Устройство для измерения давления Советский патент 1989 года по МПК G01L19/06 

г

(Л

ел

о

СО О)

ел

оо

размещен разделитель в виде поршня 7 с манжетами 1 и 12 на торцах, леля- Щ.ИЙ полость цилиндра на верхнюю и нижнюю камеры. В поршне 7 выполнен осевой канал 15 с дросселем 14 и радиальные каналы 16. Манометрический прибор 22 соединен дроссельной трубкой 31 с верхней камерой. Полости верхней камеры, ка налов в поршне, дроссельной трубки и манометрического прибора заполнены

вспомогательной жидкостью. Нижняя камера трубопроводом 3 соединена с измеряемой средой.-Измеряемое давление воздействует на поршень 7 и чере з вспомогательную жидкость воздействует на манометрический прибор 22„ Наличие каналов в поршне способствует демпфированию колебаний, а амортизация манометрического прибора уменьшает вибрацию прибора. I ЗвП, ф-лы, 2 ил

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения давления агрессивных сред. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит манометрический прибор 22, установленный на опоре 20 с амортизационными прокладками 23, 24. Опора 20 установлена с помощью стоек 19 на крышке 17 цилиндра 1, в котором размещен разделитель в виде поршня 7 с манжетами 11 и 12 на торцах, делящий полость цилиндра на верхнюю и нижнюю камеры. В поршне 7 выполнен осевой канал 15 с дросселем 14 и радиальные каналы 16. Манометрический прибор 22 соединен дроссельной трубкой 31 с верхней камерой. Полости верхней камеры, каналов в поршне, дроссельной трубки и манометрического прибора заполнены вспомогательной жидкостью. Нижняя камера трубопроводом 3 соединена с измеряемой средой. Измеряемое давление воздействует на поршень 7 и через вспомогательную жидкость воздействует на манометрический прибор 22. Наличие каналов в поршне способствует демпфированию колебаний, а амортизация манометрического прибора уменьшает вибрацию прибора. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для замера давления агрессивной среды при одновременном воздействии значительных пульсаций жидкости и вибраций в зоне установки манометра, в частности в линии манифольда буровой установки.

Целью изобретения является повыше кие надёжности.

На фиг.1 показана конструкция устройства с установкой его в горизонтальной части манифольда, узел I и II; на фиг.2 - уст11ойство с установ- кой его на стояке манифольда буровой установки, разрез А-А. U Устройство содержит цилиндрический корпус 1, который посредством муфты 2 соединен с патрубком 3. По- следний жестко укреплен с линией манифольда 4 на сварном шве 5, который дополнительно усилен двумя ко сынками 6,Во внутренней полости цилиндра свободно установлен поршень 7, разделяющий полость (фиг.1, узел на верхнюю первую камеру 8 и нижнюю вторую камеру 9. В верхнюю камеру 8 запивается разделительная жидкость, например масло, глицерин или спирт, а в нижнюю камеру 9 посредством патрубка 3 подводится буровой раствор, давление которого подлежит измерению Поршень 7 состоит из металлического сердечника 10, на котором по торцам привулканизированы ре зиновые самоуплотняющиеся манжеты 11 и 12, В верхней части сердечника 10 по оси установлен штуцер 13 с калиброванным отверстием 14, Последнее гидравличес- ки сообщено с осевым каналом 15, который сдобщен с рядом радиальных каналов 16, выполненных в средней части сердечника 10 (фиг,). Манжета 11

выполнена заглушенной в- торцовой части. В верхней части цилиндра 1 установлена крышка 17, герметизированная резиновым кольцом 18о На крышке 17 укреплены стойки 19, удерживающие основание 20 с опорой 21, в которой установлен манометрический при- бор 22, Опора 21 крепится к основанию 20 посредством амортизационных прокладок 23 и 24 и втулки 25, металлической шайбой 26 с фиксацией гайкой 27, Амортизационные прокладки 23 и 24 и втулка 25 выполнены из пористой резины, обладающей высокими упругими свойствами.

Верхняя камера 8 гидравл.кчески соединена с манометрическим прибором 22 посредством отверстия 28 в крьпп- ке 17, отверстия 29 в стержне 30- далее по спиралеобразной металлической трубке 31 и отверстия 32 в опоре 21„ К опоре 21 закреплен верхний конец трубки 31 гайкой 33 (фиг,1, узел 11)с В нижней части опоры 21 выполнено коническое отверстие 34, в котором установлен- металлический ниппель 35, При навинчивании гайки 33 конический наконечник ниппеля.35, деформируясь, обжимает трубку 31, а снаружи прижимается к поверхности отверстия 34 опоры 21, конусность которого незначительно больше конусности ниппе ля 35,

Аналогичным образом выполнено соединение трубки 31 со стержнем 30 посредством гайки.36 Приведенная герметизация трубки 3 гарантирует надежное ее соединение с опорой 2 и стержнем 30 при относительно высоких уровнях вибраций.

