Датчик момента свинчивания нефтепромысловых труб над устьем скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1/0 КОМИТЕТ СССРКИЙ И ОТНРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕИИ О ДЕЛАМ ИЗОБ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕТЕЛЬС АВТОРСКОМУ ексих(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки иэксплуатации нефтепромысловых труб(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 204626, кл. 0 01 1 5/24, 1965.2. Арутюнов Ю,И. и др. Комплприборов контроля технологическпараметров бурения Б. М.,ВНИИОЭНГ, 1980, с.26-30(прототип).(54)(57) ДАТЧИК МОМЕНТА СВИНЧИВАНИЯНЕФТЕНРОМЫСЛОВЬХ ТРУБ НАД УСТЬЕМСКВАЖИНЫ, содержащий рычаг, соединенный со свинчиваемой трубой, гид"равлический датчик силы, включающий цилиндр и поршень, соединенныйчерез силовводящие проушины с рычагом и приводным тросом, и аппаратуру для измерения давления, о т л и,ЯОА ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения эксплуатационных воэможностей путем снижения требований кусловиям передачи силы, в него введены внутренний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами, соединенными с рычагом,внешний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами,ивыполненный в виде цилиндра с днищем, цилиндрический шарнир, сФерический силопередающий узел и упорный подшипник с проушиной, причемпоршень гидравлического датчикасилы связан со сФерическим силопередающим узлом, жестко связанньъ свнутренним корпусом, а цилиндр гидравлического датчика силы соединенс цилиндрическим шарниром, установленным в пазах внутреннего корпусаи жестко соединенным с силопередающими проушинами внешнего корпуса,в донной части которого установленупорный подшипник с проушиной, связанный через нее с приводным тросом.Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовыхскважин, в частности к устройствамдля контроля и измерения наземныхпараметров при бурении и может использоваться для контроля и измерения крутящего момента при свинчивании труб машинными ключами надустьем скважины.Известно устройство для контролявеличины крутящего момента при эакреплении ключом реэьбовых соединений нефтяных труб, содержащее п-образный корпус, в цапфах которого наоси насажен раэделительний рычагс впресонанным в консольной части 15его упором, гидравлический датчик,показывающий прибор и тяговую серьгу,установленную шарнирно на оси в корпусе и связанную с разделительнымрычагом 1 .20Однако это устройство ненадежнов работе, так как оно не .способновыдерживать большие нагрузки.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является 25гидравлический индикатор усилия намашинном ключе ГМК, содержащийцилиндр и поршень со штоком, причемсиловнодящие проушины установленына торцовой части цилиндра и на конце штока. Он устананливается либов разрыв троса, связывающего машинный ключ с пневмораскрепителем, либомежду машинным ключом и приводнымтросом вспомогательной лебедки 2 .Недостатком известного устройства 35является низкая эксплуатационнаянадежность иэ-за потери герметичностиштоковой полости преобразователяЦелью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей 4 р.путем снижения требований к условиямпередачи сил, расширение диапазоназадаваемых и измеряемых моментов, а.также уменьшение случайной ошибкизадания момента свинчивания трубпутем снижения воздействия местныхи климатических .факторов,Поставленная цель достигается тем, что в датчик момента свинчивания нефтепромыслоных труб над устьем 5 О скважины, содержащий рычаг, соединенный со снинчинаемой трубой, гидравлический датчик силы, включающий цилиндр и поршень, соединенный через силовводящие проушины с рычагом55 и приводным тросом, и аппаратуру для измерения давления, введены внут ренний цилиндрический корпус, снабженный силопередающими проушинами, соединенными с рычагом, внешний цилиндрический корпус, снабженный 60 ,силопередающими проушинами, и вы" полненный в виде цилиндра с днищем, цилиндрический шарнир, сферический силопередающий узел и упорный подшипник,с проушиной, причем поршень 65 гидравлического датчика силы связансо сферическим силопередающим узлом,жестко связанным с внутренним корпусом, а цилиндр гидравлическогодатчика силы соединен с цилиндрическим шарниром, установленным нпазах внутреннего корпуса и жесткосоединенным с силопередающими проушинами внешнего корпуса, в донной .