SU1691690A1 - Устройство дл измерени крут щего момента на роторе буровой установки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к силоизмери- тельной технике и может быть использовано в нефт ной и газовой промышленности, в частности, при проведении работ разведочного бурени  скважин. Цель изобретени  - повышение точности измерени  при дистанционных измерени х. При изменении крут щего момента на роторе буровой установки мен етс  ток потреблени  электродвигател  1, что приводит к изменению напр жени  на вторичных обмотках трансформаторов тока 2 и 3. Скачок напр жени  на вторичных обмотках приводит к мгновенному изменению светового потока излучающего диода 12 второго оптрона и замедленному изменению светового потока излучающего диодэ 7 первого оптрона вследствие наличи  в цепи первого оптрона интегрирующих элементов конденсатора 3 и регулируемого резистора 6 На выходе смесител  частоты 15 можно пол учить частотно-модулированмый сигнал, глубина модул ции которого определ етс  динамической составл ющей крут щего мо мента на роторе буровой установки. 1 ил

Description

Изобретение относитс  к силоизмери- тельной технике и может быть использовано в нефт ной и газовой промышленности, в частности при проведении работ разведочного бурени  скважин.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  при дистанционных измерени х .

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит электродвигатель 1, трансформаторы тока 2 и 3, регулируемый потенциометр 4, конденсатор интегрирующей цепи 5, регулируемый резистор интегрирующей цепи 6, излучающий диод 7 первого оптронз, фоторезистор 8 первого сптрона, автогенератор 9 регулируемый потенциометр 10 второй цепи измерени , ограничительное сопротивление 11 излучающий диод 12 второй цепи измерени , фоторезистор 13 второго оптрона, автогенератор второй цепи измерени  14, смеситель частоты 15.

В фазы питани  электродвигател  1, подключены первичные обмотки трансформато ров тока 2 и 3, вторичные обмотки которых подключены к регулируемым сопротивлени м 4 и 10 соответственно. Скольз щий кон такт регулируемого потенциометра 4 подключен к интегрирующей цепи, состо  щей из конденсатора 5 и регулируемого ре зистора 6, который в свою очередь, подключен к излучающему диоду Г первого оптрона, а фоторезистор 8 этого оп-гр нл

О

о

о ю о

подключен ко врем задающей цепи автогенератора 9, выход которого подключен к первому входу смесител  частоты 15. Скольз щий контакт регулируемого потенциометра 10 подключен к ограничительному сопротивлению 11, которое в свою очередь, подключено к излучающему диоду 12 второго оптрона, а его фоторезистор 13 включен во врем задающую цепь второго автогенератора 14, выход которого подключен ко второму входу смесител  частоты 15.

Устройство работает следующим образом .

При изменении крут щего момента на роторе буровой установки мен етс  ток потреблени  электродвигател  1, что приводит к изменению напр жени  на вторичных обмотках трансформаторов тока 2 и 3. Скачок напр жени  на вторичных обмотках приводит почти к мгновенному изменению светового потока излучающего диода 12 второго оптрона и замедленному изменению светового потока излучающего диода 7 первого оптрона, вследствие наличи  в цепи первого оптрона интегрирующих элементов конденсатора 3 и регулируемого резистора 6. Следовательно, текущее значение крут щего момента на роторе буровой установки по первому и второму каналу измерени  будет пропорционально напр жению , приложенному к излучающим диодам

первого и второго оптронов: Mi KUoet/T,1; М2 KUo e t/T2,

(D (2)

где К - коэффициент пропорциональности;

Uo - посто нна  составл юща  напр жени  на излучающих диодах пропорциональна  среднему значению крут щего момента на роторе буровой установки М0;

Ti - посто нна  времени первой цепи измерени  с учетом посто нной времени первого оптрона;

Та - посто нна  времени второй цепи с учетом посто нной времени второго оптрона .

Сопротивлени  фоторезисторов 8 и 13 оптронов соответственно определ ютс  выражени ми:

fi AU0e

t/T1.

-t/T2

(3)

fa-AUoe 1 .(4)

где А - коэффициент пропорциональности;

РФ1 - сопротивление фоторезистора 8 первого оптрона;

- сопротивление фогорезистора 13 второго оптрона;

С - емкость врем задающих цепей автогенераторов .

Частота генерируемых автоколебаний автогенераторов 9 и И равна

1

СНФ1

С A Do е

-t/T

в

-t/n

1

в

(5)

С д U0 е

-I/T2

-t/T2

0

где В

1

(6)

- коэффициент пропорциCAUo ональности.

Частота на выходе сигнала смесител  частоты 15 соответственно будет равна;

5 f(t) f 1 - f2 b( - e t/6r),(7)

где Т - посто нна  времени опорного канала измерени  (например, Ti Т;)

6Т - посто нна  времени второго канала измерени , вз та  изуслови  максималь0 ной чувствительности устройства в целом.

Соотношение посто нных времени первого и второго каналов измерени  вз тых в соотношении равном может быть достигнуто путем изменени  сопротивлени  6

5Согласно выражению (7) на выходе смесител  частоты 15 можно получить частотно- модулированный сигнал, глубина модул ции которого определ етс  динамической составл ющей крут щего момента

0 на роторе буровой установки.

M(t) - B( - ).(8)

Согласно выражению 8 при t 0 в начальный момент времени динамическа  составл юща  крут щего момента M(t) 0, а

5 посто нна  составл юща  момента, пропорциональна  Do, взаимно компенсируетс  с ростом текущего времени, после приложени  нагрузки наблюдаетс  уплотнение частотного спектра на выходе смеси0 тел  частоты, достигающее максимума при Т6еп1 .

С дальнейшим увеличением текущего времени наблюдаетс  спад значени  частоты , пропорциональной динамическому мо5 менту. Глубина частотной модул ции определ етс  уровнем посто нной составл ющей крут щего момента, пропорциональным начальному напр жению U°.

Таким образом, устройство можно ис0 пользовать дл  дистанционных измерений крут щего момента, полностью исключа  при этом вли ние потерь в линии св зи на результат измерени  вследствие частотного преобразовани .

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  крут щего момента на роторе буровой установки, содержащее два трансформатора тока с первичными обмотками, подключенными к фазам питани  электродвигател  и с нторич

   ными обмотками, св занными с соответствующими регулируемыми потенциометрами , причем движок одного потенциометра подключен к первому излучающему диоду первого оптрона через интегрирующую цепь Q резистором, а движок другого потенциометра подключен ко второму излучающему диоду второго оптрона через ограничительное сопротивление, о т л и ч а0

   ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  при дистанционных измерени х , в него введены два автогенератора , во врем  задающие цепи которых включены соответственно фоторезисторы первого и второго оптронов, смеситель частоты , св занный своими входами с выходами автогенераторов, а резистор интегрирующей цепи выполнен регулируемым.