Забойный измеритель крутящего момента

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (щ Б823Й

C çüç Ссветских

Ссцналистических

Расаублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.06.76 (21) 2369271 22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.77. Бюллетень № 44 (45) Дата опубликования описания 24.11.77 (51) М. Кл. - E 21В 45/00

Е 21В 19/08

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытий (53) УДК 622.24.053. .001.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Ф. Эпштейн, В. Ф. Сирик, 1О. Д. Бессонов, А. М. Бражененко и В. П, Здоров

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (71) Заявитель (54) ЗАБОЙНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к устройствам для исследования режима бурения на забое при бурении скважин.

Известны глубинные автономные устройства для регистрации крутящего момента на забое скважины, в которых используются магнитоанизотропные датчики, с помощью которых измеряемый крутящий момент преобразуется в электрический сигнал, записываемый на соответствующую диаграмму (1).

Недостатком указанных устройств является сложность электрической схемы, работающей ненадежно в глубокой скважине при высоком гидростатическом давлении жидкости (100—

200 кгс/см ), вибрации и повышенной температуре (70 С и более).

Наиболее близким решением из известных является устройство для определения сил сопротивления между колонной труб и степками скважины, включающее самописец, пружины, подшипники и узел преобразования крутящего момента (2).

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность измерителя.

Целью изобретения является повышение чувствительности измерителя крутящего момента.

Это достигается тем, что узел преобразования кр:тящего момента выполнен в виде двух шлицевых втулок и шлицевого вала, причеч углами наклона шлицов В первом и втором шли цевых соединениях выполнены различными.

11а чертеже изображен измеритель крутящего момента, продольный разрез.

Забойный измеритель крутящего момента вкл очает самописец 1, пружину 2, подшипники 3 узел преобразования крутящего момен10 та, который выполнен в виде верхней 4 и нижней 5 шлицевых втулок и шлицевого вала 6, проходяшего через обе шлицевые втулки и образующего два шлицевых соединения с разными углами наклона.

15 Для соединения верхней и нижней втулок имеются обойма 7 на нижней втулке и кольцевой выступ 8 на верхней.

Работает измеритель следующим образом.

В процессе бурения крутящий момент передастся от бурильных труб к породоразрушающему инструменту через шлицевые втулки 4 и 5 и шлицевой вал 6. В результате того, что шл цы верхней 4 и нижней 5 втулок имеют разные углы наклона, .возникает осевая сила, под действием которой вал 6 перемещается, сжимает пружину 2 и перемещает самописец

1, который вычерчивает линейную диаграмму

«время — -крутящий момент», При снятии кру582381

Составитель Н. Чижикова

Техред Н. Рыбкина Корректор Т. Добровольская

Редактор Д. Павлова

Заказ 2598/14

Изд. № 950

Подписное Ièðàæ 778

Типография, г р. Сапунова, 2 тящего момента вал 6 пружиной 2 возвращается в исходное положение.

Благодаря наличию двух шлицевых пар чувствительность измерителя крутящего момента повышаегся, так как величина вертика:IbH011 силы, возникающей при передаче крутящего MoMeнта шлицевым валом, пропорциональна тангенсу суммы углов наклона шлицевых соединений. Так, например, при одинаковой абсолютной величине углов наклона винтовых линий шлицев масштаб записи крутящего момента увеличивается в два раза по сравнени1о с измерителем, имеющим одно шлицевое соединение с наклонными шлицами, и, следовательно, точность измерения крутящего момента возрастает в два раза, так как последняя зависит от масштаба записи при той же точности шкалы диаграммы.

Формула изобретения

Забойный измеритель крутящего момента, включающий узел преобразования крутящего

S момента, самописец, пружину и подшипники, отличающий ся тем, что, с целью повышения чувствительности измерителя, узел преобразования крутящего момента выполнен в виде двух шлицевых втулок и шлицевого вала, 10 причем углы наклона шлицев в первом и втором шлицевых соединениях выполнены различными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Грачев Ю. В. и Варламов В. Н. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. М., «Недра», 1958, с. 50.

2. Авторское свидетельство СССР № 262795, кл. Е 21В 19/08, 1968,