Устройство для измерения натяжения каната

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения усилия натяжения гибких элементов . Целью изобретения является повышение точности и надежности. Устройство содержит крышку 4. соединенную с помощью упругого разгрузочного элемента 7 с датчиком силы 8, выходной сигнал которого пропорционален измеряемому усилию. Канат 5 воздействует на крышку 4 силой, воспринимаемой упругим элементом 2, расположенным в выполненных в корпусе гнездах призматической формы, и шаровой опорой 3, установленной в крышке. Заданный изгиб каната обеспечивается с помощью рычага 10, меньшее плечо которого взаимодействуете винтом 21 и перемещается на заданный угол до регулируемого ограничителя 19, а большее плечо содержит пазы, в которые вставляется ось, и зажимается винтом 18с помощью шайбы 17 с конусными проточками. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (t () (51)5 G 01 1 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВтоРСК0МУ CBVIPETEflbCTSY

1: - - .:: 2 (61) 1613885 .: — . шение точности и надежности. Устройство (21)4788183/10 содержит крышку 4; соединенную с по (22) 05.02,90,...,: ., мощью упругого разгрузочного элемента 7 с (46) 23.08.92. Бюл. N. 31 -::.. .:: датчиком силы 8, выходной сигнал которого (71) Научно-йсследовательский и проектйо- пропорционален измеряемому усилию. Каконструкторский институт геофизических нат 5 воздействует на крышку 4 силой, вос :.:исследований . — .::,:: принимаемой упругим элементом 2, . (72) Ю.Б,Краснов, Б.Л.Александров, С.Й.Ко- расположенным в выполйенных в корпусе нев и А.В.Николенко: " .: . гнездах призматической формы, и шаровой (56) Авторское свидетельство СССР .:.::.. опорой 3, установленной в крышке. Задан@ 1613885, кл. G 01 1 5/04, 1988. ный изгиб, каната обеспечивается с помощью рычага 10, меньшее плечо которого (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НА- . взаимодействуетсвийтом21иперемещаетТЯЖЕНИЯ КАНАТА::: .::: ся на заданный yroii äî регулируемого огра(57) Изобретение относится к измеритель- ничителя 19, а. большее плечо содержит

- ной технике и может быть использовано для пазы; в которые вставляется ось, и зажима.. измерения усилия натяжения гибких эле- ется винтом 18 С помощью шайбы 17 с комЕнтОв. Целью изобретения является павы- - нусными проточками;2 ил. сЭ

17567Т9

Изобретение относится к измерительной области, в частности при измерении параметра "нагрузка на крюк" в процессе бурения скважин,"и является усовершенствованием устройства по авт,св. % 1613885.

Известно устройство для измерения натяжения каната, используемое преимущественно для измерения параметра "нагрузка на крюк" в процессе бурения скважин, выполненное в виде корпуса с двумя опорами, на которых на осях размещены ролики и

5 размещенный между опорами толкатель с датчиком силы, Устройство снабжено двумя кольцевыми упругими элементами, двумя поджимающими винтами и опорной крышкой, прйчем опоры выполнены в виде пар щек-рычагов, установленных свободно на общих осях, причем, на одном конце каждой пары выполнены пружины, в которых установлены оси роликов, выполненные съем- 20 ные и снабженные зажимами, а на втором конце выполнены упоры, напротив которых на корпусе размещены поджимающие винты, причем толкатель соединен с опорной крышкой, опертой надва кольцевых упругих

25 элемента.

Однако в результате испытания изготовленного образца выяснилось, что радиальные расточки для колец 8 корпусе результате неодновременного вращения поджимающих винтов, что приводит к перекосу крышки и появлению недопустимого перекоса толкателя, влияющего на точность 35 показаний, При работе устройства с максимальными нагрузками на крюке пазы рычагов подвергаются деформации, что создает возможность изменения геометрических размеров устройства и, как следствие, иска- 40 жения показаний. Так как при навеске датчика на канат последний имеет различную степень твердости, зависящую от его нагруэки, нерегулируемые ограничители угла наклона каната, установленные сбоку угло- 45 вых скосов корпуса, не всегда способны сформировать необходимую величину угла, а следовательно, обеспечить точность измерений натяжения.

