13. Контрольно-измерительные приборы в бурении

33898901

Для контроля над процессом бурения, а также для правильного и рационального использования бурового оборудования в бурении применяется ряд контрольно-измерительных приборов.

Индикатор веса

Для определения величины груза, подвешенного на подъемном крюке, в буровой устанавливается индикатор веса. Пользуясь им, бурильщик имеет возможность контролировать в процессе бурения давление инструмента на забой, наблюдать за весом колонны обсадных труб при ее спуске в скважину, обнаруживать прихват колонны труб при спуске, а также определять величину усилий при натяжении прихваченной колонны обсадных или бурильных труб при ловильных работах.

Из многочисленных типов отечественных и заграничных индикаторов веса заслуживают внимания два типа: а) индикатор веса ДУВГН и б) электрический индикатор веса В. И. Горояна и Л. Ф. Куликовского.

индикатор веса

Индикатор веса ДУВГН состоит из трансформатора давления 6, указывающего манометра 5, регистрирующего манометра 4, запорного вентиля 3, поршневого насоса 2, резервуара для жидкости 1 и системы трубок с клапанами.

Трансформатор давления служит для передачи усилия от мертвого конца каната на жидкость, находящуюся в системе индикатора веса, а через нее на стрелки указывающего и регистрирующего манометров.

Трансформатор давления во избежание падения подвешивают на пеньковом канате к первому поясу буровой вышки за скобу.

Указывающий манометр служит для наблюдений бурильщика за давлением в системе индикатора веса, следовательно, за величиной груза на крюке. Циферблат манометра разделен на 100 делений, причем цена каждого деления зависит от числа подвижных роликов, участвующих в оснастке талевой системы.

Регистрирующий манометр предназначен для записи диаграммы, по которой можно определить работу бурильщика. Этот манометр состоит из часового механизма, помещенного в цилиндрический металлический футляр со стеклянной крышкой. На ведущей оси часового механизма укреплен металлический диск, к которому в свою очередь укрепляется бумага-диаграмма. Диаграмма вращается вместе с металлическим диском вокруг оси, делая полный оборот в течение 24 час.

К регистрирующему манометру подводится медная трубка от насосика и соединяется с одним концом тройника, укрепленным в боковой части манометра; через второй конец тройника жидкость поступает собственно в регистрирующий манометр и через третий конец она поступает дальше в указывающий манометр и в трансформатор давления.

Механизм регистрирующего манометра действует по принципу обычного манометра. Полая трубка-пружина, соединенная с первым концом тройника, от увеличения давления в системе индикатора веса раскручивается, а при уменьшении давления скручивается, передавая при помощи промежуточного рычага через шарнир движение рычагу, на конце которого имеется чернильница с пером, записывающим на диске-диаграмме давление в системе индикатора веса.

Верньер представляет собою пружинный манометр, аналогичный указывающему манометру, но с более крупными делениями на шкале. Шкала верньера разделена на 40 крупных делений (в 25 раз больших давления указывающего манометра), причем деления цифровых обозначений не имеют.

Пружина верньера, поворачивающая стрелку по шкале, слабее пружины указывающего манометра. Поэтому при изменении давления и повороте стрелки манометра на 10-60 делений стрелка верньера делает 2х/2 оборота и в сумме проходит 100 делений, что соответствует 50 делениям указывающего манометра. Таким образом, одному делению верньера соответствует половина деления указывающего манометра.

При пользовании индикатором веса верньер облегчает работу бурильщика, так как нагрузка на подъемном крюке учитывается более точно. Следует иметь ввиду, что верньер рассчитан на работу при нагрузке, соответствующей 60 делениям указывающего манометра. При работе с повышенной нагрузкой верньер выключают.

Насосик для нагнетания жидкости в систему трубок и приборов индикатора состоит из медного цилиндра и штока, являющегося поршнем. Внизу насосика имеются приемная и выкидная трубки с соответствующими клапанами.

Кран служит для плотного перекрытия всей системы индикатора от насоса и резервуара в тот момент, когда вся система трубок и приборов накачана и отрегулирована.

