Датчик момента свинчивания нефтепромысловых труб над устьем скважины Советский патент 1984 года по МПК G01L1/02 

Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для контроля и измерения наземных параметров при бурении и может использоваться для контроля и измерения крутящего момента при свинчивании труб машинными ключами над устьем скважины.

Известно устройство для контроля величины крутящего момента при закреплении ключом резьбовых соединений нефтяных труб, содержащее п-образный корпус, в цапфах которого на оси насажен разделительный рычаг с впресованным в консольной части его упором, гидравлический датчик, показывающий прибор и тяговую серьгу установленную шарнирно на оси в корпусе и связанную с разделительным рычагом l ,

Однако зто устройство ненадежно в работе, так как оно не .способно выдерживать большие нагрузки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический индикатор усилия на машинном ключе ГМК-1, содержащий цилиндр и поршень со штоком, причем силовводящие проуиадны установлены на торцовой части цилиндра и на конце штока. Он устанавливается либо в разрыв троса, связывающего машинный ключ с пневмораскрепйтелем, либо между машинным ключом и приводным тросом вспомогательной лебедки 2 ,

Недостатком известного устройства является низкая эксплуатационная надежность из-за потери герметичност штоковой полости преобразователя.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможносте путем снижения требований к условиям передачи сил, расширение диапазона задаваемых и измеряемых моментов, а также уменьшение случайной оишбки задания момента свинчивания труб , путем снижения воздействия местных и климатических .Факторов.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик момента свинчивания нефтепромысловых труб над гстьем скважины, содержащий рычаг, соединенный со свинчиваемой трубой, гидрав лический датчик силы, включакиций ЦИЛИ.НДР и поршень, соединенный через силовводящие проушины с рычагом и приводным тросом, и аппаратуру для измерения давления, введены внут ренний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами, соединенными с рычагом, внешний цилиндрический корпус, снабженный

.силопередающими проушинами, и выполненный в виде цилиндра с днищем, цилиндрический шарнир, сферический

силопередающий узел и упорный подвшпник .с проушиной причем поршень

гидравлического датчика силы связан со сферическим силопередающим узлом жестко связанным с внутренним корпусом, а цилиндр гидравлического датчика силы соединен с цилиндрическим шарниром, установленным в пазах внутреннего корпуса и жестко соединенным с силопередающими проушинами внешнего корпуса, в донной части которого установлен упорный подшипник с проушиной, связанный через нее с приводным тросом.

На фиг. 1 представлены гидравлический датчик и схема действия сил на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Гидравлический датчик момента свинчивания нефтепромысловых труб включает гидравлический преобразователь 1, шарнирно закрепленный на рычаге 2 машинного ключа осью 3,гибкую гидравлическую связь 4 с показывающей аппаратурой, приводной трос 5 и эластичный кожух б.

Гидравлический преобразователь

Iсодержит телескопически сопряженные внутренний корпус 7 и внешний корпус 8. В полости цилиндрической формы внутреннего корпуса 7 размещён цилиндр 9 преобразователя с бесштоковым поршнем 10. Внутренний корпус 7 содержит силовводящие про5тиины 11, пазы 12 и сферический силопередающий узел 13, жестко скрепленный.

с корпусом 7. Внешний корпус 8 содержит силовводящие проушины 14 с установленным в них цилиндрическим шарниром 15, упорный подшипник 16 с проушиной 17.

Датчик работает следующим образом

Рабочий рычаг 2 машинного ключа может воспринимать усилие через приводной трос 5 от двух источников энергии: от привода вспомогательной лебедки или от пневматического цилиндра. Если принять плоскость рабочего положения машинного ключа за .исходную, тогда вектор силы Т составляет угол + |5 к номинальной плоскости при работе приводом вспомогательной лебедки, а при работе пневматическим цилиндром соответственно -13 . Абсолютное значение угла р во время работы механизмов величина переменная и может достигать 12-15. Таким образом, сила Т, образующаяся от сопротивления сил трения в свинчиваемых элементах труб раскладывается на две составляющие т и т . Сила Т , действуя на плече 6(фиг.1),создает изгибающий момент, который поглощается жесткостью телескопически сопряженных корпусов 7 и 8, не деформируя цилиндр 9, и далее, через силовые проушины

IIкорпуса 7, жесткостью рабочего рычага машинного ключа.

Сила т с проушины 17 через подшипник 16 передается внешнему корпусу 8 и далее через цилиндрический шарнир 15 цилиндру 9. Цилиндр 9, сцентрированный поверхностью внутреннего корпуса 7, шарниром 15 свободно, без перекосов, перемещается вдоль своей оси на неподвижный поршень 10, сжимая жидкость, заключенную в полости В. Давление рабочей жидкости в полости В нарастает пропорционально приложенному усилию и по гибкому трубопроводу 4 достигает вторичной аппаратуры, где и снимается информация.

Двойная защита пары цилиндр поршень преобразователя телескопически сопряженными силовыми корпусами , исключающими передачу деформаций от действия поперечных сил, в то же время обеспечивающая свободное в осевом направлении для цилинд ра и в радиальном для поршня перемещение, исключающая попадание на сопряженные поверхности устройства воды, глинистого раствора, кварцевого песка, а также бесштоковое исполнение поршня в совокупности с ДВОЙНВ1М его уплотнением в иилиндре

0 значительно снижает требования к условиям передачи сил, расширяет эксплуатационные возможности по климатическим районам, расширяет диапазон измеряемых моментов за счет увеличения давления без увеличения

5 массы преобразователя и значительно повышает надежность.

1093919

ДАТЧИК МОМЕНТА СВИНЧИВАНИЯ НЕФТЕПРОМГ 1СЛОВЬ Х ТРУБ НАД УСТЬЕМ СКВАЖИНЫ, содержащий рычаг, соединенный со свинчиваемой трубой, гидравлический датчик силы, включающий цилиндр и поршень, соединенный через силовводящие проушины с рычагом и приводным тросом, и аппаратуру для измерения давления, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем снижения требований к условиям передачи силы, в него введены внутренний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проуишнами, соединенными с рычагом, внешний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами, и выполненный в виде цилиндра с днищем, цилиндрический шарнир, сферический силопередающий узел и упорный подшипник с проуииной причем поршень гидравлического датчика силы связан со сферическим силопередающим узлом, жестко связанным с i внутренним корпусом, а цилиндр гидравлического датчика силы соединен т с цилиндрическим шарниром, установленным в пазах внутреннего корпуса и жестко соединенным с силопередающими проушинами внешнего корпуса, в донной части которого установлен упорный подшипник с проушиной, связанный через нее с приводныг тросом. :0 САЭ :о :о