного счетчика 31 витков, в последнем по первому входу (вход D) записываетс  число n нач; в первый момент после записи пиач присутствует и на выходе реверсивного счетчика 31, затем по мере вращени  барабана 10 буровой лебедки - на выходе реверсивного счетчика 31 витков всегда присутствует

0

5

0

25

30

число n-HQ4 - текущее число витков талевого каната 18 на барабане буро- . вой лебедкио

Импульс О, поступивший на второй вход блока 30 делени  (фиг„ 6), инвертируетс  первым элементом 42 НЕ; с выхода последнего импульс 1 проходит на первые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 40 и 41 и через элемент 43 ИЛИ на входы R первого и второго RS-триггеров 44 и 45,последнее вызывает их очистку, т0е на первых выходах (Q) устанавливаютс  сигналы О, а на вторых выходах (Q) - сигналы 1. Импульсы О, поступающие с выходов первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 40 и 41 на первые входы (входы разреие- ни  параллельной загрузки S) первого

36и второго 37 реверсивных счетчиков, вызывают запись по вторым входам (инф„ входы D) в реверсивных счетчиках 36 и

37числа РЈ; сигналы РТЙК - РЈ с первых . выходов (инфо выходы Q) первого и второго реверсивных счетчиков 36 и 37 „ подаютс  соответственно на первый вход (вход D) первого .компаратора 38 и на / первый вход (вход D) второго компаратора 39, на вторых входах которых (входы S) сигнал РЈ установлен сто нно Компараторы 38 и 39 провер ют выполнение услови 

гтек

Р

I 1

(9)

при выполнении которого на выходе () компараторов возникает сигнал 1.

Примем дл  дальнейших рассуждений, что путем перевода переключател  25 в первую (нижнюю) позицию осуществлен выбор цены импульса ДПТБ 1 h д$ j 1,00-10 м/имп (имеетс  в виду, что N 30 и К0 10); при этом автоматически задаетс  с помощью Р 135 коэффициент делени  блока 30 Иде. N 4-N в 4-30 120. На третий и четвертый входы блока 30 делени , соответственно .первого и четвертого выходов ДПТБ 1 поступают счетные импульсы О при повороте подъемного вала 7 буровой лебедки на угол 360°/ /(4-N) 360е/(4-30) 3° в направлении Спуск или Подъем соответственно; итак, квант углового перемещени  йу„ 3° Т/60 рад„

Рассмотрим работу блока 30 делени  при различных режимах работы лебедки: на Подъем, на Спуск, при реверсе.

47

Если после ввода п нач бурильщик включает лебедку на подъем, то ДПТБ 1 на третий вход блока 30 делени  (фиг„ 5 и 6), а значит - на третие входы (-1) первого 36 и (+1) второго 37 реверсивного счетчиков начинают поступать счетные импульсы, С приходом первого импульса О (лебедка,повернулась на 6-urn 3°0 С /60

в направлении Подъем) на третий вход пр мого счета +1 второго реверсивного счетчика 37 (фиг 8,3) по его заднему фронту значение сигнала на его первом выходе (инф0 выход Q) реверсивного счетчика увеличиваетс  на единицу и стает равным Ртек Р/ +1 135+1 136 (фиг о 8#),;при повороте лебедки на угол 2 йум 2«3 6

выполнени  подъема талевого блока Спуст  выдержку времени D55 на выход второго элемента задержки 55 устанав ливаетс  1 (фиг.8ди9д), котора  подаетс  на второй -вход четвертого э злемента 49 И (фиг0 6) и четвертый вход второго элемента 41 ИЛИ-НЕ; затем импульс 1 с выхода четвертого элемента 49 И поступает на второй вход четвертого элемента 53 ИЛИ-НЕ, а с выхода последнего (фиг, 6; 8ж; 9$ импульс О поступает на второй выход блока 30 делени , свидетельству  о повороте барабана буровой лебедки на один оборот в направлении Подъем По окончании 120-го счетного импульса , т0е0 в момент перехода сигнала н входе +1 реверсивного счетчика 37

