Устройство контроля крутящего момента при свинчивании труб над устьем скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B45/00 G01L3/14 

Устройство относится к измерению наземных параметров при бурении нефтяных и газовых скважин и может использоваться при измерении крутящего момента при свинчивании машинным ключом труб над устьем сквазршы Известно устройство, содержащее машинный ключ, коромысло, шарнирно укрепленное на рукоятке машинного ключа, силоизмерительньзй преобразователь Ci Недостаток Этого устройства состоит в необходимости изготовления специальных машинных ключей, обеспе чивающих шарнирное крепление к рукоятке ключа силоизмерительного пре образователя. Кроме того, устройств не обеспечивают заданной точности измерения контролируемой величины в широких диапазонах (200-5000 кг см что необходимо в нефтепромысловой практике. Известно также устройство, содер жащее машинный ключ, двуплечее фигурное коромысло, шарнирно укреплен ное на конце рукоятки машинного клю ча, силоизмерительньй преобразователь с упором, установленный на пер вом плече фигурного коромысла, на втором плече которого выполнено отверстие f 2j. Недостатком известного устройств является низкая точность.измерения5 связанная с тем, что в процессе работы на сферический упор силоизмерительного преобразователя действуе боковая сила, которая вносит дополнительную погрешностьi Целью изобретения 1вляется повышение точности контроля крутящего момента путем обеспечения возможнос ти изменения диапазона измерений. Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля крутяще -о момента при свинчивании труб над устьем скважины, содержащее машинньй ключ, двуплечее фигурное коромысло, шарнирно укрепленное на конце рукоятки машинного ключа, сил измерительный преобразователь с упо ром, установленный на первом плече фигурного коромысла, а на втором плече которого выполнено отверстие, снабжено рычагом, шарнирно закрепленным на торце первого плеча фигур ного коромысла, а упор установлен на рычаге с возможностью перемещения вдоль него, причем место устано ки упора X рассчитывают по формуле Рц с ,+ Ра где Р максимальное значение силы, на которую рассчитан снлоизмерительный преобразователь;расстояние от торца первого плеча фигурного коромысла до силоизмерительного преобразователя;нормальная составляющая, приложенной силы; длина первого плеча фигурного коромысла; длина второго плеча фигурного коромысла. На чертеже изображено предлага- . емое устройство, общий вид. Устройство Состоит из шарнирно укрепленного на конце рукоятки ключа 1 коромысла 2. На одном плече коромысла шарнирно укреплен рычаг 3. Между плечом коромысла 2 и рычагом 3 установлен силоизмерительный преобразователь 4. На рычаге 3 установлен призматический упор 5; В свободное отверстие коромысла 2 крепится приводной канат 6. Устройство работает следующим образом. Сила, натяжения Q приводного каната 6 передается на рукоятку ключа через коромысло 2, рычаг 3 и упор 5. Силоизмерительный преобразователь 4, установленный между плечом коромысла 2 и рычагом 3, работает на сжатие, воспринимая силу, которая зависит от места установки призматического упора 5. Место установки упора определено пределом измерения устройства. Сила приводного каната Q раскладывается на две составляющие: радиальную QP и нормальную Q. Крутяпщй момент, прикладашаемый к резьбовому соединению, равен произведению нормальной составляющей силы Q на общее плечо, равное длине рукоятки ключа 1 и длине плеча коромысла 2, к которому крепйтся;.приводной канат. Зная предельное значение крутящего момента, необходимого для крапления резьбового соединения, устанавливаем призматический упор 5 в определенное место, соответствующее заданному пределу измерения, тем самым повышая точность измерения. Приведем расчеты для двух диапазонов измерений искомой величины.

3 1151663

Исходные данные: 1-й диапазонПредлагаемое устройство позволяет

измерения -Qi« 1000 кГс, а повысить точность измерения контроли10 см,6 20 см, с 20см, Р руемого параметра одним устройством

100 кГс, 2-й диапазон измеренияв диапазоне 200-5000кГс и может быть ЗООкГс. Определяют величй-5 пользовано слюбьм типом ключей,Примбну X ( фиг. 1), няемых в нефтепромысловой практике.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ПРИ СВИНЧИВАНИЙ ТРУБ НАД УСТЬЕМ СКВАЖИНЫ, содержащее машинный ключ, двутшечЕе фигурное коромысло, шарнирно укрепленное на ко це рукоятки машинного ключа, силоиз мерительный преобразователь с упоро установленный на первом плече фигур ного коромысла, на втором плече которого выполнено отверстие, отли чающееся тем, что, с целью повышения точности контроля крутящего момента путем обеспечения возможности изменения диапазона измерений, оно снабжено рычагом, шарнирно закрепленным на торце первого плеча фигурного коромысла, а упор установлен на рычаге с возможностью перемещения вдоль него, причем место установки упора.X рассчитывают, по формуле Р„с + Р а где Р - максимальное значение силы, на которую рассчитан силоизмерительный преобразователь J а - расстояние от торца первого плеча фигурного коромысла до силоизмерительного преобразователя; Ь - длина первого плеча фигурного коромысла; Q нормальная составляющая, приложенной силы; С - длина второго плеча фигурного коромысла. Ч