SU1694877A1 - Устройство определени положени элеватора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению скважин и позвол ет повысить точность определени  положени  элеватора. В устройстве с датчика 6i скорости вращени  лебедки поступает информаци  о числе оборотов лебедки в том или ином направлении. Сигнал числа оборотов подаетс  на счетные входы сдвиговых регистров (Р) 12-14, которые управл ют работой индикаторов 15-17, Направление движени  элеватора вверх или вниз (направление вращени  лебедки) учитываетс  подачей сигнала на вход Сдвиг вправо или Сдвиг влево Р 12-14. Каждый

Description

ё

ON Ю 00 XI

XI

Р фиксирует перемещение элеватора в определенной зоне. В средней зоне хорошей видимости дл  увеличени  дискретности отсчета сигнал на счетный вход Р 13 подаетс  через делитель 28 частоты. ПоследовательИзобретение относитс  к бурению скважин ы, а именно к устройствам автоматизации процессов спуско-подъемных операций (СПО).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  положени  элеватора .

На фиг.1 изображена обща  блок- схема устройства СПО; на фиг.2 - функциональна  схема устройства определени  положени  элеватора; на фиг.З - схема датчика скорости вращени  лебедки; на фиг.4 9 - врем -импульсные диаграммы работы элементов устройства.

В состав устройства СПО вход т (фиг.1) источник 1 электропитани , исполнитель- ный электродвигатель.2, редуктор 3, лебедка 4, элеватор 5 и датчик 6 скорости вращени  лебедки, составл ющий с блоком 7 индикации устройство определени  положени  элеватора. Датчик б соединен с блоком 7 индикации трем  входами, обозначенными соответственно 8, 9 и 10, Блок 7 индикации имеет выход 11 дл  аварийного отключени  лебедки.

Блок 7 (фиг.1) индикации содержит (фиг.2) три сдвиговых регистра 12-14, три индикатора 15-17 на основе токоограничи- вающего резистора 18 и светодиода 19, три элемента НЕ 20-22, четыре элемента И 23- 26, элемент 27- ИЛИ, делитель 28 частоты, четыре элемента задержки 29-32, а также ключ 33.

Частотно-импульсный датчик 6 скорости вращени  лебедки выполнен следующим образом (фиг.З).

К внешней стороне лебедки 4 приварена металлическа  пластина 34 (фиг.За). Индуктивные чувствительные элементы 35 и 36 переключаютс  через клеммы 37 и 38 в состо ние 1 в момент времени, когда при вращении лебедки 4 пластина 34 проходит около них. Кроме того, датчик 6 скорости вращени  лебедки содержит генератор 39 одиночных импульсов (фиг,36), элемент 40 И, элемент 41 задержки и триггер 42.

Сдвиговые, регистры 12-14 последовательно , начина  с первого разр да в режиме Сдвиг влево, переход т в единичное состо ние синхронно с передним фронтом

ность заполнени  Р регулируетс  элементами НЕ 20-22, а также элементами И 23-26. Элементы задержки 29-32 служат дл  исключени  одновременной записи или стирани  информации в соседних Р. 9 ил.

импульсов на С-входе (1 на + входе, О на - входе (фиг.4а). В режиме Сдвиг влево (1 на - входе, О на + входе). Синхронно передним фронтом счетных

импульсов сдвиговый регистр последовательно переходит в нулевое состо ние, начинает с n-го разр да и заканчива  1-м разр дом.

Принцип работы устройства следующий .

Источник 1 электропитани  совместно с системой управлени  (не показана) осуществл ют регулирование параметров исполнительного электродвигател  2. С его

помощью через редуктор 3 и лебедку 4 производитс  перемещение в вертикальной плоскости элеватора 5 (фиг,1). Контроль за величиной перемещени  блока 5 производитс  с помощью блока 7 индикации, к входам которого подключены выходы частотно-импульсного датчика 6 скорости вращени  лебедки. Рассмотрим работу последнего .

При вращении лебедки 4 по часовой

стрелке выходной сигнал чувствительного элемента 36 (фиг.ба) опережает по фазе импульс с выхода элемента 35 (фиг.бб). С помощью элемента 40 И выдел ютс  импульсы (фиг.бв), длительность которых соответствует времени совпадени  уровней сигналов 1 на клеммах 37, 38. Элемент 41 задержки,сдвигает входной сигнал с клеммы 37 (фиг.бб) на фиксированную по времени величину (фиг.бг),

( Так как передний фронт выходного импульса элемента 40 соответствует О на D- входе (фиг.бв,г), триггер 42 переключаетс  в нулевое состо ние (фиг.бд). Данный режим считаем в дальнейшем соответствующим

перемещению элеватора 5 вниз.

При вращении лебедки 4 в противоположном направлении импульсы с выхода элемента 36 (фиг.7а) отстают по фазе от импульсов , поступающих с выхода элемента 35 (фиг.76), осуществл етс  режим подъема элеватора 5. В результате передний фронт сигнала на выходе элемента 40 И (фиг.7в) совпадает с 1 на D-входе (фиг.7г), что пе0 реводит триггер 42 в единичное состо ние

(фиг.7д). Таким образом определ етс  направление перемещени  элеватора 5.

Блок 39 формирует импульсы малой длительности (фиг 8а) синхронно с передним фронтом сигнала с выхода чувствительного элемента 35. Частота этих импульсов пропорциональна скорости вращени  лебедки 4.