10

15

на третий вход +1 реверсивного с низкого уровн  на высокий (фиг, 6,

35

чика 37 приходит второй счетный импульс О, что сопровождаетс  изменением сигнала на его первом выходе на тек 137 и т0д. (фиг 8о,й)в При повороте подъемного вала 10 лебедки в 25 направлении Подъем на полный оборот , т,е„ на угол № 120 -Йугд 360 на третий вход +1 реверсивного счетчика 37 приходит 120-ый счетный импульс, перед этим на первом выходе 30 счетчика присутствовал сигнал РТех 225. В момент перехода уровн  сигнала на входе +1 реверсивного счетчика 37 по переднему фронту 120-го счетного импульса с высокого к низкому (фиг.8аи9а) на втором выходе ,(0 счетчика 37 устанавливаетс  низкое напр жение О (фиг. 8 Ь и 9 &), этот сигнал инвертируетс  третьим, элементом 57 НЕ (фиго 6; 8г; 9 г), а еди-40 ничный сигнал с выхода последнего подаетс  на вход второго элемента 55 задержки и первый вход второго элемента 47 И, на втором входе которого уже присутствовала 1 со второго выхода (выход Q) первого RS-триггера 44; в результате на выходе второго элемента 47 И по вл етс  1, котора  подаетс  на второй вход (вход установки S) второго RS-триггера 45, вследствие чего 5« он устанавливаетс  (фиг. Be и 9е),единичный сигнал с его первого выхода (выход Q) подаетс  на второй вход третьего элемента 48 И и на первый вход четвертого элемента 49 И, а нуле8 н 9), на некоторое врем  (нескольк наносекунд) обнул етс  первый выход (выход Q) счетчика 37,чсигнал на его втором выходе () возвращаетс  в еди ничное состо ние, выход третьего элемента 57 НЕ обнул етс  и ТоД„ Нар ду этими процессами с выхода второго эл мента 41 ИЛИ-НЕ на первый вход (вход разрешени  параллельной загрузки S) реверсивного счетчика 37 поступает им пульс О, что вызывает запись в последнем вновь величины P 135 (фиг (фиг„ 85 и 9§); это состо ние продлеваетс  до прихода следующего 121-го счетного импульса на вход +1 счетчи ка 37о По заднему фронту 121-го счетного импульса на первом выходе реверсивного счетчика 37 устанавливаетс  сигнал Ртец 136 и т0д« В ходе подъема талевого блока со второго выхода блока 30 делени  поступают счетные импульсы при повороте лебедки на каждый оборот.

Блок 30 делени  функционирует аналогично описанному и в том случае, когда после ввода пнач бурильщик начинает спуск талевого блока„ При этом счетные импульсы с выхода ДПТБ 1 поступают на четвертый вход блока 30 (фиго 5 и 6), а значит - на четвертый вход (-1) второго реверсивного счетчи ка 37 и четвертый вход (+1) первого реверсивного счетчика 36 о Собственно функцию делени  выполн ет при этом счетчик 36, активно задействованы так-

t Л.Ъ i. J ЈГ I L YS uP«)J. ЪЛ. -Г Jf Л Л Ъ AV Ч- Ч- 1 TJTi IV У V %Ы.ЈХ i XL l- J Ci jt-Ц . 1, 1 iJ W.LJC14UJ1t Овой сигнал со второго выхода (выход Q) же второй элемент 56 НЕ, первый элепоступает на второй вход первого элемента 46 И и блокирует прохождение сигналов через последний на все врем 

31518

выполнени  подъема талевого блока Спуст  выдержку времени D55 на выходе второго элемента задержки 55 устанавливаетс  1 (фиг.8ди9д), котора  подаетс  на второй -вход четвертого эле- злемента 49 И (фиг0 6) и четвертый вход второго элемента 41 ИЛИ-НЕ; затем импульс 1 с выхода четвертого элемента 49 И поступает на второй вход четвертого элемента 53 ИЛИ-НЕ, а с выхода последнего (фиг, 6; 8ж; 9$ импульс О поступает на второй выход блока 30 делени , свидетельству  о повороте барабана буровой лебедки на один оборот в направлении Подъем, По окончании 120-го счетного импульса , т0е0 в момент перехода сигнала на входе +1 реверсивного счетчика 37

10

15

п с низкого уровн  на высокий (фиг, 6,

5

5 0 0

8 н 9), на некоторое врем  (несколько наносекунд) обнул етс  первый выход (выход Q) счетчика 37,чсигнал на его втором выходе () возвращаетс  в единичное состо ние, выход третьего элемента 57 НЕ обнул етс  и ТоД„ Нар ду с этими процессами с выхода второго элемента 41 ИЛИ-НЕ на первый вход (вход разрешени  параллельной загрузки S) реверсивного счетчика 37 поступает импульс О, что вызывает запись в последнем вновь величины P 135 (фиг (фиг„ 85 и 9§); это состо ние продлеваетс  до прихода следующего 121-го счетного импульса на вход +1 счетчика 37о По заднему фронту 121-го счетного импульса на первом выходе реверсивного счетчика 37 устанавливаетс  сигнал Ртец 136 и т0д« В ходе подъема талевого блока со второго выхода блока 30 делени  поступают счетные импульсы при повороте лебедки на каждый оборот.

