Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Измерение проходки по перемещению вертлюга буровой уста­новки является наиболее точным, так как в результате измере­ния не вносятся погрешности, обусловленные деформацией эле­ментов спуско-подъемного механизма [16]. На практике наибо­лее распространен способ определения проходки путем ручно­го замера части спущенной в скважину ведущей бурильной тру­бы. Попытки автоматизировать измерения перемещений веду­щей трубы наталкиваются на серьезные трудности, связанные со сложностью привязки датчика к ведущей трубе. Но в связи с тем, что ведущая труба используется только в процессе буре­ния, привязка датчика к ней не позволяет определять величину и скорость перемещения бурового инструмента при спуско-подъ — емных операциях.

Ведущая бурильная труба жестко связана с вертлюгом, ко­торый перемещается посредством талевого блока с крюком. Вертлюг и талевый блок в процессе бурения не вращаются, поэтому при разработке устройств для определения проход­ки широко используется метод измерения перемещений этих элементов.

На рис. 9.4 показана схема устройства для регистрации вели­чины и скорости проходки, разработанного американской фир­мой Мартин Деккер. Резервуар 1 с жидкостью прикреплен к верт­люгу 2 и соединен резиновым шлангом 3 со вторичным измери­тельным прибором 4, расположенным на полу буровой установ­ки. В зависимости от положения резервуара 1 относительно пола буровой установки изменяется гидростатическое давление жид-

Рис. 9.4. Схема гидростатического ус­тройства для измерения вели­чины и скорости перемещения верхнего конца бурильной колонны

кости, воздействующее на чувствительный орган измерительно­го прибора 4. Величина гидростатического давления жидкости, пропорциональная положению вертлюга относительно пола бу­ровой установки, регистрируется на диаграммной ленте измери­тельного прибора в виде непрерывной линии. Наклон этой ли­нии характеризует скорость подачи бурового инструмента.

Несмотря на простоту первичного преобразователя, устрой­ство обладает недостатками, связанными с наличием резервуара и гибкого шланга с жидкостью, необходимостью дополнитель­ных преобразований информации и вычислений при определе­нии величины и скорости подачи бурового инструмента.

За рубежом большое распространение получили методы из­мерения проходки по величине перемещений вертлюга или та­левого блока путем преобразования этих перемещений с помо­щью специального мерного тросика в угол поворота мерного барабана.

На рис. 9.5 приведена схема подобного устройства [16]. Мер­ный тросик 1 проходит через верхний ролик 2, мерный ролик 3 и наматывается на подпружинный барабан 4.

Рис. 9.5. Схема устройства для из­мерения проходки с допол­нительным мерным троси­ком, мерным барабаном и подпружинным барабаном

С помощью механической или электрической пружины, в качестве которой используется электродвигатель в заторможен­ном режиме, барабан 4 поддерживает мерный тросик в натя­нутом состоянии. Угол поворота мерного ролика 3, пропор­циональный величине перемещения вертлюга 5, преобразует­ся фотоэлектрическим датчиком в последовательность импуль­сов. Проходку измеряют путем подсчета импульсов счетчиком перемещения.

На рис. 9.6 приведена схема устройства, предназначенного для преобразования вертикальных перемещений талевого блока в электрический сигнал [16]. Мерный тросик 1, прикреплен­ный к талевому блоку 2, проходит через мерный ролик 3 и вспомогательные ролики, укрепленные на кронблоке. Для на­тяжения мерного тросика используется груз 4 массой 80 кг. В устройстве используется механизм 5 уменьшения натяже­ния троса до 4,8 кгс.

Мерный ролик 3 связан цепной передачей 6 со вторичным измерительным прибором электромеханического типа. Вторич­ный измерительный прибор определяет скорость бурения, глу­бину скважины и расположение бурильной колонны в скважине при спуско-подъемных операциях.

В большинстве современных устройств угол поворота мерно­го ролика или мерного барабана преобразуется в последователь-

Рис. 9.6. Схема устройства для преобра­

зования вертикальных перемеше ний талевого блока в электриче­ский сигнал

ность электрических импульсов. Величина подачи определяется счетом импульсов с преобразователя:

Н = AhN,

где А/1 — «цена» одного импульса, м;

N — число импульсов, поступивших в счетчик пере­мещений.

Шаг квантования («цена» одного импульса) зависит от числа т уровней квантования, приходящегося на один оборот мерного ролика, диаметра ролика ^р, диаметра мерного тросика ёТ, и оп­ределяется выражением

(9.2)

Отсюда

(9.3)

Как уже указывалось, достоинство метода измерения проход­ки по величине перемещения вертлюга или талевого блока за­ключается в независимости коэффициента преобразования из­мерительной цепи от типа оснастки и размеров элементов спус — ко-подъемного механизма буровой установки.

Недостатки рассмотренных устройств связаны с возможностью повреждения мерного тросика при закручивании струн талевой сис­темы или при смене талевого каната, а также с необходимостью до­полнительного ухода за элементами мерного механизма.

Один комментарий на “Измерение проходки по перемещению вертлюга буровой установки”