Устройство для измерения усилий в колонне труб

 

Союз Советски к

Социалистических

Рес убп

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)» влено 04.12.80 (21) 3212630/22-03 с присоединением заявки М(5! }М. Кл.

Е 21 В 44/00

3Ьеударетеипай комитет

CCCP

IIo делам вае4ретений к OTKpblTN11 (23 ) П ри ори тетФ

Опубликовано 15. 11. 82 ° бюллетень М 42 (53 } УДК 620. 173. . 21(088. 8) Дата опубликования описания 15. 11. 82

А. А. Головин, В. Л. Воронель, H. Н. Лебед ва, Б. А. Молойчино и Л. Г. Молойчино, - - 1 !

/

J !

Всесоюзный научно-исследовательский институт-..разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ В КОЛОННЕ

ТРУБ

Изобретение относится к технике бурения, в частности к устройствам для контроля усилий в различных точках колонны.

Известен забойный регистратор осе- 5 вой нагрузки на долото, предназначенный для контроля усилий в трубах, содержащий корпус регистратора, установленный в бурильной трубе на базовых опорах. Труба является упругим элементом регистратора. Нижняя опора приварена, а верхняя съемная опора зафиксирована тремя коническими штифтами. При создании осевой нагрузки на долото колонной бурильных труб усилие >s сжатия передается с бурильной трубы на три конических штифта верхней опоры, далее на шток, который давит на рычаги и перемещает перо на величину, пропорциональную осевой нагрузке (1 ).

Наиболее близко к изобретению устройство, содержащее упругий элемент в качестве которого используется участок бурильной трубы, цилиндрическую втулку, закрепленную внутри упругого элемента с помощью фиксирующих элементов. Устройство имеет полость для контейнеров с электронной аппаратурой и лубрикатор. При деформации упругого элемента, т.е. участка трубы, создается его смещение, которое передается на цилиндрическую втулку и деформирует ее. Эта деформация изме" ряется преобразователямч перемеще» ния 1? ).

Недостатком перечисленных устройств является погрешность, связанная с наличием люфтов в местах крепления съемной опоры или цилиндрической втулки к упругому элементу с помощью фиксирующих элементов. При вибрациях и ударных нагрузках общая масса глубинного устройства создает люфты, величина которых соизмерима с величиной деформации упругого элемента или участка трубы.

973807

Фиксирующие штифты под воздействием ударов и вибраций перемещаются, нарушая жесткость фиксации и создавая люфт, ведущий к неоднозначности положения преобразователя перемещений и тем самым ухудшая точность измерения усилий, причем величина люфта соизмерима с рабочим перемещением втулки.

Кроме этого, отсутствует возмож- fo ность регулировки начального зазора

И установки нуля в индуктивном преобразователе после монтажа всего устройства.

Цель изобретения — повышение точ- 1з ности измерения путем устранения люфтов.

Поставленная цель достигается тем, что корпус снабжен трубчатым хвостовиком, пружиной, подшипником и гай- 20 кой, причем корпус соединен с нижней базовой опорой через сжатую пружину, упорный подшипник и гайку, при этом статор индуктивного преобразователя размещен в трубчатом хвосто- 25 вике, а якорь преобразователя укреплен в нижней базовой опоре.

На чертеже изображено устройство для измерения усилий в колонне труб. 30

Устройство включает упругий элемент 1, корпус 2 с трубчатым хвостовиком 3 и конусной перфорированной корзиной 4. Хвостовик 3 через пружину 5, упорный подшипник б и гай. ку 7 соединен с нижней опорой 8. Якорь

9 индуктивного преобразователя перемещения размещен в трубчатом хвостовике и для обеспечения возможности регулирования и установки нуля ин,дуктивного преобразователя перемещения закреплен в крышке 10 нижней опоры 8 с помощью резьбового соединения.

Крышка 10 закреплена в нижней опо- ре 8. В корпусе установлены также муфта индуктивного соединителя 11 с электронной сборкой 12. Статор индуктивного преобразователя перемещения

13 размещен в трубчатом хвостовике.

Устройство имеет лубрикаторы 14.

В упругом элементе 1 с помощью гайки 7, сжатой пружины 5 и упорного подшипника б корпус 2 с трубчатым хвостовиком 3 и перфорированной кор- и зиной 4 растянут между верхней и нижней базовыми опорами для выборки люфтов, причем сила натяжения пружины выбирается, исходя из условия

F> ma, где F - сила натяжения пружины; m — масса измерительного узла; а - максимальное ускорение вибрации.

Устройство работает следующим образом.

Под действием осевого усилия создается деформация упругого элемента

1, которая передается через корзину

4, корпус 2 и трубчатый хвостовик на статор 13 и якорь 9 индуктивного преобразователя.

Якорь 9, связанный с нижней опорой упругого элемента, перемещается относительно статора 13 индуктивного преобразователя перемещения, закрепленного неподвижно по отношению к верхней опоре упругого элемента.

Индуктивный датчик включен в контур генератора расположенного в

) контейнере с электронной сборкой 12.

Полученный сигнал через муфту индуктивного соединителя 11 поступает в линию связи.

Таким образом, данное устройство повышает точность измерения осевого усилия, так как данная конструкция позволяет ликвидировать люфт измерительно узла. Вибрации с ускорением менее 10 g не сказываются на точности измерений, поскольку выполняется условие F) ma.

Кроме этого, устройство позволяет производить установку и регулировку положения якоря индуктивного датчика перемещения после монтажа корпуса в упругом элементе. формула изобретения

Устройство для измерения усилий в колонне труб, содержащее упругий элемент с верхней и нижней базовыми опорами, между которыми укреплен корпус с индуктивным преобразователем перемещения и электронной аппаратурой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения люфтов, корпус снабжен трубчатым хвостовиком, пружиной, упорным подшипником и гайкой, причем корпус соединен с нижней базовой опорой через пружину, упорный подшипник и гайку, при этом статор индуктивного преобразователя размещен в трубчатом хвостовике, а якорь преобразователя укреплен в нижней базовой опоре.

973807

Составитель В. Варламов

Редактор Н.Пвыдкая Техред М.Гергель Корректор С. Яекмар

Заказ 8644/39 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 306254, кл. ñ E21 В 41/12 1968. б

2. Грачев Ю. В., Варламов В. П.

Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. М., "Недра", 1968, с. 105-107.

f0