Механический скважинный моментомер Советский патент 1983 года по МПК E21B45/00 

Изобретение относится к глубокому бурению, в частности к устройствам для контроля забойных параметров, и может быть использовано для измерения и контроля крутящего момента в любом резьбовом разъеме бурильной колонны.

Известно устройство, представляющее собой механический скважинный моМентомер и содержащее корпус, связанный с ним через тарированную пружину подвижный элемент и самописец, перо которого скреплено с подвижным элементом, а держатель диаграммной бумаги связан с корпусом. Однако данное устройство позволяет регистрировать только момент, обусловленный силами трения между бурильной колонной и стенками скважины 1.

Наиболее блцзким к предлагаемому является механический скважинный моментомер, позволякаций регистрировать общий крутящий момент, возникаюций при бурении в любом разъеме бурильной колонны.

Устройство содержит корпус, связанный с ним через упругий элемент, тарированную пружину, подвижный элемент и самописец, перо которого скреплено с подвижным элементом, а держатель диаграммной бумаги соединен с корпусом. При этом подвижный элемент выполнен в виде полого шпинделя, размещенного в корпусе, и снабжен связывакхцей его с тарированной пружиной кулачковой муфтой, верхняя полумуфта которой посредством шлицов соединена с корпусом 2.

Недостатком данного моментомера является невысокая точность измерения крутящего момента, обусловленная трением в кулачковой муфте и влиянием крутильных колебаний на регистрируквдее устройство.

Дель изобретения повышение точности измерения крутящего момента. ,

Поставленная цель достигается тем, что механический скважинный моментомер, содержащий корпус, размещенные в нем полый шпиндельf упругий элемент и рёгистрируклдее устройство,причем упругий элемент выполнен в виде цилиндрической втулки с двумя фланцами и продольными прорезями между ними,при этом один из фланцев связан со шпинделем, а другой с корпусом. Причем. фланец, связанный с корпусом, выполней в виде поршня с калиброванными отверстиями.

На Фиг. 1 приведены моментЪмер, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Предлагаемый моментомер содержит составной корпус 1, размещенные В нем полый шпиндель 2, регистрирующее устройство 3, перо которого связано со шпинделем 2, и упругий элемент. Упругий элемент включает нижний фланец 4, жестко соединенный со шпинделем 2, верхний фланец 5, связанный, с корпусом 1, и закрепленную между ними цилиндрическую втулку б с продольными прорезями. Фланцы 4 и 5 имеют выступы 7 (фиг. 2), которые входят в пазы корпуса 1 и шпинделя 2. При этом фланец 5 выполнен в виде кольцевого поршня с калиброванными отверстиями 8 и имеет возможность перемещения относительно корпуса 1 в осевом направлении. В пространство между-корпусом 1 и шпинделем 2 заливается масло.

Устройство работает следуквдим образом.

Крутящий момент, возникающий при бурении в разъемной соединении бурильной колонны, в котором установле моментомер, воспринимается полым шпиделем 2. Под действием этого момента шпилдель 2, поворачиваясь, скручивает упругий элемент, в результате чего последний укорачивается в осевом направлении. При этом верхний фланец 5 урругого элемента перемещается вдоль оси корпуса 1 и пропускает через калиброванные отверстия 8 масло, тем самым демпфируя крутильные колебания. При уравновешивании крутящего момента М р и сил упругости упругого элемента начинается вращениебурильной колонны или передача через моментомер реактивного момента турбо бура.

Угол поворота шпинделя 2 относительно корпуса 1 фиксируется регисрирукщим устройством 3, перо которого поворачивается на тот же угол, что и шпиндель 2. Таким образом, угол поворота шпинделя 2 пропорционален величине крутящего момента и зависит от жесткости упругого элемента.

Предлагаемый моментомер имеет меньший вес по сравнению с прототипом за счет исключения кулачкового механизма и применения более компактного упругого элемента.

А-А

МЕХАНИЧЕСКИЙ СКВАЖИННЫЙ МОМЕНТОМЕР, содержащий корпус, размещенные в нем полый шпиндель, упругий элемент и регистрирующееустройство, отлич.ающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, упругий элемент выполнен в виде цилиндрической втулки с фланцами и продольными прорезями между ними, при :jтом один из фланцев связан со шпинделем, a другой с корпусом, причем фланец, связанный с корпусом, выполнен в виде поршня с калиброванными отверстиями. (Л