Датчик момента свинчивания нефтепромысловых труб над устьем скважины

 

ДАТЧИК МОМЕНТА СВИНЧИВАНИЯ НЕФТЕПРОМГ 1СЛОВЬ Х ТРУБ НАД УСТЬЕМ СКВАЖИНЫ, содержащий рычаг, соединенный со свинчиваемой трубой, гидравлический датчик силы, включающий цилиндр и поршень, соединенный через силовводящие проушины с рычагом и приводным тросом, и аппаратуру для измерения давления, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем снижения требований к условиям передачи силы, в него введены внутренний цилиндрический корпус , снабженный силопередающими проуишнами , соединенными с рычагом, внешний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами, и выполненный в виде цилиндра с днищем , цилиндрический шарнир, сферический силопередающий узел и упорный подшипник с проуииной причем поршень гидравлического датчика силы связан со сферическим силопередающим узлом, жестко связанным с i внутренним корпусом, а цилиндр гидравлического датчика силы соединен т с цилиндрическим шарниром, установленным в пазах внутреннего корпуса и жестко соединенным с силопередающими проушинами внешнего корпуса, в донной части которого установлен упорный подшипник с проушиной, связанный через нее с приводныг тросом. :0 САЭ :о :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SUiiii А

3(я) 0 01 Ь 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3567407/18-10 (22) 22.03.83 (46) 23.05.84. Бюл. 9 19 (72) A.A.Èàâèí, A A.Ãîëîâèí, В.Ф.Оловянишников, М.Г.Валовац, В.Ф.Макалов и A.Ñ.Êîýàðåíêî (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб (53) 531.781(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 204626, кл. 0 01 L 5/24, 1965.

2. Арутюнов Ю.И. и др. Комплекс приборов контроля технологических параметров бурения Б-7. М., ВНИИОЭНГ, 1980, с.26-30(прототип). (54)(57) ДАТЧИК МОМЕНТА СВИНЧИВАНИЯ

НЕФТЕНРОМЫСЛОВЬ!Х ТРУБ НАД УСТЬЕМ

СКВАЖИНЫ, содержащий рычаг, соединенный со свинчиваемой трубой, гидравлический датчик силы, включающий цилиндр и поршень, соединенный через силовводящие проушины с рычагом и приводнь1м тросом, и аппаратуру для измерения давления, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных воэможностей путем снижения требований к условиям передачи силы, в него введены внутренний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами, соединенными с рычагом, внешний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами,и выполненный в виде цилиндра с днищем, цилиндрический шарнир, сферический силопередающий узел и упорный подшипник с проушиной, причем поршень гидравлического датчика силы связан со сферическим силопередающим узлом, жестко связанньь с внутренним корпусом, а цилиндр гид- э

С2 равлического датчика силы соединен с цилиндрическим шарниром, установленным в пазах внутреннего корпуса и жестко соединенным с силопередающими проушинами внешнего корпуса, в донной части которого установлен Я упорный подшипник с проушиной, связанный через нее с приводным тросом.

Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1093919

Изобретение относится к оборудованию для бурения неФтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для контроля и измерения наземных параметров при бурении и может использоваться для контроля и измерения крутящего момента при свинчивании труб машинными ключами над устьем скважины.

Известно устройство для контроля величины крутящего момента при эа- 10 креплении ключом реэьбовых соединений нефтяных труб, содержащее п-образный корпус, в цапфах которого на оси насажен раэделительний рычаг с впресонанным в консольной части )5 его упором, гидравлический датчик, показывающий прибор и тягоную серьгу, установленную шарнирно на оси в корпусе и связанную с разделительным рычагом (1) .

Однако это устройство ненадежно в работе, так как оно не .способно выдерживать большие нагрузки.

Наиболее близким к изобретению по- технической сущности является 25 гидравлический индикатор усилия на машинном ключе ГМК-1, содержащий цилиндр и поршень со штоком, причем силовнодящие проушины установлены на торцовой части цилиндра и на конце штока. Он устананливается либо в разрыв троса, связывающего машинный ключ с пневмораскрепителем, либо между машинным ключом и приводным тросом вспомогательной лебедки Pj .

