Устройство для измерения крутящего момента на рабочей штанге Советский патент 1978 года по МПК E21B45/00 

1

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к устройствам для измерения крутящего момента на рабочей штанге буровой установки.

Известно глубинное устройство, устанавливаемое над турбобуром, служащее для измерения момента и включающее корпус, новоротный вал с поршнями, трубкн высокого давления и дросселирующее устройство.

Известен также индикатор крутящего момента, содержащий две комнрессионные ячейки нагрузки, установленные между ротором и подроторной рамой в вертикальных плоскостях, гидравлических линий связи, сумматора, показывающего и регистрирующего прибора, а для уменьшения гистерезиса между ротором и подроторной рамой установлены прокладки.

Недостатком известных устройств является невозможность измерения крутящего момента при реверсе вращения привода ротора.

Целью изобретения является измерение крутящего момента ири реверсе вращения рабочей штанги и повышение точности измерения.

Это достигается установкой датчика, связаниого телескопическими тягами с подроториой рамой и ротором, который соединен с подроторной рамой шарниром, ось которого

параллельна штанге и лежит в плоскости цепной передачи привода.

На фиг. 1 изображен ротор с установленным в нем датчиком, вид сверху; на фиг. 2- предлагаемое устройство в разрезе.

Ротор 1 установлен на платформе 2, сочлененной с подроторной рамой 3 посредством силоизмерительного датчика 4, подпружиненных опор качения 5 и шарнира 6 с осью вращения в плоскости сил цепной передачи привода 7. Каждая сторона датчика по линии действия силы сочленена с нлатформой и подроторной рамой телескопической тягой, состоящей из трубы 8 и стерл ня 9.

Работает устройство следующим образом.

При бурении в процессе вращения ротором рабочей штанги платформа с ротором приподнята ноднружиненными опорами качеиия. Нрн этом на илатформу через ротор действует реактивный момент, численно равный величине крутящего момента (Мкр.), передаваемой ротором рабочей щтанге. Платформа от перемещения задерживается датчиком и шарниром, сочлененными с подроторной рамой. На датчик действует сила, равная по велнчине

51ГГ

где L - силовое плечо датчика (расстояние по нормали от оси шарнира до линии действия силы S).

Усилие натяжения ведущей ветви пе создает на датчик дополнительного усилия, так как ось вращения шарнира находится в плоскости сил цепной передачи.

При направлении вращения стола ротора, показанном стрелкой, платформа с ротором удерживается датчиком посредством тяг: левой, трубчатой, сочлененной с платформой, и правой, стержневой, сочлененной с подроторной рамой.

При реверсе вращения стола ротора работают другие тяги: левая, стержневая, сочлененная с подроторной рамой, и правая, трубчатая, сочлененная с платформой.

В случае посадки инструмента на стол ротора подпружиненные опоры утопают до посадки платформы на подроторную раму, что фиксируется датчиком положепия. Данная

информация молсет быть использована при автоматическом измерении длины спущенных труб для исключения холостых пробегов талевого блока, а также при определении числа труб, спущенных в скважину.

Формула изобретения

Устройство для измерения крутящего момента на рабочей штанге, содержащее силоизмерительный датчик, установленный между ротором с цепной передачей и подроторной рамой, отличающееся тем, что, с целью измерения крутящего момента нри реверсе вращения рабочей штанги и повышения точности измерения, датчик связан телескопическими тягами с подроторной рамой и ротором, который соединен с нодроторной рамой шарниром, ось которого параллельна штанге и лежит в плоскости цепной передачи привода.

f- J

.