Блок 30 делени  функционирует аналогично описанному и в том случае, когда после ввода пнач бурильщик начинает спуск талевого блока„ При этом счетные импульсы с выхода ДПТБ 1 поступают на четвертый вход блока 30 (фиго 5 и 6), а значит - на четвертый вход (-1) второго реверсивного счетчика 37 и четвертый вход (+1) первого реверсивного счетчика 36 о Собственно функцию делени  выполн ет при этом счетчик 36, активно задействованы так-

Ч- Ч- 1 TJTi IV У V %Ы.ЈХ i XL l- J Ci jt-Ц . 1, 1 iJ W.LJC14UJ1t Оже второй элемент 56 НЕ, первый элемент 46 И, первый RS-триггер 44, первый элемент 54 задержки, п тый и шестой элементы 51 и 52 И, третий эле-

}

мент 50 ИЛИ-НЕ и первый элемент 40 ИЛИ-НЕ (фиг. 6)о Работа блока 3 делени  при спуске талевого блока также иллюстрируетс  графиками фиг о 8 и 9 с В ходе спуска талевого блока при повороте лебедки на каждый оборот с первого выхода блока 30 делени  поступают счетные импульсы нулевого активного уровн .IQ

При подъеме талевого блока собственно функцию делени  выполн ет второй реверсивный счетчик 37, а при спуске - первый реверсивный счетчик 36. В процессе подъема и спуска про- 15 хождение сигналов с выходов соответственно первого реверсивного счетчика

36и второго реверсивного счетчика

37на входы третьего и четвертого элементов 50 и 53 ИЛИ-НЕ, а следова- 20 тельно на выходы блока 30 запрещено (заблркировано), Функцию блокировани  выполн ют сигналы с выходов RS-тригге- ров 44 и 45о Так, например, в ходе

1557315 20

ный счетчик 37 числа PJ 135, затем на третий вход пр мого счета +1 второго реверсивного счетчика 37 еще поступило следующее количество импульсов с выхода ДПТБ 1:

дробна  часть I4j|

Й4ГА

27

60/

7Г/60

27;

тогда по заднему фронту последнего 27-го счетного импульса на первом выходе (инфо выход Q) второго реверсивного счетчика 37 сформировалс  сигнал Ртек 135+27 162 о Следующий счетный импульс с ДПТБ 1 приходит уже через четвертый вход блока 30 на четвертый вход (вход обратного счета -1) второго реверсивного счетчика 37 - начинаетс  спуск талевого блока; этот импульс уменьшает величину сигнала на информационном выходе реверсивного счетчика 37 до Р-ге 161. По мере вращени  подъемного вала 7 лебедки на

30

подъема талевого блока единичный сиг- 25 Спуск на вход -1 счетчика 37 приход т все новые счетные импульсы, а сигнал Ртек на инф.выходе последнего уменьшаетс  до величин 160, 159, 158 и ТоДо, наконец, после очередного счетного импульса, поступившего на вход -1 счетчика 37, на его первом инф„ выходе сформируетс  сигнал Рте 134, второй компаратор 39, вы вив выполнение услови  (9), выдает на ,5 свой выход 1, котора  проходит на первый вход третьего элемента 48 И, а единичный импульс с выхода последне- ч го - на первый вход третьего элемента 50 , а с его выхода счетный импульс О подаетс  на первый выход блока 30 делени , свидетельству  о сматывании с барабана лебедки части талевого каната 18, котора  образовывала неполный виток в момент реверса (фиго 10)о Кроме того, единичный импульс с выхода третьего элемента 48 И подаетс  на вторые входы первого и второго элементов 40 и 41 ИЛИ-НЕ,что вызывает загрузку в оба реверсивных счетчика 36 и 37 числа Р 135, а также через второй вход элемента 43 ИЛИ - на первые входы очистки первого и второго 44 и 45 RS-триггеров, вызыва  очистку последних. Продолжающие поступать через третий вход блока 30 делени  счетные импульсы с ДПТБ 1 проход т на третий вход +1 первого реверсивного счетчика 36, каждый раз увеличива  величину его информационнонал с первого выхода второго RS-триг- гера 45 разрешает прохождение сигналов через третий и четвертый элементы i48 и 49 И со счетчика 37, а нулевой сигнал с выхода первого RS-триггера 44 блокирует прохождение сигналов со счетчика 36 через п тый и шестой 51 и 52 элементы И0 Ситуаци  не изменитс , пока выполн етс  подъем, так как в этом случае посто нно первый RS- триггер 44 очищен, а второй RS-триг- гер 45 установлен с

