Устройство для измерения усилий в колонне труб Советский патент 1979 года по МПК E21B44/00 E21B17/00 

1

Изобретение относится к буровой технике нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при изучении прочности.буровых колонн.

Известно устройство для измерения усилий в скважине, имеющее размещенные в переводни.ке бурильной колонны две втулки, противоположные концы которых входят в контакт с противолежащими заплечиками wa трубчатом корпусе переводника, усилия на корпусе переводника передаются стержням, на поверхности которых смонтированы тензодатчики, сигналы с последних, характеризующие усилия, прикладываемые к корпусу переводника, передают для регистрации на поверхность 1 .

Однако это устройство отличается малой чувствительностью и сложностью

Известно устройство для измерения усилий в колонне труб, содержащее патрубок со стержнями и датчик преобразования деформаций, размещенный в герметичном корпусе . Данное решение является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком устройства является то, что оно размещено внутри колонны, что затрудняет ее эксплуатацию как в процессе бурения, так и при проведении исследований внутри колонны.

Целью изобретения является повьаиение надежности при установке устройства на наружной поверхности патрубка.

Это достигается тем, что устройство снабжено выступами, выполненными на корпусе, и рамой, охватывающей штыри и-выступы, причем корпус, штыри и рама установлены с внешней стороны патрубка, причем

рама, патрубок и датчик преобразования деформаций выполнены из материала с одинаковыми коэффициентами линейного расширения.

На чертеже показано устройство

для измерения усилий в колонне труб, общий вид.

На патрубке, оснащенном штырями 1, устанавливаются рама 2 и корпус 3 с датчиком 4 преобразования деформаций. Рама устанавливается клином

вниз по движению спускаемой колонны труь. Магнитоупругий датчик подсоединен в электрическую схему, расположенную на плате 5 с целью преобразования выходного сигнала в удобную

форму для дистанционной передачи. В нижней части корпуса, ниже магнитоупругого датчика, расположен упор 6 и специальная шайба 7 с уплотнительными кольцами 8 и 9. Между упором б и шайбой 7 расположена пружина 10. Упор 6 крепится к сферической части штыря 1, причем крепление обеспечивает беззазорное соединение сферической части штыря 1 с упором б. В противном случае, при наличии зазор между штырем 1 и упором б, датчиком 4 преобразования деформаций будет восприниматься окружающее давление жидкости (газа). Сверху магнитоупругого датчика находятся шайба 11 и гильза 12, в которой расположена плата 5, задняя втулка 13 с уплотнительными кольцами 14 и 15 и резьбовая, втулка 16. Посредством резьбовой втулки 16 производится установка, закрепление устройства на штырях 1 и регулирование начального выходного сигнала устройства.

Устройство имеет кабельную связь с наземной поверхностью, где устанавливается вторичная аппаратура. По кабелю подается напряжение питания и одновременно снимается выходн сигнал с устройства.

Работает устройство следующим образом.

В заданном месте колонны устанавливается патрубок со штырями. На штырях закрепляется устройство, вращением резьбовой втулки настраивается начальный выходной сигнал усройства. Затем производится спуск предлагаемого устройства на заданную глубину.

При изменении нагрузки в колонне взаимное расположение штырей также

изменится. В результате изменится Нагрузка, действующая на датчик 4 преобразования деформаций. Это, в свою очередь, вызовет изменение выходного сигнала магнитоупругого датчика, включенного в электическую схему платы 5. Изменение сигнала передается по кабелю на вторичную аппаратуру для регистрации. Перед установкой предлагаемого устройства в колонне труб производится его градуирование на предполагаемый диапазон усилий.

Формула изобретения

1.

Устройство для измерения усиколонне труб, содержащее патЛИЙ в со штырями и датчик преобрарубокзования деформаций, размещенный в герметичном корпусе, отличающ е е. с я тем, что, с целью повышения надежности при установке устройства на наружной поверхности патрубка, оно снабжено выступами, выполненными на корпусе, и рамой, охватывающей штыри и выступы, причем корпус, штыри и рама установлены с внешней стороны патрубка.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес я тем, что рама, патрубок и датчик преобразования деформаций выполнены из материала с одинаковыми коэффициентами линейного расширения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3827294, кл. 73-151, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 282215, кл. Е 21 В 19/08, 1970.