Элеватор 5 перемещаетс  из нижнего положени  в верхнее, а сдвиговые регистры 12-14 переведены в нулевое состо ние путем кратковременного подключени  установочного R-входа к источнику сигнала. О через ключ 33, При этом на втором выходе 9 датчика 6 присутствует сигнал 1, а на третьем выходе 10 - О. На первый выход 8 поступают короткие импульсы, пропорциональные скорости вращени  лебедки 4. На выходе первого элемента 20 НЕ состо ние 1, так как 1-й разр д второго регистра 13 формирует О. При этих услови х импульсы с первого выхода 8 датчика передаютс  на счетный С-вход первого регистра 12, последовательно перевод т его в состо ние 1 (фиг.8а-д). Также последовательно светоди- оды 19 блока индикатора 15 переключаютс  в рабочее положение, указыва  на величину перемещени  вверх элеватора 5.

После переключени  старшего разр да первого сдвигового регистра 12 в 1 (фиг.вд) на выходе первого элемента 32 задержки формируетс  1, но только после окончани  импульса на первом выходе 8 (фиг.8а, е). Тем самым исключаетс  возможность одновременной записи 1 в n-ом и 1-ом разр дах регистров 12 и 13 и за счет этого повышаетс  точность устройства, Переход старшего разр да первого регистра 12 в 1 свидетельствует о том, что элеватор 5 прошел зону Д з (фиг. 1). При этом на выходе первого элемента 20 НЕ сигнал равен О, что преп тствует прохождению импульсов с входа 8 на счетный С-вход первого регистра 12 при спуске элеватора, когда на входе Сдвиг влево есть 1. Одновременно открываетс  первый элемент 23 И и в работу вступает второй регистр 13, который совместно с индикатором 16 фиксируют положение элеватора 5 в зоне Д h (фиг. 1).

Здесь делитель 28 частоты введен из следующих соображений. С точки зрени  точности определени  положени  элеватора 5 наиболее жесткие требовани  предъ вл ютс  к зонам Д И, , где визуальный контроль за рабочим механизмом буровой установки затруднен, Поэтому дл  этих зон разр дность регистров 12 и 14 должно быть наибольшей. .

Дискретность дл  зоны Д 2 может быть существенно повышена, так как данна  зона  вл етс  визуально достаточно хорошо контролируемой и с точки зрени  возникно- 5 вени  каких-либо аварийных ситуаций сравнительно безопасной. Одновременно с этим увеличение дискретности (снижение разр дности ) индикации позвол ет снизить ап- паратурные затраты при реализации

10 индикатора и повысить надежность его работы .

Таким образом, на С-вход второго сдвигового регистра 13 поступает сигнал пониженной частоты до тех пор, пока его

15 старший разр д не переключитс  в 1. Первый элемент23 И закрываетс , а следующий импульс с выхода 8 подаетс  через третий элемент 25 И на счетный С-вход третьего регистра 14 , На индикаторе 17 (фиг.1 и 2)

0 фиксируетс  вход элеватора 5 в зону Д И, В момент времени записи 1 в старшем разр де третьего регистра 14 поступает команда на вход блока 1 (фиг.1), что влечет за собой торможение электродвигател  2.

5 Даетс  команда на перемещение элеватора 5 вниз (1 на третьем выходе 10 датчика 6 и О на выходе 9, фиг.2). Первый элемент 23 И закрываетс , а третий регистр 14 последовательно переходите нулевоесо0 сто ние. Светодиоды индикатора выключаютс . Затем открываетс  второй элемент 24 И импульсы с выхода 8 поступают на вход делител  28 частоты. Происходит обнуление второго региста 13. Как только его первый

5 разр д переключаетс  в О, через врем  задержки закрываетс  второй элемент 24 И и переходит в открытое состо ние четвертый элемент 26 И. Запись О в n-ом разр де индикатора 12 (фиг.9а,д) свидетельствует о

0 входе элеватора 5 в зону Д з. Прохождение этой зоны рабочим механизмом сопровождаетс  последовательным выключением светодиодом индикатора 15 (фиг.9б,д).

Таким образом, устройство позвол ет

Claims (1)

1. 5 осуществл ть автоматический контроль за положением элеватора, что особенно важно в зонах ДИ и Д 1з, где визуальный контроль за перемещением элеватора затруднен. Формула изобретени 

   0 Устройство определени  положени  элеватора, содержащее датчик скорости вращени  лебедки, ключ и первый индикатор , отличающеес  тем. что, с целью повышени  точности, устройство снабжено

   5 трем  сдвиговыми регистрами, вторым и третьим индикаторами, трем  элементами НЕ, четырьм  элементами И. элементом ИЛИ, делителем частоты и четырьм  элементами задержки при тгом первый выход

   датчика скорости вращени  лебедки соединен с первыми входами четырех элементов И, выходы каждого сдвигового регистра соединены с соответствующими входами каждого индикатора, причем последний выход первого сдвигового регистра через первый элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, первый выход второго сдвигового регистра через второй элемент задержки соединен с вторым входом второго элемента И и через первый элемент НЕ - со вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого сдвигово- го регистра, последний выход второго сдвигового регистра через третий элемент задержки соединен через второй элемент НЕ с третьим входом первого элемента И и непосредственно с вторым входом третьего

   9W

   элемента И, выход которого подключен к счетному входу третьего сдвигового регистра , первый выход третьего сдвигового регистра через четвертый элемент задержки и третий элемент НЕ соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ через делитель частоты соединен со счетным входом второго сдвигового регистра, при этом второй выход датчика скорости вращени  кабел  соединен с входом Сдвиг вправо каждого сдвигового регистра и с четвертым входом первого элемента И, третий выход датчика скорости вращени  лебедки соединен с входом Сдвиг влево каждого сдвигового регистра и с четвертым входом второго элемента И, а выход ключа соединен с входами Сброс первого, второго и третьего сдвиговых регистров.

   стоп

   ) mm

   J4

   35;J6

   37

   38

   34

   Ух ft)

   фиг. 5

   9и.Т

   а

   о

   0/

   о

   в

   QI