Рассмотрим работу блока 30 делени  при изменении направлени  вращени  подъемного вала 7 буровой лебед- Q ки, Тое„ при реверсе Предположим,что выполн лс  подъел талевого блока (фиг 10), причем после начала вращени  лебедки было выполнено 8 полных оборотов барабана ледебки, а при на- 45 вивке дев того витка произошел реверс подъемного вала Как з ранее, предположим , что реверс произошел в момент времени, которому соответствует суммарное угловое перемещение вала лебедки с начала отсчета №j|, причем 16 Т Ј 18- И (фиг, 10). Пусть|Ч |m О

50

16

27

Ј- ТГ о Тогда с начала отсчета на

второй выход блока 30 делени  поступило восемь счетных импульсов О (со- вершено восемь полных оборотов на Подъем), после этого произошла в восьмой раз запись во второй реверсивдробна  часть I4j|

Й4ГА

тогда по заднему фронту последнего 27-го счетного импульса на первом выходе (инфо выход Q) второго реверсивного счетчика 37 сформировалс  сигнал Ртек 135+27 162 о Следующий счетный импульс с ДПТБ 1 приходит уже через четвертый вход блока 30 на четвертый вход (вход обратного счета -1) второго реверсивного счетчика 37 - начинаетс  спуск талевого блока; этот импульс уменьшает величину сигнала на информационном выходе реверсивного счетчика 37 до Р-ге 161. По мере вращени  подъемного вала 7 лебедки на

го сигнала на единицу Далее блок 30 работает так, как было описанот выдава  с первого своего выхода счетные импульсы О после поворота вала лебедки на каждый оборот в направлении Спуск (фиго 10)„

Реверс из направлени  Спуск в направление Подъем протекает применительно к блоку 30 делени  аналогич- ноо При каждом j-том реверсе максимальна  углова  погрешность u мдкс Uyr /60, а погрешность в определении витков СГ /60)/2 1/120 8,3-Ю-3; , Обе величины чрезвычайно малы,,

Счетные импульсы с первого (при спуске) и второго (при подъеме) выходов блока 30 делени  нулевого активного уровн  в процессе перемещений тале вого блока и св занной с ним бурильной колонны поступают соответственно на третий (вход обратного счета -1) и четвертый (вход пр мого счета +1) входы реверсивного счетчика витков 31 (фиг. 5), в нем производитс  их вычитание из п Нач или прибавление к п нач . В результате на информационном выходе (выход Q) реверсивного счетчика 31 всегда присутствует двоичный сигнал, численно равный текущему количеству витков талевого каната п, навитых на барабан 10 буровой лебедки (фиг„ 10), который подаетс  на вход дешифратора 33 номера сло  о

i

Шифратор 33 номера сло  производит

преобразование текущего числа витков талевого каната п в номер рабочего сло  навивки. Так как число витков каната в каждом слое М строго ограничено , то работу шифратора 33 номера сло  можно описать табл„ 4, учитыва , что максимальное число слоев дл  лебедки составл ет п ть.4

В первый, второй, третий и четвертый блоки 62 - 65 установок один раз перед вводом устройства в эксплуатацию и вс кий раз после изменени  диаметра талевого каната do используе- , мого дл  оснастки талевой системы, записываютс  следующие числа, соответственна: М с М, MQ , Мз - , и М 4-М, где М - число витков талевого каната в одном слое на барабане длиной I& определ етс  с учетом того, что а 0,002 м М

Ъб (10) „ Уставки М, Мй, Мэи

5

+ а

JQ ,15

20 25 30 ос

Q 45

,„

5

М4 записываютс  в дополнительном коде . Первый - четвертый сумматоры 58- 61 производ т непрерывное суммирование числа п, записанного в реверсивном счетчике витков 31 с уставками М4, М, М5 и Мд. соответственно. Выходами шифратора 33 номера сло   вл ютс  выходные сигналы переноса сумматоров 58-61 о

