Моментомер ротора Советский патент 1985 года по МПК E21B45/00 

Ф

f V

i4i

Изобретение относится к обор.удованию для бурения скважин и может быть применено для определения крутя щего момента на валу ротора, применяемого в нефтяной промьшленности.

Известно устройство для измерения момента на роторе буровой установки содержащее роторj -установленный на подвижных балках, опирающихся на подпорную раму с .помощью опор скольжения, и измерительный блок. Опоры скольжения снабжены эластичными оболочками, полости которых заполнены смазкой - жидкостью под избыточньш давлением Л .

Однако электрический принцип работы известного устройства при замере величины крутящего момента ограничивает, а порой исключает применение его на роторах, используемых при капитальном ремонте скважин, не оборудованных электроэнергией. Кроме того, очень сложно обеспечить взрыво безопасность таких устройств.

Наиболее близко к изобретению устройство для измерения крутящего момента, содержащее корпус, внутри которого установлен вал с размещенными на нем зубчатыми колесами, измерительный блок, С одним колесом сцеплено .зубчатое колесо, поворотно смонтированное на детали, которая может вращаться относительно оси вала под действием изменения крутящего момента. С другим колесом сцеплено зубчатое колесо, поворотно смонтированнье на неподвижной детали. Колеса имеют одинаковый диаметр и сцеплены с зубчатым колесом удерживающимися элементами, в которые входят рычаги, вращающиеся относительно осей колес. Участки вала имеют общий паз и первое колесо зацеплено на валу непосредственно а второе соединено с участком вала втулкой. Нагружение вала, вызванное крутящим моментом, приводит к относительному повороту колес, а участки вала соединены упругим элементом типа пружины или резиновой втулки 2 .

Недостаток данного устройства обусловлен сложностью исполнения конструкции, требующей постоянного ухода, так как зубчатые зацепления будут иметь, различное сопротивление вращению из-за изменения характера смазки, ее температурного состояния.

Цель изобретения - повьпиение надежности измерений.

Поставленная цель достигается тем что роторный моментомер, содержащий 5 корпус, внутри которого установлен вал с размещенным на нем зубчатым колесом, и измерительный блек,дополнительно содержит две втулки с фланцами, трёхшарнирными подпружиненными рычагами, подпружиненным штоком с зубчатой рейкой, связанной с измерительным блоком и поршнем гидравлического демпфера а зубчатое колесо выполнено в ввде конической шестерни, причем втулки-размещены на валу, . одна из которых соединена с ним жестко, а другая - с конической шестерней, фланцы втулок соединены между собой трёхшарнирными подпружиненными рычагами с возможностью взаимодействия с подпружиненным штоком.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2. .

Моментомер ротора состоит из кор-.v пуса 1 ротора, в котором на подшипниках 2 и 3 установлен быстроходный вал 4 с закрепленной на шпонке 5 /

0 втулкой 6 и свободно сидящей втулкой 7 с шестерней 8. В диск втулки 7 закреплен палец 9, на котором установлены рычаги 10 ушко 11 для крепления пружины 12. В .фланец втулки 6

5 закреплен палец 13, на котором установлены рычаги 14, ушко .15 из шарнира 16, контактирующего с плитой 17, штока 18 с пружинами 19, снабженного зубчатой рейкой 20, входящей в зацепление с шестерней 21, на оси которой закреплена стрелка-22, измерительного блока 23, закрепленного на кронштейне 24 из демпфера 25, заполненного жидкостью 26, разделенной поршнем 27,

5 с отводной трубкой 28.

Моментомер работает следующим образом.

При включении ротора вращается вал 4 и через шпонку 5 передает вращение на втулку 6, усилие воспринимается пальцами 13 и передается на ушко 15, которое будет сжимать пружину 12 и передавать усилие на ушко 11 и пальцы 9, а так как они закреплены

5 на втулке 7, то она будет вращаться, вращая коническую шестерню 8 и вал ротора. При возрастании усилия на приводе пружины 12 будут сжиматься

и сближать расстояние между пальцами 9 .и 13. Так как рычаги 10 и 14 закреплены шарнирно, то при сближении пальцев шарниры 16 выдвинутся и нажмут на плиту 17, переместят шток 18, сжимая пружины 19. При перемещении штока 18 рейка 20 будет поворачивать шестерню 21 на некоторый угол, при этом стрелка 22, перемещаясь по измерительному блоку, будет указывать величину крутящего момента. Чем больше усилие на валу ротора тем больше сжимаются прутшны 12 и перемещается стрелка 22.

При движении вверх поршень 27 будет выдавливать жидкость 26 по отводной трубе 28 в ннжнйж) полость демпфера 25. В тот момент, когда шарнир 16 сойдет с плиты 17, нагрузка на шток 18 снимется и под действием собственной массы и силы сжатия пружины 19 поршень вьздавливает жидкость 26 по отводной трубке в верхню полость демпфера 25. Стрелка 22 займет исходное положение.

При вращении вала ротора шарни- ры 16 дважды за один оборот вала контактируют с плитой 17, а так как вал ротора 4 является быстроходным

валом и сила пружин расчитана на небольшие усштия, выдавливание жидкости 26 из одной полости в другую будлт происходить медленнее, чем контактирование шарн1фов 16 с плитой 17. Следовательно, при отсутствии контакта шарниров 16 с плитой 17, демпфер будет удерживать стрелку от смещения. Предлагаемая конструкция моментомера ротора позволяет определять

момент на валу ротора при производстве буровых и других работ на скважине. Моментомер не требует применения электроэнергии, что имеет существенное значение для роторов,

применяемых при капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин. Контроль за величиной крутящего позволяет значительно снизить опасность работ, предотвращает поломку инструмента,

вызываемую перегрузками.

1ЮМЕНТОМЕР РОТОРА, содержаН ;щий корпус вягутрй которого установлен вал с размещенным на нём sye чатым колесом, и измерительный блок. отлич ающий ся тем, что, с целью повышения надежности измерений, он снабжен двумя втулками с фланцами, трехшарнирными подпружиненными рычагами, подпружиненным штоком с зубчатой рейкой, связанной С измерительным блоком и поршнем гидравлического демпфера, а зубчатое колесо выполнено в виде конической шестерни, причем втулки размещены на валу, одна из которых соединена с ним жестко, а другая - с конической шестерней, фланцы втулок соединены между собой трехшарнирными поД-.. пружиненными рычагами с возь10жностью взаимодействия с подпружиненным штоko ком.

28

13

фиг. 2 12 IS бб то (Pui. 3