FR2799837A1 - Procede et dispositif de mesure d'efforts en presence d'une pression exterieure - Google Patents
Procede et dispositif de mesure d'efforts en presence d'une pression exterieure Download PDFInfo
- Publication number
- FR2799837A1 FR2799837A1 FR9911948A FR9911948A FR2799837A1 FR 2799837 A1 FR2799837 A1 FR 2799837A1 FR 9911948 A FR9911948 A FR 9911948A FR 9911948 A FR9911948 A FR 9911948A FR 2799837 A1 FR2799837 A1 FR 2799837A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- tube
- pressure
- sensor
- coefficient
- gauge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 1
- 229910000816 inconels 718 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2218—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/007—Measuring stresses in a pipe string or casing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Procédé et dispositif de mesure d'efforts en présence d'une pression extérieure.Pour mesurer des efforts F exercés sur une pièce selon une direction donnée, en présence d'une pression extérieure p, on intègre dans la pièce un capteur (10) délivrant un signal de sortie de la forme S = alpha.F + (.p + gamma et on dimensionne ce capteur de façon à annuler le coefficient . A cet effet, on utilise un capteur (10) incluant un tube (12) formé d'une partie mince (12a) et d'une partie épaisse (12b), ainsi que des jauges de contrainte (16a, 16b, 18a, 20) montées dans le tube (12) et connectées entre elles pour former un pont de Wheatstone.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE D'EFFORTS EN PRESENCE
D'UNE PRESSION EXTERIEURE
DESCRIPTION
Domaine technique L'invention concerne un procédé destiné à mesurer des efforts exercés sur une pièce selon une direction donnée, en présence d'une pression extérieure applicant sur la pièce une force importante
comparativement aux efforts à mesurer.
L'invention concerne également un dispositif
de mesure d'efforts mettant en oeuvre ce procédé.
Une application privilégiée de l'invention concerne la mesure des efforts de compression ou de traction exercés sur un organe tel qu'un outil de fond de puits ou un train de tiges, par exemple lorsque cet organe est mis en place dans un puits pétrolier ou extrait d'un tel puits. En effet, les très fortes pressions régnant en fond de puits appliquent alors sur l'organe considéré une force sensiblement plus
importante que l'effort que l'on désire mesurer.
Etat de la technique Comme l'illustre notamment le document US-A-4 926 396, il est connu d'utiliser un transducteur de forme tubulaire, en céramique piézoélectrique, pour mesurer une pression. Ce document montre également qu'un tel transducteur, habituellement fermé par des plaques à ses deux extrémités, est sensible de façon différente aux contraintes exercées selon son axe et aux contraintes exercées radialement, du fait de la
pression extérieure.
Par ailleurs, le document US-A-5 107 710 montre qu'il est connu de mesurer une pression au moyen de jauges de contrainte connectées entre elles pour former un pont de Wheatstone et implantées sur un
diaphragme, du côté opposé à la pression à mesurer.
En revanche, on ne connaît pas de capteur permettant de mesurer des efforts exercés selon une direction donnée, indépendamment d'une pression extérieure agissant par ailleurs sur le capteur et susceptible d'engendrer des forces sensiblement plus
élevées que les efforts à mesurer.
Exposé de l'invention L'invention a précisément pour objet un procédé de mesure d'efforts F en présence d'une pression extérieure p. conçu pour être pratiquement insensible aux forces engendrées par cette pression, y compris lorsque ces forces sont très supérieures aux
efforts à mesurer.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un procédé de mesure d'efforts F exercés sur une pièce dans une première direction donnée, en présence d'une pression extérieure p, caractérisé en ce qu'on mesure la déformation d'une paroi dans une direction axiale parallèle à la première direction et en au moins deux points d'épaisseur de paroi différente dans une deuxième direction formant un angle non nul avec la première direction afin de compenser l'effet de la pression p. L'invention a aussi pour objet un procédé de mesure d'efforts exercés sur une pièce selon une direction donnée, en présence d'une pression extérieure, caractérisé en ce qu'il consiste à intégrer dans la pièce un capteur sensible aux efforts F et à la pression p et délivrant un signal de sortie du type S = a.F + P.p + y, dans lequel a est un coefficient d'effort, P est un coefficient de pression et 7 est une valeur de décalage, et à dimensionner ledit capteur de façon à annuler sensiblement le coefficient de pression f3. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise un capteur comprenant un tube incluant une partie relativement mince et une partie relativement épaisse, présentant un axe orienté selon la première direction, et dont on mesure des déformations selon cet axe et selon une direction
orthogonale à celui-ci.