Если содержимое реверсивного счетчика 31 витков п меньше или равно М«, то сигнал переноса дл  всех четырех сумматоров 58-61 отсутствует и код на выходе шифратора 33 равен 0000„ Если в реверсивном счетчике 31 величина выходного сигнала п больше М j, но меньше MO, то возникает перенос в первом сумматоре 58, если М2 п Ј Ма - в сумматорах 58 и 59, если Ј М - в сумматорах 58-60, если п -у М 4 - в сумматорах 58-61 Соответствующие коды на выходе шифратора 44 будут: 1000, 1100, 1110 и 1111 Четырехразр дный бинарный сигнал с первого-четвертого выходов шифратора 33 номера сло  поступает на одноименные входы первого и второго 34 и 35 управл емых делителей , а в них - на первый - четвертый входы дешифраторов 67 (фиг0 5).

Первый 34 и второй 35 управл емые делители (фиг 5) предназначены дл  нормировани  и коррекции выходных импульсов с ДПТБ 1, соответствующих заданному перемещению талевого блока (бурильной колонны) на величину Л (квант перемещени ), и представл ют собой управл емые кодом номера сло  i с шифратора 33 делители, работающие в соответствии с таблицей 5,

Следовательно, при подаче на п тый вход первого 34 (в ходе спуска) или второго 35 (в ходе подъема) управл емых делителей, например, Ng импульсов при навивке i-того сло  с выходов ДПТБ 1 на выходе управл емого делител  возникает Ng/K; импульсов, причем коэффициенты К1, (i 1,2, „„о,5) выбираютс  таким образом, чтобы при перемещении талевого блока на Д с выхода управл емого делител  поступал один счетный импульс ценой Ьд

При этом должны удовлетвор тьс  следующие требовани : числа N, К, KЈ , Kj, К/) и - целыеj фактическа  цена выходных импульсов с управл емых делителей 34 и 35 должна отличатьс  от нормируемой Ьд не более, чем на

23

максимально допустимой по« на любом рабочем слое наЭто требование аналогично у условию:

1557315

со пе л це ус ра пр . п

i к„« не

L.db+dK+ z+lL.d u-nlK, ь|

(11)

Суммарна  погрешность измерени  перемещени  бурильной колонны в пределах работы на всех п ти сло х не должна накапливатьс . Это требование эквивалентно условию

jf Г Г, , л . 2 + 4J3

-,. K° Ne

К. - 4

+ d,

«.

&- о

(i-1)} (12)

Переменный коэффициент делени  К, организуетс  с помоцью счетчика 66, охваченного обратной св зью,формируемой дешифратором 67,который формирует сигнал cbpoca счетчика 66 на его вто- Рои вход в соответствии с кодом номер сло  с шифратора 33 и содержимым счетчика 66.

Логика дешифратора 67 описываетс  таолпцеп 6 истинности.

Пусть например, работает второй слой,т.е. на выходе шифратора 33 код 1000.Как только содержимое счетчика 6Ь достигает величины соответст- ии с табл. 6 , на его выходе по вл етс  импульс

на его

11л I

который, поступа 

35

на второй вход (вход сброса) счетчика 66, сбрасывает последний в нулевое состо ниео Этот импульс проходит также на выход управл емого делител  34 (или 35) , он свидетельствует о переме-дд щении бурильной колонны на величину &. Далее работа схемы повтор етс . При перемещении на следующий рабочий слой импульс сброса по вл етс  через каждые К$ входных импульсов от ДПТБ 1 и с т.д.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1 о Устройство дл  измерени  вертикальных перемещений бурильной колонны , содержащее датчик перемещени  талевого блока, установленный на подъемном валу буровой лебедки, блок делени , блок набора кода, первый выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика подключен к входу шифратора номера сло ,выходы которого