Закрепив трансформатор на мертвом конце талевого каната, во всей системе индикатора веса спускают давление до тех пор, пока при ненагруженном подъемном крюке стрелка не опускается до 10-го деления, каковое должно служить условным нулем при дальнейших подсчетах.

Стрелку самопишущего прибора устанавливают тоже на 10-м делении посредством установочного винта на системе рычагов прибора. Далее заводят часовой механизм, устанавливают диаграмму точно по часам, закрепляют специальным зажимом и перо самопишущего прибора наполняют чернилами.

Чтобы обеспечить возможную точность показаний индикатора веса, необходимо укрепить трансформатор давления к мертвому концу талевого каната и мертвый конец талевого каната к рамному брусу основания вышки таким образом, чтобы и трансформатор давления и канат на всем пути от рамного бруса вышки до ролика кронблока не касались обшивки буровой, поясов или крестов. Кроме того, для точности показаний индикатора веса необходимо регулярно смазывать кронблок и талевый блок.

Теоретически определить величину натяжения мертвого конца каната упрощенным способом с достаточной для работы точностью весьма трудно. Поэтому эту величину определяют экспериментальным путем в специальных мастерских для испытания и проверки индикаторов веса. В мастерских проверяют каждый индикатор веса и результаты проверки заносят в паспорт индикатора. Согласно этому паспорту легко определить величину натяжения мертвого конца каната и вес груза, подвешенного на подъемном крюке. Если требуется определить натяжение конца каната для числа делений, не указанных в паспорте, необходимо построить кривую, пользуясь табличными данными, и на основании полученной кривой определять необходимые данные.

Электроизмерительные приборы, применяемые при бурении

Для наблюдения за нагрузкой бурильного электромотора и предупреждения чрезмерных нагрузок на него применяются амперметр, трансформатор тока и ваттметр.

Амперметр показывает нагрузку бурильного электромотора как во время бурения, так ив период спускоподъемных операций. Он показывает силу тока, идущего в статор электромотора.

По показанию амперметра бурильщик судит о нагрузке электромотора, о потребляемой мощности при работе.

Через катушку К проходит электрический ток. Около катушки на оси имеется стрелка ЛГ, один конец которой передвигается по шкале амперметра, а другой имеет тонкую пластинку В, которая при прохождении тока через катушку К намагничивается и втягивается в катушку. С увеличением силы тока в обмотке катушки увеличивается втягивание в катушку тонкой пластинки В. При отсутствии тока в обмотке катушки стрелка возвращается в нулевое положение шкалы под действием пружины Р. Стрелка, двигающаяся по шкале амперметра, указывает силу тока в моторе, по которой бурильщик судит о нагрузке на электромотор.

 

Трансформатор тока предохраняет амперметр от прохождения через него больших токов. Он включается в цепь статора электромотора. Трансформатор тока имеет первичную и вторичную обмотки. Первичная обмотка из толстого проводника (должен протекать большой ток) включается последовательно в цепь, в которой требуется замерить ток. Вторичная обмотка из тонкого проводника включается последовательно. По толстой обмотке проходит весь ток статора, а по тонкой -только индуктированный ток, идущий в амперметр. Обычно отношение первичного тока (который надо замерить) к вторичному (который проходит по вторичной обмотке трансформатора тока) называют номинальным коэффициентом трансформации. Так, например, если в главной линии и в толстой обмотке трансформатора идет ток 300 а, то при номинальном коэффициенте трансформации, равном 60, по токовой обмотке в приборе пройдет ток, равный только 5 а. На шкале амперметра нанесены деления, показывающие силу тока в главной линии, а не в приборе.

Ваттметр показывает величину мощности электрического тока. На показание ваттметра влияют как сила тока, так и напряжение. Ваттметр имеет две обмотки (толстую и тонкую) и четыре зажима для его включения. Толстая обмотка включается между зажимами ваттметра. Тонкая обмотка включается параллельно сопротивлению между зажимами С и К. По толстой обмотке проходит весь ток, идущий в сопротивлении.

Понравилась эта статья? Поделитесь ею!

 

2 мнений на “13. Контрольно-измерительные приборы в бурении