D'autres modes de réalisation sont également possibles avec des capteurs incluant une partie mince et une partie épaisse, par exemple de formes
elliptiques ou avec des bossages.
Dans ce cas, chaque mesure des déformations de la paroi est effectuée avantageusement par deux jauges diamétralement opposées pour pouvoir compenser les
déformations en flexion.
De préférence, on utilise alors une paire de jauges parallèles à la première direction, deux paires de jauges orthogonales à la première direction, placées respectivement dans la partie relativement mince et dans la partie relativement épaisse et une paire de jauges inactives, les huit jauges étant connectées entre elles dans un pont de Wheatstone, le signal de sortie S du capteur correspondant au rapport entre une tension de sortie Vs et une tension d'entrée Ve de ce pont. Avantageusement, alors que le capteur est équipé de ses jauges, on peut diminuer voire annuler le coefficient de pression 3 en diminuant le diamètre
extérieur de l'une desdites parties du tube.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise un tube dont la partie relativement mince présente initialement des diamètres intérieur b0 et extérieur a0 définissant un premier rapport do = b et dont la partie relativement épaisse a0 présente initialement des diamètres intérieur B0 et extérieur Ao définissant un deuxième rapport Do - B, A0 les premier et deuxième rapports étant tels que - - 1 +,0 o 0 représente le coefficient de 1 - D02 1 - d02 Poisson estimé du tube; on mesure, à effort nul, les variations du signal de sortie du capteur en fonction de la pression; on en déduit le coefficient de pression initial 30 du capteur; on calcule une valeur optimisée u du coefficient de Poisson du tube à partir de la relation: 4.E 2(1 - d02) - (1- D02+.(d02) + .(1 D02) ( - do2+ (1 - D2K (1 - d02) + (1 - D02) o E représente le module d'Young du tube et K représente le coefficient de jauge propre à la jauge fournie par le fabricant de jauge; et on annule le coefficient de pression: - lorsque P0 est négatif, en diminuant le diamètre extérieur initial a0 de la partie relativement mince pour lui donner une valeur a telle que 1 + Bo a = b0. b1 -__ et - lorsque P0 est positif, en diminuant le diamètre extérieur initial A0 de la partie relativement épaisse pour lui donner une valeur A telle que A= Bo 21-. ó1- o- j L'invention a également pour objet un dispositif de mesure d'efforts exercés sur une pièce selon une direction donnée en présence d'une pression extérieure, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur intégré dans la pièce, ledit capteur étant sensible aux efforts F et à la pression p et délivrant un signal de sortie du type S = o.F + j.p + y, o a représente un coefficient d'effort, D représente un coefficient de pression et y représente une valeur de décalage, le capteur étant dimensionné de façon telle que le
coefficient de pression 3 est sensiblement nul.
Brève description des dessins
On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels; - la figure 1 est une vue en coupe qui représente de façon schématique un dispositif de mesure d'efforts conforme à l'invention; et la figure 2 illustre les connections électriques des jauges de contrainte du dispositif de
la figure 1, formant un pont de Wheatstone.
Description détaillée d'un mode de réalisation préféré
de l'invention Lorsqu'une pièce ou un organe quelconque est placé dans l'air, un effort limité appliqué sur cette pièce selon une direction donnée, par exemple verticale, peut être aisément détecté. Lorsque le même effort est appliqué sur une pièce ou un organe quelconque en présence d'une pression extérieure, l'effort détecté normalement selon ladite direction correspond à l'effort effectivement appliqué sur la pièce, augmenté du produit de la pression extérieure par la surface efficace de la pièce sur laquelle
s'applique la pression dans la direction considérée.
