Устройство для измерения крутящего момента на роторе буровой установки

ОП ИСАЙКЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ севов, ,ветемтне-тех ннчес библиотека М ЛСоюз Советских Социалистических республик(23 Приоритет 6 01 1. 3/10 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 250280(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОИЕНТА НА РОТОРЕ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ Изобретение касается силоизмерительной техники и предназначено дляиспользования в нефтяной и газовойпромышленности. 35Известно устройство для измерениякрутящего момента, содержащеедатчик активной мощности, сумматор,компенсатор сигнала, пропорциональ-ного мощности холостого хода электро- Одвигателя, и корректирующую цепоч-ку 1), Однако это устройство необеспечивает требуемой точности измерения,.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является 15 устройство для измерения крутящегомомента на роторе буровой установки,содержащее преобразователь активноймощности, последовательно соединенныеквадратор и множительную схему, 20первый сумматор, входы которого связаны с выходами датчика активноймощности и множительной схемы, авыход - с одним нз входов второгосумматора, выход которого связанс первым входом делительной схема,компенсатор сигнала, пропорционального мощности холостого хода двигателя, и индикатор, связанный свьжодом делительной схевв (2) . ЗО Недостатком такого устройстваявляется низкая точность измеренияпри изменяющейся частоте вращенияротора буровой установки.Цель изобретения - повышение точности измерения,Это достигается тем, что предложенное устройство снабжено преобразователем частоты вращения ротора внапряжение, делителем напряженияи третьим сумматором. Выход преобразователя частоты вращения роторачерез делитель напряжения связан спервым входом третьего сумматора,второй вход которого связан с выходамикомпенсатора сигнала, нронорционального мощности холостого хода, а выход - с другим входом вто 15 ого сумматора. Второй вход делнтельной схемысвязан с выходом преобразователячастоты вращения ротора,На чертеже изображена структурная схема предложенного устройства.Устройство для измерения крутяще"го момента на роторе буровой установки содержит преобразователь 1 активной мощности, квадратор 2, преобразователь 3 частоты вращения ротора,множительную схему 4, делитель напряжения 5, сумматоры 6-8, компенса"Выходы делителя 5 и компенсатора 9 подключены к входам сумматора 7, где напряжение Б и 9 суммируются, На выходе сумматора 7 напряжение пропорционально полной мощности холостого хода двигателя, - Н +- К, (Рхх ЬР,д ), где Р-. мощность холостого хода приминиМальной частоте вращения ротора;К - коэффициент пропорциональности.Выходы сумматоров 5 и 7 подключены к входам сумматоров 8, где иэ сигнала 06 вычитается сигнал,пропорциональный полной мощности холостого хода двигателя О 15Ь (4 Ф = К 8 (Р -ЬРаа - Ркхмин 4 Рхх )КР,где Ре - мощность на валу привода;Кэ - ко эффицие н т про порцио на ль -ности,Момент М на валу двигателя связанс мощностью и частотой вращения соотношением 20 М 975Для определения крутящего момента на роторе буровой установки в делительной схеме 10 осуществляется операция деления сигнала, пропорционального мощности на валу привода,на сигнал, пропорциональный частоте вращения ротора. С выхода делительной схемы 10 напряжение, пропорциональное крутящему моменту Мр. на роторе ю - - ф. - - фо Кагде К,д - коэфФициент пропорциональности,поступает на вход индикатора 11,Использование предложенного устройства позволит уменьшить погрешность измерения крутящего момента на роторе буровой установки при изменяющейся частоте вращения.,К Ь Рххгде, К -. коэффициент деления делителя .5 напряжения 3. 65 тор 9 напряжения, соотв етствующего мощности холостого хода электродвигателя привода при минимальной частоте вращения, делительную схему 10 и индикатор 11 крутящего момента.Напряжениена выходе преобразователя 1 активной мощности, подключенного к цепи питания приводного электродвигателя, пропорционально активной мощности Р1 К 11 сов 1 = Р,где Б - фазовое напряжение;1 - ток; сов 1 - косинус угламежду ними напряжением итоком;К - коэффициент пропорциональности,Сигнал, пропорциональный фаэовомутоку, подается также на квадратор 2,напряжение на выходе которогопропорционально квадрату входногосигнала 1),Кгде К - коэффициент пропорциональности,В множительной схеме 4 напряжение, 25снимаемое с выхода квадратора 2,умножается на величину, пропорциональную активному сопротивлению обмотокэлектродвигателя (Им ). Таким образом на выходе множительной схемы 4 30напряжение пропорционально потерямв электродвигателеь (71 -а к ь (Р -Им.гдеЗРд - потери в обмотках двигателя;К - коэффициент пропорциональности,45 На вход преобразователя 3 частоты вращения ротора подается сигнал, пропорциональный частоте вращения ротора мд ., Напряжение на выходе преоб разователя 3 пропорционально текущему значению частоты вращения ротора 0Киг, где Кь- коэффициент про- . порциональности, подается на вход вредителя напряжения 5. Так как потери 55 холостсно хода электродвигателя увеличиваются пропорционально увеличению частоты вращения ротора, то напряжение на выходе делителя 5 будет пропорциональным приращению потерь холостогО хода двигателя Ь Р;т,е. Формула изобретенияустройство для измерения крутящего момента на роторе буровой уста - новки, содержащее преобразователь активной мощности, последовательно соединенные квадратор и множительную схему, первый суаматор, входы которого связаны с выходами датчика активной мсщиости и множительной ахеми, а выход-с одним из входов второго сумматора, выход которого связан с первьм входом делительной схеааа, компенсатор сигнала, пропорционального мощности холостого хода двигателя, и индикатор, связанный с выходом делительной схемы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено преобразователем частоты вращения ротора в напряжение, делителем напряжения и третьим сум717573 Составитель Г. Целибеетор А,Шиелькин Техред м.петко рректор я. Веселов ск а одпис Тираж 1019 твенного ксмитета ССС бретеиий и открытий 35, Раушская наб., д. 57 ЦНИИПИ Государ го делам иэ 3035, Москва, Хэ 98 4 нал ППП.Патент г, Ужгород, ул, Проектн матором, при этом выход преобразователя частоты вращения ротора черезделитель напряжения связан с первымвходом третьего сумматора, второйвход которого связан с выходом ком- .пенсатора сигнала, пропорционального мощности холостого хода, а выход - с другим входом второго сумматора, причем второй вход делительной схемы связан с выходом преобразователя частоты вращения ротора.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР5 94 б 5568, кл. 0 01 Ь 3/10, 1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 92495075, кл. С 01 Ь 3/10,1977 (прототип).