Устройство для измерения натяжения каната

. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМУ СВИДЕтЕЛЬСтВУ ОПИ К АВТОРСКО(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕ ТЯЖЕНИЯ КАНАТА (57) Изобретение относится к. ной технике и может быть испо(56) Авторское свиЬ 1613885, кл,6 0 2 шение тоцности и надежности. Устройство содержит крышку 4; соединенную с помощью упругого разгрузочного элемента 7 с датчиком силы 8, выходной сигнал которого и проектйо- пропорционален измеряемому усилию. Каофизических нат 5 воздействует на крйшку 4 силой, воспринимаемой упругим элементом 2, ров, С,Й.Ко- расположенным в выполйенных в корпусегнездах призматической формы, и шаровой ССРопорой 3, установленной в крышке. Задан. ный изгиб каната обеспечивается с помощью рычага 10, меньшее плечо которого РЕНИЯ НА- . взаимодействуетс вийтом 21 и перемещается на заданный уголдо регулируемого ограизмеритель- ничителя 19, а. большее плечо содержит льзовано для пазы; в которые вставляется ось, и зажимагибких эле- ется винтом 18 С помощью шайбы 17 с коляется повы- - нусными проточками; 2 ил.МИзобретение относится к измерительной области, в частности при измерении параметра "нагрузка на крюк" в процессе бурения скважин, и является усовершенствованием устройства по авт,св. % 1613885.Известно устройство для измерения натяжения каната, используемое преимущественно для измерения параметра "нагрузка на крюк" в процессе бурения скважин, выполненное в виде корпуса с двумя опорами, на которьх на осях размещены ролики и 5 размещенный между опорами толкатель с датчиком силы, Устройство снабжено двумя кольцевыми упругими элементами, двумя поджимающими винтами и опорной крышкой, прйчем опоры выполнены в виде пар щек-рычагов, установленных свободно на общих осях, причем, на одном конце каждой пары выполнены пружины, в которых установлены оси роликов, выполненные саем ные и снабженные зажимами, а на втором конце выполнены упоры, напротив которых на корпусе размещены поджимающие винты, причем толкатель соединен с опорной крышкой, опертой надва кольцевых упругих 25 элемента,Однако в результате испытания изготовленного образца выяснилось, цто радиальные расточки для колец в корпусеустройства не обеспечивают их строго фик сированного положения, возникающего в результате неодновременного вращения поджимающих винтов, что приводит к перекосу крышки и появлению недопустимого перекоса толкателя, влияющего на точность 35 показаний, При работе устройства с максимальными нагрузками на крюке пазы рыцагов подвергаются деформации, что создает возможность изменения геометрических чика на канат последний имеет различную степень твердости, зависящую от его нагрузки, нерегулируемые ограничители угла наклона каната, установленные сбоку угловых скосов корпуса, не всегда способны сформировать необходимую величину угла,а следовательно, обеспечить точность измерений натяжения. Целью йзобретенйя является повыше 50 ние точности измерений и надежности устройства в эксплуатации. Цель достигается тем, что в устройство для измерения натяжения каната, содержащее корпус с двумя опорами, на которых на 55 Осях размещены ролики, размещенный между опорами толкатель с датциком силы, два кольцевых упругих элемента, два поджимающих нинта и опорную крышку, причем опоры выполнены в виде пар размеров устройства и, как следствие, искажения показаний, Так как при навеске датщек-рычагов, установлены свободно на общих осях, причем на одном конце каждой пары выполнены пружины, в которых установлены оси роликов, выполненные сьемными, и снабжены зажимами, а на втором конце выполнены опоры, напротив которйх на корпусе размещены поджимающие винты, причем толкатель соединен с опорной крышкой; опертойна два кольцевых упругих элемента, введены упругий разгрузочный элемент, закрейленный между толкателем и датчиком, две шайбы с коническими проточками, установленные на поверхности соответствующих щек рычагов, . два регулируемых .ограничителя, смонтированные на корпусе у соответствующих рычагов, две шаровые опоры, каждая из которых установлена между опорной крышкой и соответствующим упругим элементом в гнездах, выполненнь 1 х в крышке и упругих элемЕнтах, при этом кольцевые упругие элементы размещены в выполненных в корпусе гнездах призматической формы,Установка кольцевых упругих элементов в гнезда призматической формы обеспечивает их устойчивость, а в совокупности с упругими разгрузочными элементами позволяет устранить перекосы элементов конструкции устройства при приложении к нему усилия натяжения каната, .Введение упругого элемента в толкатель позволяет ему самоцентрироваться, что снижает потери на трение при передаце перемещения датчику сйлы. Наличие шайб с коническими проточкамиусиливает щеки с проушинами, исключает воэможность деформации пазов, а следовательно, и изменение стрелы прогиба каната. Примейение регулируемых ограничителей на внутренней грани корпуса обеспечивает измерение натяжения при высокой степени твердбсти каната, не позволяющей создать угол его перегиба, обеспечивающий прижим поверхности кайата кнерегулируемым ограничителям йа угловых скосах корпуса. Таким образомсовокупность отличйтельных признаков позволяет устранить перекосы элементов конструкции устройства при приложении к нему усилия; исключает возможность изменения стрелы прогиба каната, обеспечивает нормальный процесс измерения натяжения каната при монтаже датчика на канат высокой степени твердости, а следовательно, уменьшает йскажение преобразования натяжения каната в сигнал датчика силы, тем самым повышая точность измерений; Все перечисленные эффекты, достигаемые путем использования отличительных призна- . ков, уменьшают напряженность и износ отдельных элементов конструкции устрой10 20 25 30 35 ликвидацию осложнений и аварий в про 50 55 крышкой и соответствующим кольцевым упства, тем самым повышая надежность устройства "о целом.