Lorsque la pression devient très élevée, comme c'est notamment le cas dans le fond d'un puits de pétrole, l'effort appliqué sur la pièce devient négligeable par rapport à la force appliquée notamment dans la même direction du fait de la pression
extérieure environnante.
Le procédé selon l'invention consiste à intégrer dans la pièce un capteur d'un type particulier, dimensionné et instrumenté de façon à délivrer un signal de sortie qui soit pratiquement
indépendant de la pression extérieure.
Dans le mode de réalisation préféré illustré sur les figures 1 et 2, on intègre à la pièce (non représentée) un capteur 10 comprenant un tube 12 en deux parties 12a et 12b, ainsi que des jauges de
contrainte placées à l'intérieur de ce tube.
Le tube 12 est un tube métallique dont l'axe 14 est prévu pour être placé selon la direction
d'application des efforts à mesurer.
La première partie 12a du tube 12 est une partie d'épaisseur de paroi relativement mince qui présente un diamètre extérieur a et un diamètre intérieur b. Cette partie relativement mince 12a est b
caractérisée par un premier rapport d = -.
a La deuxième partie 12b du tube 12 est une partie d'épaisseur de paroi relativement épaisse qui présente un diamètre extérieure A et un diamètre intérieur B. Cette partie relativement épaisse 12b est B
caractérisée par un deuxième rapport D = -.
A Le diamètre intérieur b de la partie relativement mince 12a est toujours supérieur au diamètre intérieur B de la partie relativement épaisse 12b. En revanche, les dimensions relatives des diamètres extérieur a et A des parties 12a et 12b du tube 12 peuvent être quelconques, c'est-à-dire que le diamètre extérieur a de la partie relativement mince 12a peut être supérieur, égal ou inférieur au diamètre
extérieur A de la partie relativement épaisse 12b.
Une première paire de jauges de contrainte 16a, 16a' est collée à l'intérieur de la partie relativement mince 12a, de façon à mesurer les déformations de cette partie du tube selon une
direction circonférentielle ou orthogonale à l'axe 14.
Une deuxième paire de jauges de contrainte 16b, 16b' est collée à l'intérieur de la partie relativement épaisse 12b, de façon à mesurer les déformations de celle-ci selon une direction
circonférentielle ou orthogonale à l'axe 14.
Une troisième paire de jauges de contrainte 18a, 18a' est collée à l'intérieur de la partie relativement mince 12a de façon à mesurer les
déformations du tube selon l'axe 14.
Enfin, une quatrième paire de jauges de contrainte 20, 20' est montée à l'intérieur du tube 12, sur une petite pièce (non représentée) réalisée dans le même métal que ce dernier et agencée de façon à être insensible aux efforts appliqués sur le tube. Pour cette raison, cette quatrième paire de jauges de contrainte 20 est appelée "jauge indéformable" ou "jauge inactive". Elle est utilisée pour équilibrer le pont. Elle voit cependant les effets de la température
(dilatation...).