Целью йзобретенйя является повыше50 ние точности измерений и надежности устройства в эксплуатации.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения натяжения каната, содержащее корпус с двумя опорами, на которых на

55 осях размещены ролики, размещенный между опорами толкатель с датчиком силы, два кольцевых упругих элемента, два поджимающих нинта и опорную крышку, причем опоры выполнены в виде пар устройства не обеспечивают их строго фик- 30 сированного положения, возникающего в щек-рычагов, установлены свободно на общих осях, причем на одном конце каждой пары выполнены пружины, в которых установлены оси роликов, выполненные съемными, и снабжены зажимами, а на втором конце выполнены опоры, напротив которйх на корпусе размещены поджимающие винты, причем толкатель соединен с опорной крышкой; oneðòîé íà два кольцевых упругих элемента, введены упругий разгрузочный элемент, закрейленный между толкателем и датчиком, две шайбы с коническими проточками, установленные на поверхности соответствующих щек рычагов, два регулируемых ограничителя, смонтирован-, ные íà корпусе у соответствующих рычагов, две шаровые опоры, каждая из которых установлена между опорной крышкой и соответствующим упругим элементом в гнездах, выполненных в крышке и упругих элемЕнтах, при этом кольцевые упругие элементы размещены в выполненных в корпусе гнездах призматической формы.

Установка кольцевых упругих элементов в гнезда призматической формы обеспечивает Llx устойчивость, а в совокупности с упругими разгрузочными элементами позволяет устранить перекосы элементов конструкции устройства при приложении к нему усилия натяжения каната..Введение упругого элемента в толкатель позволяет ему самоцентрироваться, что снижает потери на трение при передаче перемещения датчику сйлы. Наличие шайб с коническими проточками усиливает щеки с проушинами, исключает воэможность деформации пазов, а следовательно, и изменение стрелы прогиба каната. Примейение регулируемых ограничителей на внутренней грани корпуса обеспечивает измерение натяжения при высокой степени твердбсти каната, не позволяющей создать угол его перегиба, обеспечивающий прижим поверхности кайата к нерегулируемым ограничителям йа угловых скосах корпуса. Таким образом„совокупность отличйтельных признаков позволяет устранить перекосы элементов конструкции устройства при приложении к нему усилия; исключает возможность изменения стрелы прогиба каната, обеспечивает нормальный процесс измерения натяжения каната при монтаже датчика на канат высокой степени твердости, а следовательно, уменьшает искажение преобразования натяжения каната в сигнал датчика силы, тем

coMbfM повышая точность измерений; Все перечисленные эффекты, достигаемые nyr6t4 использования отличительных призна- . ков, уменьшают напряженность и износ отдельных элементов конструкции устрой1756779

20

30

35 ликвидацию осложнений и аварий в про50

55 крышкой и соответствующим кольцевым упства, тем самым повышая надежность устройства "в це лом.

На фиг. 1 изображено устройство."общий вид; на фиг. 2 — сечение A-А на фиг. 1. .Устройство для измерения натяжения каната содержит корпус 1, в призматические расточки которого помещены Два кольцевых упругих элемента 2. На них опираетсяс помощью шариков 3 крышка 4, выполненная с радиальными проточками под канат. 5.

