Устройство контроля крутящего момента при свинчивании труб над устьем скважины

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ПРИ СВИНЧИВАНИЙ ТРУБ НАД УСТЬЕМ СКВАЖИНЫ, содержащее машинный ключ, двутшечЕе фигурное коромысло , шарнирно укрепленное на ко це рукоятки машинного ключа, силоиз мерительный преобразователь с упоро установленный на первом плече фигур ного коромысла, на втором плече которого выполнено отверстие, отли чающееся тем, что, с целью повышения точности контроля крутящего момента путем обеспечения возможности изменения диапазона измерений, оно снабжено рычагом, шарнирно закрепленным на торце первого плеча фигурного коромысла, а упор установлен на рычаге с возможностью перемещения вдоль него, причем место установки упора.X рассчитывают, по формуле Р„с + Р а где Р - максимальное значение силы, на которую рассчитан силоизмерительный преобразователь J а - расстояние от торца первого плеча фигурного коромысла до силоизмерительного преобразователя; Ь - длина первого плеча фигурного коромысла; Q нормальная составляющая, приложенной силы; С - длина второго плеча фигурного коромысла. Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

P аЪ („с+Р а где Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3410317/22-03 (22) 19,03.82 (46} 23.04,85. Бюл. У 15 (72) С,Ф, Билык, В.N. Журба, В.В. Кравец, М.И, Корабельников, A.Т. Левченко, А.И. Леонов и В.И. Орлов (51) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.248(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 629330, кл. Е 21 В 45/ОО, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ð 253699, кл. Е 21 В 19/10, 1966 (прототип). (54)(57} УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ПРИ СВИНЧИВАНИИ ТРУБ

НАД УСТЬЕМ СКВАЖИНЫ, содержащее машинный ключ, двуплечне фигурное коромысло, шарнирно укрепленное на конце рукоятки машинного ключа, силоиэмерительный преобразователь с упором, установленный на первом плече фигурного коромысла, на втором плече которого выполнено отверстие, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

„„SU„„1151663

4(5ц Е 21 В 45/00; G 01 L 3/1

- - 1 повышения точности контроля крутящего момента путем обеспечения возможности изменения диапазона измерений, оно снабжено рычагом, шарнирно -закрепленным на торце первого плеча фигурного коромысла, а упор установлен на рычаге с воэможностью перемещения вдоль него, причем место установки упора Х рассчитывают. по формуле максимальное значение силы, на которую рассчитан силоизмерительный преобразователь; расстояние от торца первого плеча фигурного коромысла до силоизмерительного преобразователя; длина первого плеча фигурного коромысла; нормальная составляющая,приложенной силы; длина второго плеча фигурного коромысла.

1

РаЪ

1 11516

Устройство относится к измерению, наземных параметров при бурении нефтяных и газовых скважин и может использоваться при измерении крутящего момента при свинчивании машинным ключом труб над устьем скважины.

Известно устройство, содержащее машинный ключ, коромысло, шарнирно укрепленное на рукоятке машинного ключа, силоизмерительный преобразователь j1 3.

Недостаток этого устройства состоит в необходимости изготовления специальных машинных ключей, обеспечивающих шарнирное крепление к рукоятке ключа силоиэмерительного преобразователя. Кроме того, устройства не обеспечивают заданной точности измерения контролируемой величины в широких диапазонах (200-5000 кг см) что необходимо в нефтепромысловой практике, Известно также устройство, содержащее машинный ключ, двуплечее фигурное коромысло, шарнирно укрепленное на конце рукоятки машинного ключа, силоизмерительный преобразователь с упором, чстановленный на первом плече фигурного коромысла, на втором плече которого выполнено от30 верстие I 2j.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, связанная с тем, что в процессе работы на сферический упор силоизмерительного преобразователя действует З5 боковая сила, которая вносит дополнительную погрешность.

Целью изобретения является повышение точности контроля крутящего момента путем обеспечения воэможнос- ® ти изменения диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля крутящего момента при свинчивании труб над устьем скважины, содержащее ма- 4 шинный ключ, двуплечее фигурное коромысло, шарнирно укрепленное на конце рукоятки машинного ключа, силоизмерительный преобразователь с упо-. ром; установленный на первом плече фигурного коромысла, а на втором плече которого выполнено отверстие, снабжено рычагом, шарнирно закрепленным на торце первого плеча фигур-. ного коромысла, а упор установлен на рычаге с возможностью перемещения вдоль него, причем место установки упора X рассчитывают по формуле где P — - максимальное значение силы, на которую рассчитан силоизмерительный преобразователь; а — расстояние от торца первого плеча фигурного коромысла до силоизмерительного преобразователяг

Q„ — нормальная составляющая, приложенной силы;

Ь - длина первого плеча фигурного коромысла; с — длина второго плеча фигурного коромысла.

На чертеже изображено предлага- . емое устройство, общий вид.

Устройство состоит иэ шарнирно укрепленного на конце рукоятки ключа 1 коромысла 2. На одном плече коромысла шарнирно укреплен рычаг 3, Между плечом коромысла 2 и рычагом 3 установлен силоизмерительный преобразователь 4. На рычаге 3 установлен призматический упор 5. В свободное отверстие коромысла 2 крепится приводной канат 6.

Устройство работает следующим образом.

Сила. натяжения Я„ приводного каната 6 передается на рукоятку ключа через коромысло 2, рычаг 3 и упор 5.

Силоиэмерительный преобразователь 4, установленный между плечом коромысла 2 и рычагом 3, работает на сжатие, воспринимая силу, которая зависит от места установки призматического упора 5. Место установки упора определено пределом измерения устройства.

Сила приводного каната Q раскладывается на две составляющие: радиальную

Qp a нормальную Q„. Крутящий момент, приклапываемый к реэьбовому соединению, равен произведению нормальной составляющей силы Q на общее плечо, равное длине рукоятки ключа 1 и длине плеча коромысла 2, к которому крепится:,приводной канат, Зная предельное значение крутящего момента, необходимого для крапления резьбового соединения, устанавливаем призматический упор 5 в определенное место, соответствующее заданному пределу измерения, тем самым повышая точность измерения.

Приведем расчеты для двух диапазонов измерений искомой величины.

1151663

Составитель Г. Алексеева

Редактор О. Черниченко Техред,.Л.Иатяшова!

Корректор: Е Сирохмаи

Подписное

Заказ 2278/23 Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 475

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

Исходные данные: 1-й диапазон измерения — Йщ 1000 кГс, а

10 см, = 20 см, с = 20см, Р=

100 кГс, 2-й диапазон измерения — 300кГс. Определяют величину Х (фиг. 1).

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения контролируемого параметра .одним устройством в диапазоне 200-5000кГс иможет быть ис" пользовано с любым типом ключей, приме" няемых в нефтепромысловой практике.