Гидравлический индикатор момента Советский патент 1988 года по МПК G01L3/20 

е

гд

гг

.й

{ п га 30 9 3

t yy/yVA yy/, ,11

9 W

г W

л ,,,

/////////////////////Л

,I IJ.

iZcZZZZcZZZZ. v/y //////// / Г

77 i

Изобретение относится к средствам контроля параметров бурения и касается моментомеров на валу ротора буровых установок.

Цель изобретения - повышение надежности за счет уменьшения утечек в процессе измерения.

На чертеже представлена конструкция индикатора, разрез.

Гидравлический индикатор содержит гидротрансформатор с корпусом I на валу 2 ротора (не показан) с зластич- ной мембраной 3, опорной шайбой 4, крышкой 5, с втулкой 6 и штуцером 7, установленными в крышке соосно с валом 2. На корпусе 1 крепится звездочка 8, а внутри него размещены ролики 9, контактирующие с кулачками 10 вала 2 и подшипник 1 между опорной шайбой 4 и торцем вала 2.

Штуцер 7 выполнен с каналом 12, выходящим в полость 13 гидротрансформатора, и со стаканом 14, вмещающим сильфон 15, отделяющий канал 12 от внешней среды. Торец 16 сильфона выполнен с удлинением в виде штока I 7, проходящего через канал I2 штуцера и выступающего из него в полости 13. В стакане 14 установлен поворотно вертлюг 18 с каналом 19 и-сильфоном 20 на подшипниках 21 и 22 таким образом, что торец 23 сильфона 20 упирается в торец 16 сильфона 15 через подшипник 22. Канал 19 вертлюга подключен к манометру 24, а сильфон 20 отделяет канал 19 от внешней среды и от канала 12 штуцера. Вертлюг имеет направляющую 25 и упор 26, препятствующие его вращению относительно корпуса ротора, а штуцер снабжен направляющей 27 на крьш1ке 5 и упором 28, препятствующим его вращению относительно крышки. Втулка 6 установлена с уплотнениями 29 и 30 по ее диаметру d J-, в крышке 5 и по диаметру штуцера dju, входящему в эту втулку, кроме того она имеет внутреннюю 31 и наружную 32 резьбы с шагами h ц„ и h Q , по которым она сопрягается со штуцером и с корпусом. При этом размеры уплотняемых частей штуцера, втулки и шаги ее резьбы выбраны из соотношения

rj

d бт h ви

о. щ П Нар

Замкнутая полость 13 с каналом I2 и пространство между стаканом 14 и сильфоном 15 заполнены жидкостью.

Жидкостью также заполнены канал 19 вертлюга 18 и сильфон 20.

Настройка гидравлического индика- тора производится следующим образом.

После заполнения полостей жидкостью перед началом работы индикатора вращением втулки 6 шток 17 приводится в соприкосновение с эластичной мембраной 3 и затем отводится от нее на расстояние, допускаемое для перемещения мембраны внутри полости 13, причем выполняются следующие условия:

силы, возникающие при деформации мембраны, влияют на зависимость давления от величины момента в пределах заданной погрешности измерения момента;

перемещение мембраны не приводит к ее деформациям, опасным преждевременным выходом ее из строя;

объем вьгтесняемой жидкости при перемещении мембраны на данное расстояние соответствует деформации сильфонов в пределах нормальной их работы.

Заданное расстояние определяется расчетным или опытным путем.

Момент контакта штока 17 с мем- браной устанавливается по резкому повьш1ению показаний манометра, В этот момент проявляется дополнительный эффект использования сильфонов, которые, взаимодействуя торцами, пре- образуют перемещение мембраны в повышенное давление и передают это давление в манометр.

После указанной настройки индикатор может быть пущен в работу. Индикатор работает следуюгцим образом.

Вал 2 ротора приводится во вращение цепью (не показана), соединяющей звездочку В со звездочкой электродви- гателя буровой установки. При этом кулачки 10 взаимодействуют с роликами 9, стремясь сдвинуть корпус I вправо (по чертежу). Опорная шайба 4, опираясь через подшипник 11 в тО рец вала 2, нажимает на мембрану 3, создавая давление жидкости в полости 13. Это давление через канал 12, торцы 16 и 23 сильфонов I5 и 20 и подшипник 22, а также канал 19 вертлюга 18 передается в манометр 24, по показаниям которого определяется момент на валу 2.

При этом вертлюг удерживается от вращения направляющей 25 и упором 26,

3136Д9204

оставаясь неподвижным относительнополостью гидротрансформатора, штуцер

ротора но не препятствуя вращениюснабжен ограничительным упором, а

штуцера 7 со стаканом 14 и сильфономмежду штуцером и крьш1кой установле15 благодаря подшипникам 21 и 22. с втулка с уплотнениями, хвостовая

часть которой выполнена с двусторонФормула изобретенияней резьбой, причем соотношение между уплотняемыми частями штуцера.

Гидравлический индикатор момента,втулки, а также шаг ее,резьб выбраны

содержащий гидротрансформатор с замк- зависимости нутой полостью, образуемой эластич-dlr

ной мембраной и крьш1кой со штуцером,d J, Ьн

канал которого сообщен с полостью

гидротрансформатора, вертлюг, каналгде d - диаметр части втулки, уп- которого соединен с манометром, от- isлотняемой относительно крышличающийся тем, что, с це-ки;

лью повышения надежности за счетА. - диаметр части штуцера, упуменьшения утечек в процессе измере-лотняемой относительно

ния, вертлюг и штуцер снабжены разде-втулки;

ляющими их каналы сильфонами, торцы 20 наружной резьбы втулки; которых контактирую один с другим, hg - шаг внутренней резьбы втул- торец сильфона штуцера соединен ски.

Изобретение относится к средствам контроля параметров бурения и по- зволяет повысить надежность за счет уменьшения утечек в процессе измерения. Устр-во содержит гидротрансформатор с замкнутой полостью 13, образованной эластичной мембраной 3 и крышкой 5. При вращении вала 2 ротора перемещение мембраны 3 создает давление жидкости в полости 13, которое через канал 12 штуцера 7 воздействует на торцы 16 и 23 сильфонов 15 и 20, контактирующих друг с другом через подшипник 22. Сильфоны 15 и 20 соединены соответственно со штуцером 7 и вертлюгом 18. Канал 19 вертлюга соединено манометром 24, показания которого определяют момент на валу 2. Упор 28, размещенный на штуцере 7, препятствует его вращению относительно крышки 5. Между штуцером 7 и крышкой 5 установлена втулка 6 с уплотнениями 29 и 30. Хвостовая часть втулки 6 выполнена с двухсторонней резьбой. Приведена зависимость, связывающая шаг наружной и внутренней резьб втулки и диаметры уплотняемых частей штуцера и втулки. 1 ил. (Л