Гидравлический индикатор момента на валу ротора буровой установки

 

Изобретение относится к средствам контроля параметров бурения и позволяет повысить надежность работы устройства за счет уменьшения утечек рабочей жидкости. На вертлюге 3 0 J3 размещен стакан 14 с уплотнением 16. Одна из стенок стакана 14 укреплена на крьшке 4 гидротрансформатора с уплотнением 13. Перемещением гидротрансформатора 1 вдоль оси устройства в полости 7 посредством мембраны 9 создается давление жидкости, пропорциональное моменту на валу 2 ротора . Давление по каналу 6 вертлюга 3 передается на манометр 8. При утечке жидкости из полости 7 гидротрансформатора в полость 15 стакана 14 уплотненный мембраной 17 поршень 18 перемещается, создавая в полости 15 давление, исключающее подсос воздуха извне через уплотнение 16. Таким образом резко уменьшается утечка жидкости из полости 7 во внешнюю среду. Воздействием пружины 19 через шайбу 20 на поршень 18 жидкость перегоняется из стакана 14 обратно в полость / через обратный клапан 21. 1 ил. 4 3 (О (Л со ьо ю о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1372203 А1 (511 4 G 01 Ь 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЬИь. 1М"

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4109337/24-10 (22) 17.06.86 (46) 07.02.88. Бюл. ¹ 5 (71) Специальное конструкторское бюро "Газприборавтоматика" Всесоюзного научно-производственного объединения "Союзгазавтоматика" (72) Л,Н.Тетеревятников, В,В.Белов, В.М,Плотников и В.И.Качалка (53) 531.781(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 544879, кл, G 01 I. 3/20, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1046488, кл. Е 21 В 45/00, 1980. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИНДИКАТОР МОМЕНТА НА ВАЛУ РОТОРА БУРОВОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к средствам контроля параметров бурения и позволяет повысить надежность работы устройства за счет уменьшения утечек рабочей жидкости. На вертлюге 3 рр уу ЛУ 7 размещен стакан 14 с уплотнением 16.

Одна из стенок стакана 14 укреплена на крышке 4 гидротрансформатора с уплотнением 13. Перемещением гидротрансформатора 1 вдоль осн устройства в полости 7 посредством мембраны

9 создается давление жидкости, пропорциональное моменту на валу 2 ротора, Давление по каналу 6 вертлюга

3 передается на манометр 8. При утечке жидкости из полости 7 гидротрансформатора в полость 15 стакана 14 уплотненный мембраной 17 поршень 18 перемещается, создавая в полости 15 давление, исключающее подсос воздуха извне через уплотнение 16. Таким образом резко уменьшается утечка жид- . кости нз полости 7 во внешнюю среду.

Воздействием пружины 19 через шайбу

20 на поршень 18 жидкость перегоняется из стакана 14 обратно в полость / через обратный клапан 21. 1 ил.

Ф У

1372203

Изобретение относится к средствам контроля параметрон бурения и касается роторных моментомеров.

Целью изобретения является повышение надвкности работы за счет уменьшения утечек рабочей жидкости из полости гидротрансформатора.

На чертике представлен предлагаемый индикатор. 10

Гидравлический индикатор содержит гидротрансформатор 1, устанавливаемый на валу 2 ротора буровой устанонки, вертлюг 3 в отверстии крышки 4 гидротрансформатора с уплотнением 5 15 и каналом 6, сообщающим полость 7 гидротрансформатора с манометром 8. Гидротрансформатор имеет мембрану 9 с опорной шайбой 10 а также ролики 11, которые расположены между кулачками 20

12, установленными на валу 2 ротора (не показан). На крышке 4 с уплотнением 13 укреплен своей стенкой стакан 14 так, что нертлюг 3 пересекает полость 15 стакана и выходит из него с дополнительным уплотнением 16.

Полость 15 стакана отделена от внешней среды чулочной мембраной 17, центральная часть которой охватывает поршень 18, подвижно установленный - 30 в стакане перпендикулярно оси вертлюга 3 и поджатый пружиной 19 со стороны внешней среды через грузовую шайбу 20. Полость 15 стакана 14 сообщается с полостью 7 гидротрансформатора через обратный клапан 21. Габариты поршня выполнены с расчетом, чтобы центр 22 его тяжести располагался между осью вертлюга 3 и дном

23 стакана. Поршень имеет прорезь 24,40 через которую проходит вертлюг 3. На конце вертлюга 3 имеется направляющая 25, в которую входит стопор 26, установленный неподвижно относительно ротора. Массы поршня М„, грузовой 45 шайбы М и сила Г„давления пружины

19 в положении ее наименьшего сжатия (когда поршень поджат пружиной к дну стакана) выбраны с учетом соотношения

q (М„+ М, ) F„ M Нсо, где R — расстояние центра тяжести грузовой шайбы от оси вертлюга; 55

Ы вЂ” минимальная рабочая угловая скорость вращения вала вертлюга; ускорение свободного падения.