Нэ фиг. 1 изображено устройство;"общий вид, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1..Устройство для измерения натяжения каната содержит корпус 1, в призматические расточки которого помещены два кольцевых упругих элемента 2. На них опираетсяс помощью шариков 3 крышка 4, выполненная с радиальными проточками под канат. 5. В середине крышки заоинчен толкатель 6, сочленейный с упругим элементом 7, проходящий через центральное отверстие корпуса 1 и воздействующий на датчик 8 силы. По бокам крышки установлены направляющие 9, обеспечивающие крепление упругих эле- ментов. Доа зеркально выполненных рычага 10 изготовлены с закрепленными йа них с помощью винтов 11 упорами 12. В отверстиях нэ рычагах установлены четыре оси 13, две из которых заходят своими нйжними частями в аналогичные отверстий в корпусе с возможностью перемещейий о них. Эти оси на концах рычагов скрепляются с другой: стороны корпуса с двумя зеркально выполненными рычагами.14 через аналогичныеотверстия винтами 15 с возможностью взаимного перемещения всех рычагов. Пазы , ".а" рычагов 4 заходят на верхние оси 13, на которые насажены ролики 16 с проточками под канат. На головки рычагов с пазами насажены шайбы 17 с буртиками, проточки которых располагаются по шейкам рычагов, и крепятся их винтами с конусами 18, заходящими в ответные конусы шайб 17. Сбоку корпуса 1, напротив рычагов 10, эавинчиваатся двэ Ограничительных болта 19 с контргайками 20; необходимые для установки нужной стрелы прогиба каната. В концевые участки корпуса овинчиоэются два поджи мающих болта 21, контрящихся от самоотвинчивания винтами 22, воздействующих на опоры рычагов 12 и обеспечивающих перемещение рычагов при создании стрелы прогиба, К одному из концевых участков корпуса прикреплен тросик 23, имеющий нэ конце серьгу 24 с пазом и служащий для навески устройства на канат перед его креплением.Устройство работает следующим образом,На канат 5, находящийся под натяжением, созданным, например, весом бурильной колонны труб, с помощью тросика 23 с серьгой 24 наоешиоается устройство между роликами 16 и крышкой 4 при отпущенных винтах 18 и открытых рычагах 14 с пазами "а". Затем пазы "а" помещаются на оси 13 и крепятся винтами 18. Создается стрела прогиба каната путем перемещения рычагов 14 с помощью болтов 21 до их касания с ограничителями 19. Таким образом, канат воздействует на оерхйюю часть крышки 4 с усилием, пропорциональным силе его натяжения, Чувствительные элементы 2 преобразуют это усилие в линейное перемещение толкателя 6, воспрйнимаемое датчиком 8 силы. Грубое изменение диапазона измерения усилия производится путем замены чувствительных элементов 2, а изменение диапазона в незначительных пределах производится перемещением ограничителей 19,Повышение точности измерения силы натяжения каната.талевой системы буровой установки позволяет снизить погрешность определения одногоиз основных технологических параметров бурения - ".нагрузки нэ крюк", Достоверная информация об этом параметре позволяет распознавать на ранней стадии развития осложнения о процессе бурения скважин и принимать своевремеиные мерыпо недопущению их дальнейшего развитияи перерастания в эоэрию, Кроме того, точное знание параметрэ "нагрузка на крюк" позволяет определить производный параметр "нагрузка на долото", что обеспечивает применение методик оптимизации процесса работы долота на забое скважины. Таким образом, экономическая эффективйость от внедрения более точногоустройства для измерения йэтяжения каната будет формироваться за счет сокращения средств; затрачиваемых на цессе проводки скважин (в ряде рэйоноо, это составляет до 30 ф, стоимости строительства скважины), а также за счет сокращения количества израсходованных на проводку скважины долот путем их более рациональ- . ной отработки,Повышение надежности устройства обеспечит сокращение эксплуатационных расходов при его использовании. Формула изобретения Устройство для измерения натяженияканата по авт.св, М 1613885, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, о него введены упругий разгрузочный элемент, две шайбы с конйческими проточками, два регулируемых ограничителя и две шаровые опоры, каждая из которых установлена между опорной ругим элементом в гнездах, выполненных в крышке и упругих элементах, упругий разгрузочнйй элемент закреплен между толкателем и датчикЬм силы, шайбы с коническими проточками, установленные1756779 7на поверхности соответствующих щек рычагов, а регулируемые ограничители - на корпусе у соответствующих рычагов, при этом оставитель С. Ко ехред М,Моргент Редактор Н. Гуньког Корректор Т, Пал-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 оизводст Заказ 3083ВНИИПИ Государ П Тиражвенного комитета по из 113035, Москва, Ж, Р кольцевые упругие элементы размещены ввыполненных в корпусе гнездах призматической формы,Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб 4/5