Динамометр для измерения осевого усилия подачи буровой штанги при бурении Советский патент 1985 года по МПК G01L1/02 G01L1/04 

Изобретение относится к горной промьшшенности, к разработке угольных пластов, в том числе и подаерже ньпс внезапным выбросам. Известен динамометр, предназначенный для непрерывных измерений усилия подачи бурового инструмента в процессе бурения скважин с целью прогноза выбросоопасности зон уголь ного пласта. Динамометр представляет собой сп циальную установку, включающую привод и укрепленный на нем корпус с рукоятками .и рычагами для пуска и остановки привода. В корпусе динамо метра установлено несколько рядов витых цилиндрических пружин и вмонтирован лентопротяжный механизм, позволякнций величину усилий подачи записывать на бумажной ленте. . В процессе бурения усилие подачи передается на буровую штангу через пружины, которые, деформируясь, перемещают визир и отметчик, вьиерчи- вающий на движущейся ленте кривую усилий подачи ij . Недостатками известного динамоме ра являются большая масса (15 кг) и габариты, низкая точность измерения усилий цодачи вследствие вибрации привода, бурового инструмента и неравномерности процесса разрушения забоя скважины, а также в силу того что измерительньй элемент вьшолнен в виде пружин, не позволякицих доста точно удлинить измерительную шкалу. Поскольку измерительньй элемент (пружины) не имеет непосредственной связи с буровой штангой, а расположен позади привода, к которому крепится подвижная часть динамометра, возникающие при удержании бурильщиком неподвижной части динамометра силы трения и перекосы приводят к существенным ошибкам измерения. I . Известен также динамометр для измерения осевого усилия резания пр бурении, содержащий штангу, кинематически связанную с , помощью измерительного элемента с хвостовиком, соединенным со шпинделем, установле ным с возможностью вращения в корпу се привода 2 . Недостатком данного динамометра является отсутствие неподвижной шка лы для считьшания усилий подачи. От счеты показаний динамометра по вращающимся- разноцветным кольцевьм полосам могут сопровождаться случ йными (субъективными) ошибками измерений. Кроме того, динамометр характеризуется низкой точностью отсчетов показаний, ограниченной минимально допустимой шириной цветных колец шкалы динамометра. Чтобы/границы между ними при бурении не сливались, минимальная ширина кольца должна быть 6-8 мм. Следовательно, точность отсчета составляет 3-5 кгс. Цель изобретения - повьш1ение точности за счет получения непрерьгоной измерительной шкалы. Поставленная цель достигается тем, что в динамометре для измерения осевого усилия подачи буровой штанги при бурении, содержащем штангу, кинематически связанную с помощью измерительного элемента с хвостовиком, соединенным со шпинделем, установленным с возможностью вращения в корпусе привода, измерительньй элемент вьтолнен в виде гидравлического датчика, состоящего из корпуса, манометра, поршня и муфты, жестко Связанной с корпусом привода, при этом хвостовик снабжен валом, имеющим канал, связыванмцийч рабочую полость корпуса датчика с манометром, закрепленным на муфте, установленной с возможностью вращения на валу, жестко связанном с корпусом датчика, внутри которого расположен поршень, соединенный со штангой. На торцах муфты вьшолнены проточки, в которых размещены, шарики. На фиг.1 показан динамометр, разрезу на фиг.2 - динамометр со стороны манометра, общий вид. Динамометр для измерений усилия подачи буровой штанги состоит из муфты 1,ймекйцей проточки для герметизирукяцИх манжет 2 и 3. На уфте 1 установлен маноме-тр 4, а внутри муфты 1 расположен вал 5 со шпилькой 6, имеющий канал а , устье которого пересечено пазами б и частично перекрыто винтом 7. На вал 5 навинчен корпус 8 гидравлического датчика, а между фланцем вала 5, торцами муфты 1 и фланцем корпуса 8 в проточках размещены ряды шариков 9 и 10. В корпусе В расположен шток 11 загерметизированный, на пример, фторопластовой втулкой 12, поджатой гайкой 13. Шток 11 заканчивается поршнем, расположенным в корпусе 8.

1. ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОГО УСИЛИЯ ПОДАЧИ БУРОВОЙ ШТАНГИ ПРИ БУРЕНИИ, содержащий штангу, кинематически связанную с помощью измерительного элемента с хвостовиком, соединенным со шпинделем, установленным с возможностью вращения в корпусе привода, отличающий с я тем, что, с целью повьапения точности измерения за счет получения непрерывной измерительной шкалы, измерительный элемент выполнен в виде гидравлического датчика, состоящего из корпуса, манометра, поршня и муфты, жесткр связанной с корпусом привода, при этом хвостовик снабжен валом, имеющим канал, связывающий рабочую полость корпуса датчика с манометром, закрепленным на муфте, установленной с возможностью вращения на валу, жестко связанном с корпусом « датчика, внутри которого расположен поршень, соединенный со штангой, 2 о Динамометр поп.1, от л и-, чающийся тем, что на торцах муфты выполнены кольцевые проточки, в которых размещены шарики.