SU972066A1 - Устройство дл измерени работы талевого каната - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано .цл  расчета износа и сроков замены каната как при бурении нефт ных и газовых скважин, так и в других област х техники, где примен ютс  канаты.

Известно устройство дл  измерени  работы талевого каната, в котором применен датчик веса инструмента ,или усили  в канате), измер ющий усилие в мертвом конце каната, и датчик пути каната, расположенный у первого подвижного колеса кронблока и дающий число электрических импульсов, равное числу прохождений спиц этого колеса мимо чувствительного элемента датчика, которое в свою очередь определ ет путь пройденный канатом 1.

Указанное устройство не обеспечивает измерение работы каната при перемещени х, меньших дискретного отрезка пути, например, за счет колебаний каната, что приводит к значительным ошибкам при определении работы, совершаемой канатом, а следовательно , и его срока службы.

Известно также.устройство дл  .определени  работы талевого каната,

которое включает в себ  датчик усилР5 , подкльоченный через блок управлени  по каналу усили  к счетчику импульсов, датчик пути и, кроме того , оно снабжено датчиком амплитуды и частоты (числа ) колебаний каната , делителем частоты, преобразователам и управл емым генератором, при этом датчик амплитуды и часто10 ты колебаний каната подключен через последовательно соединенные преобразователь и управл о.1ый reHepafop к блоку управлени  по каналу усили  и подключен к блоку управлени  по каналу пути через делитель чаототы 2.

Данное устройство учитывает полную работу, проделанную талевым канатом как в процессе спуско-подъемных операций, так и в процессе бурени .

20

Однако известное устройство имеет тот. недостаток, что оно требует при:у1енени  трех датчиков, что в услови х буровой установки усложн ет аппаратуру и ее наладку, снижает

25 надежность системы в целом.

Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение надежности устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем,