Les deux jauges forment chacune des paires de jauges 16a, 16a, l6b, 16b', 18a, 18a' et 20, 20', qui sont montées dans le tube 12 en des emplacements diamétralement opposés par rapport à son axe 14, afin d'éliminer ou de compenser les déformations du tube en flexion. Comme on l'a illustré sur la figure 2, les 8 jauges 16a, 16a', 16b,16b', 18a, 18a' et 20, 20' sont connectées entre elles de façon à former un pont de Wheatstone dont les quatre noeuds sont repérés par les lettres A, B, C et D. Entre les noeuds B et C, la troisième jauge 18a et la deuxième jauge 16b sont connectées en série de façon à délivrer des tensions positives lorsqu'elles se déforment. Il en est de même pour les jauges 18a' et 16b', connectées en série entre les noeuds A et D. A l'inverse, la jauge indéformable 20 et la première jauge 16a sont connectées en série entre les noeuds D et C, de façon à délivrer des tensions négatives. Il en est de même pour les jauges 20' et 16a', connectées en série entre les noeuds A et B. Dans le pont de Wheatstone ainsi formé, une tension d'entrée V6 est appliquée entre les noeuds C et A et la tension de sortie V, est mesurée entre les noeuds D et B. Si l'on prend pour hypothèse que la résistance des jauges indéformables 20, 20' ne varie pas lorsque les efforts et la pression appliqués varient et que les résistances des huit jauges sont sensiblement égales en valeur absolue, on démontre aisément que lorsqu'un capteur 10 ainsi constitué est soumis à une pression extérieure p en l'absence d'effort selon son axe 14, le signal de sortie S du capteur correspondant au rapport de la tension de sortie Vs sur la tension d'entrée Ve est donné par la relation: S Vs -K 2 - U 1 + u (1) Ve 4.E 1 - D2 1 - d2 p o K représente le coefficient de jauge E représente le module d'Young du tube et u représente le coefficient de Poisson réel ou optimisé
du tube.
De même, on démontre aisément que lorsque ce même capteur 10 est soumis à un effort F selon l'axe 14 en l'absence d'une pression extérieure p. son signal de sortie S est donné par la relation:
V K +
S-s K I 1 + b.F (2) Ve -.E a2 - b2 A2 _ B2 Par conséquent, de façon générale, le signal de sortie S du capteur est du type: S = c.F +. p + 'y (3) o a, appelé "coefficient d'effort", est donné par la relation: 1 + X
= - (4)
a2 - b2 A2 - B2 1t appelé "coefficient de pression", est donné par la relation:
2 - 1 +
- _ (5)
1 - D2 1 - d2
et y, correspond à une valeur de décalage.
Conformément à l'invention, on dimensionne le capteur 10 afin d'annuler le coefficient de pression y, de façon à rendre le signal de sortie S du capteur insensible à la pression p. Compte tenu de la relation (5), donnant la valeur du coefficient de pression P, l'annulation de ce coefficient revient à donner au premier rapport d et au deuxième rapport D définis précédemment des valeurs
2 - 1 +
telles que = 1 - D2 1 - d2 De façon plus précise, on donne initialement au coefficient de Poisson du tube une valeur estimée uo (correspondant à la valeur donnée dans les tables de matériaux), à l'aide de laquelle on calcule des valeurs initiales do et Do des rapports d et D, en utilisant la relation: 2 - ỏ 1 + U0 2-t0l±u0 (6) 1 - Do02 1 - d02 A titre d'exemple, on peut donner à -0 une valeur égale à 0,3 lorsque le métal utilisé pour
réaliser le tube 12 est en Inconel 718.
Lorsqu'on effectue des essais à l'aide d'un capteur dimensionné de façon à satisfaire cette relation, on peut alors observer que ce capteur est encore sensible à la pression, ce qui signifie que le coefficient de pression D n'a pas réellement été annulé. Par conséquent, la valeur réelle ou optimisée u du coefficient de Poisson diffère de la valeur estimée -0. Dans ces conditions, le coefficient de pression peut être exprimé par la relation:
- K [ 2 - 1 + - 7
-4.E1 - D2- do 02 Afin de déterminer la valeur réelle ou optimisée v du coefficient de Poisson, on procède ensuite à un certain nombre de mesures ou d'essais, à effort nul, avec le capteur 10 ainsi dimensionné. Plus précisément, on mesure dans toutes les gammes de pression et de température susceptibles d'être rencontrées par le capteur les variations de son signal de sortie S. On déduit de ces essais le coefficient de pression initial D0 du capteur, puis on calcule la valeur optimisée ou réelle 1 du coefficient de Poisson à partir de la relation: 4.E 2 (1 Dd0:) - (1E - d) + 2 (1 - d0)-Po. (1 -- D02) 1K o(8) (1 - d02) + (1 - D02) Lorsqu'on connaît la valeur optimisée ou réelle u du coefficient de Poisson du tube, on annule le coefficient de pression D soit en diminuant le diamètre extérieur a0 de la partie relativement mince du tube lorsque P0 est négatif, soit en diminuant le diamètre extérieur A0 de la partie relativement épaisse
du capteur lorsque P0 est positif.
