Устройство для измерения натяжения троса
Владельцы патента RU 2244275:
Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты" (RU)
Изобретение относится к технологическому оборудованию обеспечения бурения под нефть и газ, а именно для измерения натяжения троса. Устройство содержит установленные в общем корпусе три ролика и чувствительный элемент в форме полого цилиндра, механически соединенный толкателем со средним роликом. Чувствительный элемент установлен перпендикулярно толкателю, толкатель выполнен в виде вилки. На поверхности чувствительного элемента взаимно перпендикулярно установлено несколько групп тензодатчиков, подключенных к регистрирующей аппаратуре. Один из крайних роликов выполнен с возможностью вращения, другой зафиксирован от проворота, средний ролик выполнен с возможностью демонтажа и обратной установки в вилке. Зафиксированный ролик состоит из двух симметричных половинок, обращенных навстречу друг другу ручьем для троса, причем одна из половинок ролика установлена с возможностью съема и закреплена двумя болтами. Технический результат - повышение точности измерения, обеспечение автоматизации процесса обработки результатов, упрощение монтажа. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технологическому оборудованию обеспечения бурении под нефть и газ и конкретно предназначено для измерения натяжения троса, что необходимо доя измерения веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото. Осевая нагрузка является одним из основных факторов, влияющим на процесс бурения. Механическая скорость проходки в значительной мере зависит от нагрузки на забой, которую определяют как разницу между весом бурильной колонны, когда инструмент чуть приподнят над забоем, и весом этой колонны во время бурения.
Известно устройство ГИВ-6 для измерения натяжения троса по книге Булатова И.А., Аветисова А.Г. Справочник инженера по бурению. М.: Недра, 1985, т.2, с.3. Основные узлы ГИВ-6 - это гидравлический трансформатор, манометр и самопишущий прибор с круговым диаграммным бланком.
Недостатком устройств подобной конструкции являются большие затраты на эксплуатацию, связанные с наличием гидросистем и самописцев.
Известно устройство для измерения натяжения каната (троса) по А.С. СССР №375502, МПК G 01 L 5/04, содержащее три опоры (башмака), между которыми пропущен трос. Чувствительный элемент и датчик соединены механической связью со средней опорой. Монтаж этого устройства в трособлочную систему весьма затруднителен.
Известно устройство для измерения натяжения гибких элементов про А.С. СССР №540168, МПК 2 G 01 L 5/04 (прототип). Это устройство содержит корпус и три ролика, в том числе два крайних и один средний. На корпусе закреплен чувствительный элемент в виде цилиндра с поршнем, пружиной и циферблатом.
Недостатки этого устройства: применение механического чувствительного элемента делает невозможным компьютеризацию обработки технологических параметров на буровой. Второй недостаток - длительность установки устройства на тросе, обусловленная сложностью конструкции крепления роликов в корпусе.
Задача создания изобретения - повышение точности измерения, обеспечения автоматизации процесса обработки технологических параметров и упрощение монтажа устройства в трособлочную систему.
Устройство для измерения натяжения троса, содержащее установленные в общем корпусе три ролика и чувствительный элемент в форме цилиндра, механически соединенный толкателем со средним роликом, отличающееся тем, что чувствительный элемент установлен перпендикулярно толкателю, толкатель выполнен в виде вилки, один из крайних роликов выполнен с возможностью вращения, другой зафиксирован от проворота, средний ролик выполнен с возможностью демонтажа и обратной установки в вилке, при этом на поверхности чувствительного элемента взаимно перпендикулярно установлено несколько групп тензодатчиков, которые подключены к регистрирующей аппаратуре. Зафиксированный ролик выполнен из двух симметричных половинок, обращенных навстречу друг другу ручьем для троса. Одна из половинок зафиксированного ролика установлена с возможностью съема и закреплена двумя болтами. Чувствительный элемент выполнен в виде съемной втулки с лысками на наружной поверхности, в которые входит планка, фиксирующая съемную втулку в корпусе.
Предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем, т.е. всеми критериями изобретения.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1...2, где
на фиг.1 приведена схема устройства,
на фиг.2 - вид по А.
Устройство для измерения натяжения троса состоит из корпуса 1, в котором смонтированы три ролика 2, 3 и 4. Крайний ролик 2 установлен с возможностью вращения. Крайний ролик 3 зафиксирован от проворота и состоит из двух половинок 4 и 5, обращенных ручьями 7 и 8 навстречу друг другу и соединенных болтами 9 с гайками 10. Средний ролик 4 установлен в толкателе 11, который выполнен в виде вилки и содержит сквозной паз 12 с одной стороны для установки среднего ролика 4, с другой стороны в толкатель 11 установлен чувствительный элемента 13. Чувствительный элемент 13 выполнен в виде полого цилиндра 14 и установлен, кроме того, в опоре 15 и планке 16, имеющихся на корпусе 1. На наружной поверхности чувствительного элемента 13 выполнены лыски 17 для фиксации его от выпадения. На поверхности чувствительного элемента 13 взаимно перпендикулярно установлены две группы тензоэлементов 18 и 19.
Перед работой устанавливают чувствительный элемент 13 с группами тензодатчиков 18 и 19 в сквозное отверстие толкателя 11 и в опоры 15 и планки 16, имеющиеся на корпусе 1 (фиг.1) Отворачивают две гайки 10 и снимают половину ролика 6. Устанавливают устройство так, чтобы трос прошел над роликами 2 и 3 и под средним роликом 4 (трос на фиг.1 и 2 не показан). Потом пропускают трос в ручей 7 и устанавливают половину ролика 6 на место. Завинчивают гайки 10 на болты 9. В толкатель 11 вставляют средний ролик 4. Тензодатчики 18 и 19 подключают к регистрирующей аппаратуре (На фиг.1 и 2 регистрирующая аппаратура также не показана). При натяжении троса толкатель 11 деформирует чувствительный элемент 13, зажатый между ним и опорой 15 и планкой 16. На группах тензодатчиков 18 и 19 возникают механические напряжения, которые преобразуются в электрический сигнал и подаются на регистрирующую аппаратуру или компьютер. Предложенная схема установки групп тензодатчиков 18 и 19 позволяет повысить точность измерений за счет исключения влияния температурного фактора. Замена механического датчика на электрический позволит использовать электронную регистрирующую аппаратуру или компьютер. Установка и снятие приспособления значительно упрощается и ускоряется и сводится к установке половины ролика б и среднего ролика 4.
Применение изобретения позволило:
1. Повысить точность измерения.
2. Обеспечить установку устройства без перетяжки троса.
3. Обеспечить удобство и быстроту сборки устройства.
4. Автоматизировать регистрацию и обработку измеряемых параметров.
1. Устройство для измерения натяжения троса, содержащее установленные в общем корпусе три ролика и чувствительный элемент в форме полого цилиндра, механически соединенный толкателем со средним роликом, отличающееся тем, что чувствительный элемент установлен перпендикулярно толкателю, толкатель выполнен в виде вилки, один из крайних роликов выполнен с возможностью вращения, другой зафиксирован от проворота, средний ролик выполнен с возможностью демонтажа и обратной установки в вилке, при этом на поверхности чувствительного элемента взаимно перпендикулярно установлено несколько групп тензодатчиков, которые подключены к регистрирующей аппаратуре.
2. Устройство для измерения натяжения троса по п.1, отличающееся тем, что зафиксированный ролик выполнен из двух симметричных половинок, обращенных навстречу друг другу ручьем для троса.
3. Устройство для измерения натяжения троса по п.2, отличающееся тем, что одна из половинок зафиксированного ролика установлена с возможностью съема и закреплена двумя болтами.
4. Устройство для измерения натяжения троса по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде съемной втулки с лысками на наружной поверхности, в которые входит планка, фиксирующая съемную втулку в корпусе.
