Устройство для измерения радиальных усилий в колонне бурильных труб Советский патент 1983 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к технике бурения, в частности к устройствам для контроля усипий в раэггачных: точках трубной KonoHHbif и может быть применено цпя исспецования труб и тру ных колонн при бурении и эксппуаташш нефтяных и газовых скваншн. Известны датчики дгш измерения радиапьнь1х сяп, содержащие цитшцри ческий корпус, упругодеформируемый и чувствительный элемент 1 и Е 2 3 Недостатками известных конструкшй являются их сложность, значительные габариты в радиальном направлении-, причем эти габариты тем , чем выше требования к чувствительности датчика. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является скв жинное измерительное устройсгво ПИГНК -2, в котором используются три датчик перемещения, расположенные по окружности упругого .элемента через . Поскольк радиальные перемещения малы, то применен механический усилитель в виде двуплечего рычага, Коэф фишент усиления перемещений равен отношению длины рычажного усилителя к длине его короткого плеча (до штыря). На конце рдчага укреплен шток индуктивного преобразователя перем&« щеиоая в электрический сигнал Недостатком датчиков радиальных усилий в данном устройстве является сложность конструкции, низкая надежность, и небольшая чувствительность при данных габаритах. Это связано с тем, что, во-первых, крепление непо1Ь вижной точки рычажного усилителя расположено на пояске утолшения упругого элемента, где радиальное перемещ ние упругого элемента незначительно. Поэтол у радиальное перемещение штыря, расположенного вблизи зоны крепле ния, мало. Увеличение же короткого плеча рычага при сохранении коэффициента усиления ведет к увеличению габаритов рычага и всего измерительного устройства. Во-вторых, противоречивые требования предъявляются к твердости штыря. В случае высокой твердости штыря воз никает погрешность в результате смятия трубы штырем в точке -его касания а в случае недостаточной его твердости возможно его смятие телом трубы В обоих случаях смятие металла приво дит к увеличению погрешности измерения радиальных усилий. Цель изобретения - повышение чувст вительности и уменьшение габаритов. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения радиальных усилий в колойне бурильных труб, содержащее упругий элемент, преобразоватегпь перемещения с чувствительным элементом, соединенным с электронным блоком и закрепленным на фланце, снабжено пружиной, натяжным винтом и фиксатором П-образной формы, жестко закрепленным на фланце, а чувствительный элемент преобразо. вателя выполнен в виде многовитковой измерительной сшфали, размешенной во1фуг упругого элемента, причем един конец измерительной спирали жестко соединен с фиксатором, а другой связан с фиксатором через последовательно соединенные преобразователь перемещения, пружину, и натяжной винт. Фланец в1ьшолнен разрезным в осевом направлении и укреплен на упругом элементе с помощью винта и пружюны. На фиг, 1 представлено устройство для измерения радиальных усилий Б кем лонне бурильных труб, обший вид; на (}даг. 2 - разрез А-А на фиг. ij на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. , Устройство содержит упругий элэмёнт 1, представляюший участок трубы, вокруг котфого размещена многовитковая изм итепьная спираль 2, Один ксмяец сшфатш 2 жестко соединен с фиксатором 3, а другой связан с фикн сатором через электрический преобразователь 4 перемещения (в давнем случае индуктзавный прео азовате/ш), пружину 5 и натяжной вянт 6. В приведенном примера фиксатор 3 представляет собой скобу, имеющую Побразную форму для пропуска изм ительной спирали. С помощью пружины 5 и винта 6 создается предварителбный натяг спирали. Материал сшфали выбирается исходя из условия наименьше о тренйя с материалом стального ухфуого элемента, например, это может быть бронза. Фиксатор 3 укреплен на разрезном эксцентричнее фланце 7, который стяг ёается болтом 8 с пружиной 9, что обеспечивает жесткость фланца, цос гаточную для фиксации его на упругсж

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНЫХ УСИЛИЙ В КОЛОННЕ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ, содержащее упругий элемент, преобразователь перемещения с чувствительньш элементом, соепиншным с электронным блоком и за фепленным на фланце, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения : габаритов, оно снабжено пружиной, натяждам вшггом и фиксаторе П-образной формы, жестко закрепленным на фланце, а чувстштельный преобразов теля вьщопнен в шае многовитксжой Изм01а1теяьной ., размешенной вокруг yi pyroro элемента, причем один ксжец яэ9«аервтвпьнс 1 спирали жестко соесшн с фяксеегаром, а другой связан с фиксатором последовательно соедине1О{ые лрёоС азователь перемещения, пружину и натяжной винт. (Л 2, Устройство по п. 1, о т п и ч а- ю щ е е с я тем, что фланец выполнен с разрезным в осевом направлении и увршлен на упругом элементе с помощью винта и пружины.