Полость 7 гидротрансформатора и полость 15 стакана заполнены жидкостью, например маслом.

На корпусе гидротрансформатора 1 установлена звездочка 27> передающая вращение от электродвигателя на вал

2 ротора, Гидравлический индикатор работает следующим образом, При передаче вращения от электродвигателя на вал 2 ротора через звездочку 27 ролики 11, взаимодействуя с кулачками 12, смещают гидротрансформатор 1 вдоль оси. При этом опорная шайба 10 нажимает на мембрану 9, создавая в полости 7 давление жидкости, пропорциональное моменту на валу 2 ротора, которое передается по каналу

6 нертлюга 3 на манометр 8, указывающий величину момента.

Вследствие того, что вертлюг 3 при вращении гидротрансформатора 1 удерживается от вращения стопором 26, входящим н направляющую 25, между крышкой 4 и вертлюгом 3 имеет место подвижное соединение. При этом через уплотнение 5 неизбежна утечка жидкости из полости 7 гидротрансформатора н полость 15 стакана. Количество жидкости в стакане увеличивается, поршень 18, уплотненный мембраной 17, отходит от дна 23 стакана и перемещается вдоль своей оси, Грузовая шайба 20 не препятствует вращению поршня, поскольку под действием центробежной силы она отходит от поршня,, сжимая пружину 19. Это обеспечивает2 ся соотношением Г„ MRS, Благодаря тому, что центр 22 тяжести поршня расположен между осью вертлюга 3 и дном 23 стакана, поршень 18 при вращении его вместе с гидротрансформатором 1 стремится перемещать мембрану 17 в направлении этого дна, поддерживая некоторое давление жидкости в полости 15 стакана 14. Это давление необходимо для исключения подсоса воздуха из внешней среды в полость 15 через дополнительное уплотнение 16, В то же время это давление не зависит от давления в полости 7 гидротрансформатора и может быть малым, что легко достигается конструктивным выполнением поршня с малым смещением центра его тяжести относительно оси вертлюга и легким по несу.

1372203

Составитель 3.Шумилова

Техред А.Кравчук Корректор А.Тяско

Редактор И.Николайчук

Заказ 475/35

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретвний и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Давление в полости 15, таким образом, может быть в несколько раэ меньше давления в полости 7. Благодаря этому резко уменьшается утечка жидкости во внешнюю среду, т.е. через дополнительное уплотнение 16, и повышается за счет этого надежность работы измерителя.

Низкое давление в полости 15 сохраняется до тех пор, пока поршень

18 по мере заполнения этой полости беспрепятственно перемещается в направлении, противоположном дну стакана. Допустимое перемещение ограничено расстоянием от центра тяжести поршня до оси вертлюга, В режим работы ротора входят, однако, регулярные остановки, необходимые для смены долота. Во время остановки вала ротора исчезает передаваемый на него момент и давление в полости 7 падает до атмосферного, Одновременно исчезает центробежная сила, отводившая грузовую шайбу 20 от поршня и сжимавшая пружину 19. При этом пружина нажимает через шайбу 20 на поршень, который, перемещая мембрану, перегоняет жидкость, проникшую в полость

15 через уплотнение 5, обратно в полость 7 через обратный клапан 21, Когда поршень коснется дна 23 стакана, вся система приходит в исходное состояние. При вращении ротора поршень двигается снова беспрепятственно, поддерживая минимальное давление в полости 15 до следующей остановки и т.д.

Возврат в исходное состояние обеспечивается в любом положении гидротрансформатора после остановки, в том числе и когда грузовая шайба 20 находится под вертлюгом 3. Это гаран10 тируется тем, что сила действия пружины больше суммы масс поршня и грузовой шайбы q (М„+ 1".„,, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Гидравлический индикатор момента на валу ротора буровой установки, содержащий гидротрансформатор с установленным с уплотнением в отверстии

2р его крышки вертлюгом, через канал которого полость гидротрансформатора сообщена с манометром, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет умень25 иения утечек рабочей жидкости, в него введены установленный с уплотнением на вертлюге и закрепленный герметично на крышке гидротрансформатора стакан, а также поршень, закрепленный в стакане с помощью чулочной мембраны перпендикулярно оси вертлюга и поджатый пружиной через грузовую шайбу, причем полость стакана сообщена с полостью гидротрансформатора через обратный клапан.