30 что устройство снабжено датчиком перемещений верхней части закрепленного конца каната, фильтром нижних частот (0-0,5 Гц ; и фильтром верхних частот (выше 1 Гц), при этом фильтр нижних частот подключен к блоку логического управлени  через усилитель и аналого-цифровой преобразователь усили  в- ЧИС/1О импульсов, а фильтр верхних частот подсоединен к блоку логического управлени  через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь амплитуды коле баний каната в число импульсов и делитель частоты пути. После обкатки жесткость каната ос аетс  посто нной и его упругие удли нени  пр мо пропорциональны нагрузке Это дает основани  считать, что уси лие определ етс  деформацией каната с погрешностью, допустимой дл  техни ческих измерений. Таким образом, посто нна  составл юща  перемещений верхней части закрепленного конца ка ната в определенном масштабе соотве ствует статическому усилию в канате тогда как его отклонени  от этой посто нной составл ющей представл ю собой колебательные перемещени  каната . Следовательно, один датчик перемещений , которым снабжено устройст-во , при вклЕочении на его выход филь ра нижних частот дает возможность п лучить информацию об усилии в канате , а при включении на его выход фильтра верхних частот - информацию о максимальной аг- пли уде колебатель ных перемещений канатл и частоте ко лебаний .Таким образом, датчик перем щений верхней части закрепленного к |ца каната дает исчерпывающую информ цию как об усилии в канате, так и 06амплитуде и частоте его колебани замен   тем самым два датчика (усили  и колебани j,примен емые в известном устройстве. В сочетании с датчиком пути датчик перемещений да ет возможность определить работу та левого каната тем же способом, что И в известном устройстве, каГкпри его значительных перемещени х, так и при их величине, меньшей дискретности пути (при спуско-подъемных операци х и в процессе бурени ). На чертеже приведена структурна  схема предлагаемого устройства. Устройство включает в себ  1 пути, на выходе которого фслючен блок 2 логического управлени  по каналу пути, датчик 3 переме щени  верхней части закрепленного конца каната, на выходе которого включены фильтр 4 нижних частот с усилителем 5, образующие канал усиЛИЯ , и фильтр ,6 верхних частот с преобразователем 7 амплитуды, образ ющие канал колебаний. Преобразовате 7имеет два выхода: аналоговый в виде посто нного напр жени , пропорционального амплитуде колебани , и и 1пульсный, Б котором частота следовани  равна частоте колебаний. На выходе 7 -включен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8 амплитуды колебаний. АЦП имеет ива входа: измерительный, на который подаетс  измер ема  величина ( в данном случае, напр жение), и управл ющий, на который подаетс  импульс запуска. Измерительный вход АЦП 8 соединен с аналоговыг/1 выходом преобразовател  амплитуды 7, а управл ющий вход - с дискретным выходом того же преобразовател . Выход АЦП 8 через делитель 9 частоты соединен с входом блока логического управлени  по каналу пути . На выход усилител  5 включен измерительный вход АЦП 10 усили , управл ющий вход которого включен на выход блока 2 логического управлени  ПО каналу пути. Выход АЦП 10 соединен с входом электронного дес тичного счетчика 11, а выход последнего через дешифратор 12 - с индикатором 13 . Устройство работает следующим образом . По мере прохождени  спиц ходового колеса крон-блока мимо датчика 1 пути , последний через блок 2 логического управлени  запускает АЦП 10 усили . Кроме того-, АЦП 10 может запускатьс  через блок 2 логического управлени  и в том случае, когда на выход последнего подаетс  сигнал с делител  9 частоты. За счет колебательных перемещений верхней части закрепленного конца каната на выходе датчика 3 перемещений по вл етс  переменна  составл юща  с частотой 1-6 Гц, котора  выдел етс  фильтром 6 верхних частот. 8преобразователе 7 амплитуды этот сигнал усиливаетс , выпр мл етс  и сглаживаетс , после чего подаетс  на аналоговый выход в виде посто нного напр жени , пропорционального амплитуде колебаний. В том преобразователе 7. амплитуды вырабатываютс  импульсы, число которых равно числу колебаний и которые подаютс  на его игипульсный выход. Напр жение с аналогового выхода поступает на его импульсный выход. Напр жение с аналогового выхода поступает на измерительный вход АЦП 8, который запускаетс  каждым импульсом, т.е. число иг/пульсов на его выходе пропорционально как амплитуде колебаний , так и их числу, т.е. суммарному колебательному перемещению. Эти импульсы поступают на вход делител  9частоты, коэффициент делени  которого равен отношению дискретного отрезка пути, фиксируемого датчиком 2 пути к цене одного импульса АЦП 8. Таким образом, каждый импульо на выходе делител  9 частоты соответствует cyм.шpнoмy колебательному перемещению в один дискретный отрезок пути по каналу пути.

Таким образом АЦП 10 усили  запускаетс  любым дискретньтм оТрезком пути незгавис14 1о от вида перемещени . При расст жении каната приложенным усилием на выходе датчика 3 перемещени  по вл етс  посто нный сигнал, который через фильтр 4 и усилитель 5 подаетс  на измерительный вход АЦП 10 усили  и который при каждом запуске последнего преобразуетс  в число импульсов, пропорционалное усилию. Число же таких запусков определ етс  числом импульсов с блока 2 управлени  по каналу пути, т.е. су:/(марным перегу1ещением.

В результате на вход счетчика 11 подаетс  с АЦП 10 усили  общее число и№1ульсов, пропорциональное произведению усили  на число дискретных отрезков пути, т.е. суммарной работе , выполненной талевгзМ канатом как за счет поступательных, так и за счет колебательных перемещений каната. Масштаб дешифратора 12 выбран таким образом, чтобы цифровое значение показани  индикатора соответствовало работе в Тм или Ткм.

Предлагаемое устройство имеет перед известным то преимущество, что требует установки на оуровой вдвое меньшего числа датчиков с аналоговым выходом: один датчик перемещени  замен ет и датчик силы и датчик колебаний . В то же врем  по принципу действи  этот датчик может быть легко унифицирован с дискретным датчиког/1 пути, оба датчика располагаютс 

р дом на крон-блоке и могут иметь общий источник питани  и канал св зи с вторичным прибором, то представл ет дополнительное преимущество. Пеньшее число датчиков и их унификаци  в т желых услови х эксплуатации, которые имеют место на буровой установке , повышает надежность аппаратуры в целом.

10

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 208081, кл G, 05 В 11/26, 1966 2 . Авторское свидетельство СССР № 868054, кл. Е 21 В 45/00, 1979.