Недостатком известного устройства 35 является низкая эксплуатационная надежность иэ-за потери герметичности штоковой полости преобразователя °

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей40 .путем снижения требований к условиям передачи сил, расширение диапазона задаваемых и измеряемых моментов, а. также уменьшение случайной ошибки задания момента свинчивания труб, 45 путем снижения воздействия местных и климатических Факторов.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик момента свинчивания нефтепромыслоных труб над устьем 50 скважины, содержащий рычаг, соединенный со снинчинаемой трубой, гидравлический датчик силы, включающий цилиндр и поршень, соединенный через силовводящие проушины с рычагом

55 и приводным тросом, и аппаратуру для измерения давления, введены внут ренний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами, соединенными с рычагом, внешний цилиндрический корпус, снабженный 60 ,силопередающими проушинами, и выполненный в виде цилиндра с днищем, цилиндрический шарнир, сферический силопередающий узел и упорный подшипник .с проушиной, причем поршень 65 гидравлического датчика силы связан со сферическим силопередающим узлом, жестко связанным с ннутренним корпусом, а цилиндр гидравлического датчика силы соединен с цилиндрическим шарниром, установленным н пазах внутреннего корпуса и жестко соединенным с силопередающими проушинами внешнего корпуса, в донной . части которого установлен упорный подшипник с проушиной, связаннь.й через нее с приводным тросом.

На фиг. 1 представлены гидравлический датчик и схема действия сил; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.

Гидравлический датчик момента свинчивания нефтепромысловых труб включает гидравлический преобразователь 1, шарнирно закрепленный на рычаге 2 машинного ключа осью 3, гибкую гидранлическую связь 4 с покаэывакнцей аппаратурой, приводной трос 5 и эластичный кожух 6.

Гидравлический преобразователь

1 содержит телескопически сопряженные внутренний корпус 7 и внешний корпус 8. В полости цилиндрической формы внутреннего корпуса 7 размещен цилиндр 9 преобразонателя с бесштоковым поршнем 10. Внутренний корпус 7 содержит силовводящие проушины

11, пазы 12 и сферический силопередающий узел 13, жестко скрепленный, с корпусом 7. Внешний корпус 8 содержит силонводящие проушины 14 с установленным н них цилиндрическим шарниром 15, упорный подшипник 16 с проушиной 17.

Датчик работает следующим образом.

Рабочий рычаг 2 машинного ключа может воспринимать усилие через приводной трос 5 от двух источников энергии: от привода вспомогательной лебедки или от пневматического цилиндра. Если принять плоскость рабочего положения машинного ключа за .исходную, тогда вектор силы Т составляет угол + P к номинальной плоскости при работе приводом вспомогательной лебедки, а при работе пневматическим цилиндром соответственно — p . Абсолютное значение угла Р но время работы механизмов— величина переменная и может достигать 12-15О. Таким образом, сила Т, образующаяся от сопротивления сил трения в свинчиваемых элементах труб, раскладывается на две составляющие

Т и Т" . Сила Т", действуя на плече 6 (фиг.1),создает изгибающий момент, который поглощается жесткос. тью телескопически сопряженных корпусов 7 и 8, не деформируя цилиндр

9, и далее, через силовые проушины

11 корпуса 7, жесткостью рабочего рычага машинного ключа.

Сила Т с проушинь. 17 через под- шипник 16 передается внешнему кор1093919 т

4 пусу 8 и далее через цилиндрический шарнир 15 цилиндру 9. Пилиндр 9 сцентрированный поверхностью гнутреннего корпуса 7, шарниром 15 свободно, без перекосов, перемещается вдоль своей оси на неподвижный поршень 10, сжимая жидкость, заключенную в полости B. Давление рабочей жидкости в полости В нарастает пропорционально приложенному усилию и по гибкому трубопроводу 4 достигает вторичной аппаратуры, где и, снимается информация.

Двойная заШита пары цилиндр— поршень преобразователя телескопически сопряженными силовыми корпуса. ми, исключающими передачу деформаций от действия поперечных сил, в то же время обеспечивающая свободное в осевом направлении для цнлинд ра и в радиальном для поршня перемещение, исключающая попадание на

5 сопряженные поверхности устройства воды, глинистого раствора, кварцевого песка, а также бесштоковое исполнение поршня в совокупности с двойным его уплотнением в цилиндре

10 значительно снижает требования к условиям передачи сил, расширяет эксплуатационные возможности ro климатическим районам, расширяет диапазон измеряемых моментов эа счет 5 увеличения давления без увеличения массы преобразователя и значительно повышает надежность;

1093919

4-А

72

Фиа2

Составитель В.Годэиковский

Техред С.Легеэа . Корректор A.Ôåðåíö

Редактор О.Черниченко

-ч—

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Закаэ 3413/33 Тираж 8?3

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открнтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Ф -е- -1