В середине крышки завинчен толкатель 6, сочлененный с упругим элементом 7, проходящий через центральное отверстие корпуса 1 и воздействующий на датчик 8 силы. По бокам крышки установлены направляющие

9, обеспечивающие крепление упругих эле ментов. Два зеркально выполненных рычага 10 изготовлены с закрепленными йа них с помощью винтов 11 упорами 12. В отверстиях на рычагах установлены четыфе оси

13, две из которых заходят своими нйжними частями в аналогичные отверстия в корпусе с воэможностью перемещейий в них. Эти оси на концах рычагов скрепляются с другой: стороны корпуса с двумя зеркально выполненными рычагами.14 через аналогичные отверстия винтами 15 с возможностью взаимного перемещения всех рычагов. Пазы, ".а" рычагов 4 заходят на верхние оси 13; на которые насажены ролики 16 с проточками под канат. На головки рычагов с пазами насажены шайбы 17 с буртиками, проточки которых располагаются по шейкам рычагов, и крепятся их винтами с конусами 18, заходящими в ответные конусы шайб 17; Сбоку корпуса 1, напротив рычагов 10, эавинчиваатся два ограничительных болта 19 с контргайками 20; необходимые для установки нужной стрелы прогиба каната. В концевые участки корпуса ввинчиваются два поджи- 4 мающих болта 21, контрящихся от самоотвинчивания винтами 22, воздействующих на опоры рычагов 12 и обеспечивающих перемещение рычагов при создании стрелы прогиба. К одному из концевых участков корпуса прикреплен тросик 23, имеющий на конце серьгу 24 с пазом и служащий для навески устройства на канат перед его креплением.

Устройство работает следующим образом.

На канат 5, находящийся под натяжением, созданным, например, весом бурильной колонны труб, с помощью тросика 23 с серьroA 24 навешивается устройство между роликами 16 и крышкой 4 при отпущенных винтах 18 и открытых рычагах 14 с пазами

"а". Затем пазы "а" помещаются на оси 13 и крепятся аинтами 18. Создается стрела прогиба каната путем перемещения рычагов 14 с помощью болтов 21 до их касания с ограничителями 19. Таким образом, канат воздействует на верхйюю часть крышки 4 с усилием, пропорциональным силе его натяжения. Чувствительные элементы 2 преобразуют это усилие в линейное перемещение толкателя 6, воспрйнимаемое датчиком 8 силы. Грубое изменение диапазона измерения усилия производится путем замены чувствительных элементов 2, а изменение диапазона в незначительных пределах производится перемещением ограничителей 19.

Повышение тбчности измерения силы натяжения каната талевой системы буровой установки позволяет снизить погрешность определения одного из основных технологических параметров бурения — "нагрузки на крюк", Достоверная информация об этом параметре позволяет распознавать íà pattней стадии развития осложнения в процессе бурения скважин и принимать своевременные меры по недопущению их дальнейшего развития и перерастания в аварию. Кроме того, точное знание параметра "нагрузка на крюк" позволяет определить производный параметр "нагрузка на долото", что обеспечивает применение методик оптимизации процесса работы долота на забое скважины. Таким образом, экономическая эффективность от внедрения более точного: устройства для измерения йатяжения каната будет формироваться за счет сокращения средств, затрачиваемых на цессе проводки скважин (в ряде районов, это составляет до 307ь стоимости строител ьства скважины), а также за счет сокращения количества израсходованных на проводку скважины долот путем их более рациональ- . ной отработки.

Повышение надежности устройства обеспечит сокращение эксплуатационных расходов при его использовании.

Формула изобретения

Устройство для измерения натяжения каната по авт.св. М 1613885, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены упругий разгрузочный элемент, две шайбы с конйческими проточками, два регулируемых ограничителя и две шаровые опоры, каждая из которых установлена между опорной ругим элементом в гнездах, выполненных в крышке и упругих элементах, упругий разгрузочнйй элемент закреплен между толкателем и датчикЬм силы, шайбы с коническими проточками, установленные

1756779 кольцевые упругие элементы размещены в выполненных в корпусе гнездах призматической формы, r

Составитель С. Конев

Редактор H. Гунько Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 3083 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Пройзводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

7 на поверхности соответствующих щек рычагов, а регулируемые ограничители — на корпусе у соответствующих рычагов, при этом

17