   24

   0

   5

   0 25

   JQ

   35

   дд с

   50

   55

   соединены с соответствующими входами первого управл емого делител , о т- л к чающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , устройство снабжено двум  метками, расположенными на ребордах левого и правого дисков барабана буровой лебедки , задатчиком коэффициента делени , коммутатором, вторым управл емым делителем, четырехполюсным трехпози- ционным переключателем и двум  резисторами , при этом три выхода задатчи- ка коэффициента делени  соединены с соответствующими первым, вторым и третьим входами коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока делени , шесть выходов датчика перемещений талевого блока соединены с соответствующими неподвижными контактами четырехполюсного трехпозици- онного переключател , седьмой, дев тый , одиннадцатый неподвижные контакты которого соединены через первый резистор с общей шиной, а восьмой и дес тый через второй резистор - с .плюсовой шиной источника питани ,второй выход блока набора кода подключен к вторым входам блока делени  и реверсивного счетчика, выходы шифратора.номера сло  соединены с входами второго управл емого делител , причем первый подвижный контакт четырехполюсного трехпозиционного переключател  соединен с третьим входом блока делени  и со счетным входом второго управл емого делител , второй - с четвертым входом блока делени  и со счетным входом первого управл емого делител , третий и четвертый - с четвертым и п тым входами коммутатора, а первый и второй выходы блока делени  подключены к третьему и четвертому входам реверсивного счетчикао

   2 о Устройство по п., 1, отлича ю щ е е с   тем, что блок делени  содержит два реверсивных счетчика, два компаратора, два RS-триггера, четыре элемента ИЛИ - НЕ, шесть элементов И,,элемент ИЛИ, три элемента НЕ и два элемента задержки, при этом выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и элемента ИЛИ, выход которого подключен к R-входам первого и второго RS-триггеров, первые выходы первого и второго реверсивных счетчиков соединены с первыми входами соответствующих компараторов, второй выход первого реверсивного счетчика через второй элемент НЕ соединен с входом первого элемента задержки и с первым входом первого элемента И, вы- ход которого соединен с вторым входом первого RS-триггера, второй выход второго реверсивного счетчика через третий элемент НЕ соединен с входом второго элемента задержки и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго RS-триггера, выходы второго компаратора и первый выход второго RS- триггера соединены с первым и вторым входами третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ-НЕ и к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ-НЕ и элемента ИЛИ, первый выход второго RS-триггера соединен также с первым входом четвертого элемента И, выход первого компаратора и первый выход первого RS-триггера соединены соответственно с первым и вторым вхо- дами п того элемента И, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ и к третьим входам первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих реверсивных счетчиков, первый выход первого RS- триггера соединен также с первым входом шестого элемента И, выход перво- . го элемента задержки соединен с че1 - вертым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и с вторым входом шестого элемента

   - Q 5 0 5

   И, выход которого подключен к второму входу третьего элемента 1ШИ-НЕ, выход второго элемента задержки ссели-1- нен с четвертым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и с вторым входом .четвертого элемента И, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ, вторые выходы первого и второго RS-триггеров соединены с вторыми входами второго и первого элементов И соответственно,причем вторые входы двух компараторов и реверсивных счетчиков  вл ютс  первым входом бло- 5 ка, вход первого элемента НЕ  вл етс  вторым входом блока, третий и четвертый входы двух реверсивных счетчиков  вл ютс  соответствующими входами блока, а выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами блока делени 

   3„ Устройство по п 1, отличающеес  тем, что две метки расположены на ребордах дисков барабана буровой лебедки в месте пересечени  поверхностей реборд полуплоскостью, проход щей через ось подъемного вала лебедки и точку перегиба талевого каната при выходе его конца из пункта креплени  на цилиндрическую поверхность барабана о

   4„ Устройство гк п., 3, отличающеес  тем, что метки выполнены в виде полукруглых шайб и окрашены в контрастный по отношению к фону лебедки цвет о

   Таблица 1

   0

   27

   155731528

   Таблица 2 Цена выходных импульсов ДПТБ

   10

   3 и 6(х1п и xlc) 2и5(х2П их2с) 1 и 4(х4п и х4с) 3 и 6 ( и xlc) 2и5(х2пих2с) 1 и 4 (х4п и х4с)

   -ч

   1,250ЧО 2 0,625-10 в 0, 1,00 «Ю 0,50-Ю 12 0,25-10

   Таблица 3

   О

   1 1 1 1

   О

   о 1 1 1

   а

   aj

   Таблица 6

   о о о 1 1

   о о о о 1

   видА

   23

   72 -

   Фиг.З

   Фиг. 4

   РО г- 1Л ю

   f«

   u

   a

   л вк /5s5с/ s /«Гres. fot.ТгхTttTsv к

   Ч i j tI iI

   о 7  Зк

   fit

   etc 0« nx x /Kr j rex IOK ггх гьк ffx Set: &ff aod

   is

   j

   J9

   ле

   J

   JO 39 88 fT

   ffS

   J

   f r

   IV/

   &c x te « ю  w «Jr fft res Иг ых лг гвк Jo м&

   . Фиг. Ю

   IV/

   м&