На фига2 изображена установка устройства на стояке манифольдао Предлагаемая схема крепления являе тся

целесообразной на буровых установках в которых горизонтальная разводка ма нифольда находился значительно ниже пола буровой. Схема предусматривает, кроме приварки на шве 37 подводящего патрубка 38 к стояку 39, дополнительное крепление цилиндра 1 устройства к последнему двумя хомутами 40 гайками 41 при помощи траверсы 42 и посредством кронштейна 43 с защитной оболочкой 44

Устройство работает следующим образом.

Буровой раствор, прокачиваемый насосами по манифольду 4, под давлением заполняет нижнюю камеру 9 и. приводит в движение поршень 7, который сжимает разделительную жидкость в верхней камере 8.

Часть разделительной жидкости по отверстию 28, трубке 31 и отверстию 32 попадает в чувствительный элемент манометрического прибора 22 и последний производит регистрацию текущего значения измеряемого давления в мани- фольде 4, Другая часть разделительной жидкости перетекает через отверстие 14 штуцера 13, каналы 15 и 16 в контактную зону между поршнем 7 и цилиндром 1. В первоначальный момент пуска устройства в работу разделительная жидкость относительно медленно заполняет осевой канал 15, радиальные каналы 16 и зону контакта поршня 7 с цилиндром 1 через калиброванное капиллярное отверстие 14, При этом, в случае вызова мгновенно высокого давления в устройстве, перепад давле шя между торцовой частью самоуплотняющих манжет 11 и 12 и контактной зоной поршня 7 с цилиндром 1 в месте -истечения разделительной жидкости из радиальных каналов 16 будет также значительным, что вызывает существенное усилие прижима поршня 7 к внутренней полости цилиндра 1,и силу трения зтих трущихся пар. По мере перетока жидкости через отверстие 14 перепад давления между указанными выие элементами падает, что соответственно уменьшает усилие прижима и силу трения. В дальнейшем при работе контактная зона находится заполненной разделительной жидкость впредь до возможного демонтажа поршня 7 из цилиндра 1, При уменьшении давления в нижней камере 9, а соответственно,и в камере 8р за счет перемещения порш0

5

0

5

0

5

0

5

0

ня обратно вниз, происходит также пропорциональное уменьшение давления в контактной зоне путем очень незначительного перетока жидкости обратно через отверстие 14. Далее обмен этим незначительным объемом жидкости между контактной зоной и камерой 8 происходит постоянно в процессе изменения давления.

Таким образом, возникающие при этом ограниченной величины перепады давлений вызывают незначительные силы прижима поршня 7 к цилиндру 1, Приведенный вьшге процесс положитепьно сказывается на стабилизации движения поршня 7 в цилиндре 1 за счет наличия сил самоторможения поршня 7 при пуль- сиру1рщем давлении в манифольде 4.

Для исключения возможного частичного прорыва разделительной жидкости между манжетой 12 и цилиндром 1 в камеру 9 в случае непредвиденного нарушения технологического процесса рабо- , ты циркуляционной системы буровой при очень резком падении даштения значительной величины конструктивно манжета 11 выполняется с немного меньшим предварительным прижимом к внутренней поверхности цилиндра 1, стравливая незначительный избыток давления через себя в камеру 8,

Понижение пульсаций давления до необходимой степени осуществляется рациональным подбором геометрических размеров дросселирующей трубки 31 - внутреннего диаметра и ее длины.

В процессе работы механические виб- рации, передаваемые от линии мани- фольда 4 и 39 манометрическому прибору 22, значительно гасятся втулкой 25 в радиальном направлении и в осевом - прокладками 23 и 24, Степень амортизации зависит от сечения указанных элементов и усилия поджатия гайки 27.,

Надежность устройства в экстремальных условиях при измерении высокого давления со значительными пульсациями бурового раствора и эксплуатации устройства с очень низкими температурами внешней среды обеспечивается за счет снятия напряжения сдавливания поршня в осевом направлении и свободной смазки контактной зоны поршня с цилиндром разделительной жидкостью.

Нормальные условия работы манометрического прибора, кроме того, обеспечиваются и достаточно амортизационной системой устройства,

Формула изобретения

I, Устройство для измерения давления, содержащее манометрический при бор с держателем, полый цилиндр с крышками и разделителем, делящим полость цилиндра на первую и вторую камеры, дроссельную трубку, соединенную концами с первой камерой и манометрическим прибором, подводящий трубопровод, соединенный с.второй камерой, причем полости манометрического прибора, дроссельной трубки и первой камеры заполнены жидкостью, о т л и - ,

37

Редактор Г, Волкова

tfue.Z

Составитель А, Соколовский

Техред М.Моргентал Корректор В. Кабаций

чающееся тем, что, с целЪю повьшения надежности, разделитель вы-, полнен в виде цилиндрического поршня с укрепленными по его торцам самоуплотняющимися манжетами, причем в среднем сечении он снабжен радиальными каналами, а в торце поршня со стороны первой камеры установлен дроссель, сообщенный с радиальными каналами,

2, Устройство по п, 1, отличающееся тем, что держатель выполнен в виде опоры со стойками, укрепленными на крьппке цилиндра, причем опора содержит упругий амортизатор, на котором установлен манометри- .ческий прибор.