части которого установлен упорныйподшипник с проушиной, связаннь.йчерез нее с приводным тросом.На фиг, 1 представлены гидравлический датчик и схема действия сил;на Фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1.Гидравлический датчик моментасвинчивания нефтепромысловых трубвключает гидравлический преобразователь 1, шарнирно закрепленныйна рычаге 2 машинного ключа осью 3,гибкую гидранлическую связь 4 с показывающей аппаратурой, приводнойтрос 5 и эластичный кожух 6.Гидравлический преобразователь1 содержит телескопически сопряженные внутренний корпус 7 и внешнийкорпус 8. В полости цилиндрическойформы внутреннего корпуса 7 размещенцилиндр 9 преобразонателя с бесштоковым поршнем 10. Внутренний корпус 7 содержит силовводящие проушины11, пазы 12 и сферический силопередающий узел 13, жестко скрепленный,с корпусом 7, Внешний корпус Н содер.жит силонводящие проушины 14 с установленным н них цилиндрическим шарниром 15, упорный подшипник 16 спроушиной 17,Датчик работает следующим образом.Рабочий рычаг 2 машинного ключаможет воспринимать усилие через приводной трос 5 от двух источниковэнергии; от привода вспомогательнойлебедки или от пневматическогоцилиндра. Если принять плоскостьрабочего положения машинного ключаза .исходную, тогда вектор силы Тсоставляет угол +к номинальнойплоскости при работе приводом вспомогательной лебедки, а при работепневматическим цилиндром соответственно - Р . Абсолютное значениеуглано время работы механизмов -величина переменная и может достигать 12-150. Таким образом, сила Т,образующаяся от сопротивления силтрения в свинчиваемых элементах труб,раскладывается на две составляющиеТ и Т" . Сила Тф , действуя наплече 6 фиг.1) создает изгибающиймомент, который поглощается жесткостью телескопически сопряженных корпусов 7 и 8, не деформируя цилиндр9, и далее, через силовые проушины11 корпуса 7, жесткостью рабочегорычага машинного ключа.Сила Тф с проушинь. 17 через под-шипник 16 передается внешнему корпусу 8 и далее через цилиндрический шарнир 15 цилиндру 9. Пилиндр 9 сцентрированный поверхностью гнутреннего корпуса 7, шарниром 15 свободно, без перекосов, перемещается вдоль своей оси на неподвижный поршень 10, сжимая жидкость, заключенную в полости В. Давление рабочей жидкости в полости В нарастает пропорционально приложенному усилию и по гибкому трубопроводу 4 достигает вторичной аппаратуры, где и ,снимается информация. Двойная заШита пары цилиндр - поршень преобразователя телескопически сопряженными силовыми корпуса ми, исключающими передачу деформаций от действия поперечных сил, вто же время обеспечивающая свободное в осевом направлении для цилиндра и в радиальном для поршня перемещение, исключающая попадание на 5 сопряженные поверхности устройстваводы, глинистого раствора, кварцевого песка, а также бесштоковое исполнение поршня в совокупности сдвойным его уплотнением в цилиндре 10 значительно снижает требования кусловиям передачи сил, расширяетэксплуатационные возможности гоклиматическим районам, расширяетдиапазон измеряемых моментов эа счет 5 увеличения давления без увеличениямассы преобразователя и значительноповышает надежность;1093919 4-А Составитель В.ГодэиковскийРедактор О.Черниченко Техред С.Легеэа . Корректор А.фере -ч -дписное ак илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 3413/33 ТираВНИИПИ Государствепо делам иэобре113035, Москва, ЖФ -ф 83ного комитета СССРений и открнтий5, Раущская наб., д