Блок магнитов датчика контроля перемещения инструмента

Полезная модель относится к области геофизических исследований скважин и предназначена для контроля положения инструмента буровой установки посредством измерения перемещения талиевого каната в полиспастную систему буровой установки с барабанов лебедки.
Важнейшим резервом в реализации задачи контроля перемещения инструмента является развитие и внедрение в практику геологоразведочных работ прогрессивного направления промысловой геофизики – геолого-технологических исследований (ГТИ) в процессе бурения. ГТИ в процессе бурения в отличие от традиционных методов геофизических исследований скважин проводятся непосредственно в процессе бурения скважины, без простоя буровой бригады и бурового оборудования. Геофизические исследования скважин способны решать комплекс геологических и технологических задач, направленных на оперативное выделение в разрезе бурящейся скважины характеристик, экспрессного опробования и изучения выделенных объектов, обеспечения безаварийной проводки скважин и оптимизацию режима бурения с целью достижения оптимальных технико-экономических показателей процесса бурения.
Блок магнитов предназначен для работы в составе датчика контроля перемещения инструмента. Его устанавливают на буровой лебедке для определения угла поворота и направления вращения вала. На валу лебедки, поворот которого нужно измерять, равномерно укрепляют по окружности несколько магнитов.
Известен блок магнитов в составе датчика оборотов вала лебедки, выполненный в виде двух полудисков, по периметру которых равномерно расположены постоянные магниты. Блок магнитов устанавливают на торце вала буровой лебедки с помощью болтового соединения. (RU 57819, кл. Е21В47/04, 2006г.)
Недостатком известного устройства является необходимость использования для его установки на торце вала болтовых соединений, что требует доработки вала лебедки. Кроме того, для валов малого диаметра до 60 мм, такая конструкция очень неудобная в процессе монтажа из-за ограниченного пространства. Датчик контроля перемещения инструмента, в составе которого используется известный блок магнитов, может применяться с ограниченным парком буровых установок, имеющих свободный торец вала и требующий его доработки, что недопустимо для подъемно транспортных машин стоящих на учете в Ростехнадзоре.
Проблемой полезной модели является разработка конструкции блока магнитов для датчика контроля перемещения инструмента, обеспечивающего возможность его установки на валу буровой лебедки для буровых установок с диаметром вала до 60 мм.
Техническим результатом полезной модели является упрощение монтажа блока магнитов датчика перемещения инструмента на валу лебедки буровой установки.
Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются тем, что блок магнитов датчика контроля перемещения инструмента включает держатель магнитов с равномерно расположенными по его окружности постоянными магнитами. Согласно полезной модели держатель магнитов выполнен в виде двух сопрягаемых между собой по торцам полуколец. На сопрягаемых торцах полуколец расположены ловители, каждый из которых включает стержень, установленный на одном торце полукольца, и соосное со стержнем углубление, образованное в торце второго полукольца, выполненное с возможностью расположения в нем стержня. С боковых сторон держателя магнитов расположены гибкие пластинки с буртиками на концах.
Держатель магнитов и гибкие пластинки с буртиками целесообразно выполнять из полимерного материала, преимущественно из поликапроамида.
На каждом полукольце расположено по шесть постоянных магнита.
Ловитель выполнен в виде стержня с заостренным концом, а в углублении полукольца целесообразно выполнять внутреннюю резьбу для обеспечения шероховатости внутренней поверхности.
Углубление полукольца перед сопряжением со стержнем для повышения фиксации заполняют клеящим компонентом, например эпоксидной смолой или клеем на ее основе (холодной сваркой).
Выполнение держателя магнитов в виде двух сопрягаемых между собой по торцам полуколец, повышает удобство установки блока магнитов на валу лебедки буровой установки без демонтажа оборудования. Кроме того такое выполнение держателя магнитов обеспечивает удобства для малых диаметров валов, не прибегая к сложному оборудованию и приспособлениям.
Расположение на сопрягаемых торцах держателя ловителей в виде стержня на одном торце полукольца, и углубления - другом торце полукольца значительно упрощает монтаж блока магнитов, образуя вокруг вала лебедки «браслет» с равномерно расположенными по окружности постоянными магнитами.
Наличие с боковых сторон держателя магнитов гибких пластинок с буртиками на концах, упрощает фиксацию блока магнитов на валу лебедки. Сверху по гибким пластинам при монтаже блока магнитов наматывают и затем связывают эластичный жгут, либо используют пластиковый монтажный хомут. Буртики, расположенные на концах пластинок не позволяют жгуту соскальзывать и надежно удерживают его как в процессе монтажа, так и в процессе эксплуатации.
Выполнение стержня ловителя в виде стержня с заостренным концом, а углубление в торце полукольца с внутренней резьбой, упрощает фиксацию на валу, которую можно производить вручную, а за счет создания шероховатости, повышается фиксация стержня ловителя в углублении.
Выполнение держателя блока магнитов и пластинки с буртиками из полимерного материала в качестве которого выбран поликапроамид обеспечивает высокие физико – механические характеристики, необходимые для работы в жестких агрессивных условиях работы на буровых установках с широким диапазоном температур. Кроме того применяемые полимерные материалы выдерживают механические нагрузки, повышая тем самым эксплуатационные характеристики датчика.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1  - представлен блок магнитов датчика контроля перемещения инструмента, вид сбоку; на фиг. 2 – вид спереди, в собранном виде; на фиг. 3 - два полукольца.
Блок магнитов датчика контроля перемещения инструмента включает держатель 1 магнитов, выполненный из полимерного материала – поликапроамида, на котором равномерно расположены по окружности постоянные магниты 2 (шесть магнитов на каждом полукольце, всего двенадцать). Держатель 1 магнитов 2 выполнен в виде двух сопрягаемых между собой по торцам полуколец 3 и 4. На сопрягаемых торцах 5 и 6 полуколец 3 и 4 расположены ловители 7 каждый из которых включает стержень 8, установленный на одном торце 5 полукольца 3, и соосное со стержнем 8 углубление 9, образованное на торце 6 второго полукольца 4. С боковых сторон держателя 1 расположены гибкие пластинки 10 с буртиками 11 на концах, также выполненные из поликапроамида.
Блок магнитов датчика контроля перемещения инструмента устанавливают на вал лебедки следующим образом.
Держатель 1 магнитов 2 устанавливают на вал буровой лебедки в доступном месте в свободном промежутке на валу лебедки. При этом наличие ловителей 7 на торцах полуколец 3 и 4 позволяют легко найти место контакта торцов двух полуколец 3 и 4. На полукольцах равномерно распределены магниты 2. Сопрягая стержень 8 ловителя с углублением 9, расположенным в теле полукольца 4 совмещают полукольца, таким образом получается полноценное кольцо. Для надежной фиксации держатель 1 магнитов 2 сверху перевязывается эластичным жгутом (на фиг. не показано) по пластинкам 10, при этом буртики 11 ограничивают место расположения жгута и не позволяют ему соскальзывать при монтаже и во время эксплуатации.
В настоящее время блок магнитов датчика контроля перемещения инструмента прошел опытную эксплуатацию и готов к серийному производству.