De façon plus précise, dans le premier cas (Po < o), on donne au diamètre extérieur ao de la partie relativement mince du tube une valeur a telle que: a = bo 1 t Bo (9)
2 - A
et, dans le deuxième cas (P0 > o), on donne au diamètre extérieure Ao de la partie relativement épaisse du tube une valeur A telle que: A Bo (10) L 2 1_(bo0
1 + 1a0.
Il est à noter que seules ces modifications dimensionnelles du tube sont possibles. En effet, du fait de la présence des jauges de contrainte collées à l'intérieur du tube, il n'est pas possible d'en modifier les diamètres intérieurs b0 et B0. Par ailleurs, il n'est matériellement pas possible
d'augmenter les diamètres extérieurs a0 et A0.
La description qui précède montre que le
dispositif de mesure d'efforts conforme à l'invention permet de mesurer des efforts exercés sur une pièce selon une direction donnée, indépendamment d'une pression extérieure éventuellement importante appliquée
sur cette pièce.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple. Ainsi, tout autre capteur d'efforts délivrant un signal de sortie S conforme à l'équation (3) et dans lequel le coefficient de pression D est rendu nul par un dimensionnement et/ou une
instrumentation spécifiques rentre dans le cadre de l'invention.
Claims (15)
1. Procédé de mesure d'efforts F exercés sur une pièce dans une première direction donnée, en présence d'une pression extérieure p, caractérisé en ce qu'on mesure la déformation d'une paroi dans une direction axiale parallèle à la première direction et en au moins deux points d'épaisseur de paroi différente dans une deuxième direction formant un angle non nul avec la première direction afin de compenser l'effet de la pression p.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un capteur (10) comprenant un tube (12) incluant une partie d'épaisseur de paroi relativement mince (12a) et une partie d'épaisseur de paroi relativement épaisse (12b), présentant un axe (14) orienté selon la première direction et dont on mesure des déformations selon cet
axe et selon une direction orthogonale à celui-ci.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque mesure des déformations de la paroi est effectuée par deux jauges diamétralement opposées pour pouvoir compenser les déformations en flexion.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on utilise une paire de jauges parallèles à la première direction, deux paires de jauges orthogonales à la première direction, placées respectivement dans la partie relativement mince et dans la partie relativement épaisse et une paire de jauges inactives, les huit jauges étant connectées entre elles dans un pont de Wheatstone, le signal de sortie (S) du capteur (10) correspondant au rapport entre une tension de sortie (Vs) et une tension
d'entrée (Ve) de ce pont.
5. Procédé de mesure d'efforts F exercés sur une pièce selon une direction donnée, en présence d'une pression extérieure p, caractérisé en ce qu'il consiste à intégrer dans la pièce un capteur (10) sensible aux efforts F et à la pression p et délivrant un signal de sortie S du type S = a.F + f.p + y, dans lequel a est un coefficient d'effort, P est un coefficient de pression et y est une valeur de décalage, et à dimensionner ledit capteur de façon à annuler le coefficient de pression P.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on utilise un capteur (10) comprenant un tube (12) incluant une partie d'épaisseur de paroi relativement mince (12a) et une partie d'épaisseur de paroi relativement épaisse (12b), présentant un axe (14) orienté selon ladite direction, et dont on mesure des déformations selon cet axe et selon une direction
orthogonale à celui-ci.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on annule le coefficient de pression en diminuant le diamètre extérieur (ao, A0) de l'une
desdites parties (12a, 12b) du tube.
8. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 6 à 7, dans lequel on diminue ou annule
le coefficient de pression f en modifiant l'épaisseur
des parties minces ou épaisses du capteur.
9. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 6 à 8, dans lequel on diminue ou annule
le coefficient de pression P en diminuant le diamètre extérieur (ao, AO) de l'une desdites parties (12a, 12b) du tube.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel on utilise un tube (12) dont la partie relativement mince (12a) présente initialement des diamètres intérieur b0 et extérieur a0 définissant un premier rapport do = - et dont la partie relativement ao0 épaisse (12b) présente initialement des diamètres intérieur B0 et extérieur A0 définissant un deuxième rapport Do = B, les premier et deuxième rapports étant A0 2 - -0 i + tels que 2-, +o U0 représente le 1 -D02 1 - d02 coefficient de Poisson estimé du tube; on mesure, à effort nul, les variations du signal de sortie du capteur en fonction de la pression; on en déduit le coefficient de pression initial 50 du capteur; on calcule une valeur optimisée u du coefficient de Poisson du tube à partir de la relation: 4.E 2 (1 - d02) - (1 - D02) +. Po - 2 v = K (1 - d02) + (1 - D02) o E représente le module d'Young du tube et K représente le coefficient de jauge; et on annule le coefficient de pression: - lorsque P0 est négatif, en diminuant le diamètre extérieur a0 de la partie mince pour lui donner une valeur a telle que a = b0. -1+ 21 Bo
2 - A
et - lorsque P0 est positif, en diminuant le diamètre extérieur initial A0 de la partie relativement épaisse (12b) pour lui donner une valeur A telle que
A = B
1l2% l bj] _ 1 + ( a0
11. Dispositif de mesure d'efforts F exercés sur une pièce selon une direction donnée en présence d'une pression extérieure p, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur (10) intégré dans ladite pièce, ledit capteur étant sensible aux efforts F et à la pression p et délivrant un signal de sortie S du type S = a.F + 3.p + y, o a représente un coefficient d'effort, f représente un coefficient de pression et y représente une valeur de décalage, le capteur étant dimensionné de façon telle que le coefficient de
pression P est nul.
12. Dispositif de mesure d'efforts F exercés sur une pièce dans une première direction donnée, en présence d'une pression extérieure p. caractérisé en ce qu'il mesure la déformation d'une paroi dans une direction axiale parallèle à la première direction et en au moins deux points d'épaisseur de paroi différente dans une deuxième direction formant un angle non nul avec la première direction X afin de compenser l'effet de la pression p.
13. Dispositif selon la revendication 12, comportant un tube (12) dont une partie relativement mince (12a) présente un diamètre intérieur (b) et un diamètre extérieur (a) définissant un premier rapport b d = -, une partie relativement épaisse (12b) du tube a (12) présentant un diamètre intérieur (B) et un diamètre extérieur (A) définissant un second rapport
B 2 - 1)+
D = -, et ces rapports sont tels que =, A 1 - D2 1 - d2 o U représente le coefficient de Poisson optimisé du tube.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel des moyens pour mesurer les déformations du tube (12) comprennent des jauges de contrainte (16a,16b,18a,20) montées à l'intérieur du tube (12) et connectées électriquement entre elles pour former un pont de Wheatstone alimenté par une tension d'entrée Ve et délivrant une tension de sortie Vs, le signal de sortie S du dispositif correspondant au rapport entre
la tension de sortie Vs et la tension d'entrée Ve.
15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel une première jauge (16a) et une deuxième jauge (16b) sont montées respectivement dans la partie relativement mince (12a) et dans la partie relativement épaisse (12b) du tube, de façon à mesurer des déformations selon des directions orthogonales audit axe (14), une troisième jauge (18a) est montée dans la partie relativement mince (12a), de façon à mesurer des déformations selon ledit axe (14), une jauge indéformable (20) est montée dans le tube, la première5 jauge (16a) et la jauge indéformable (20) sont connectées en série, et la deuxième jauge (16b) et la
troisième jauge (18a) sont connectées en série, pour former le pont de Wheatstone.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9911948A FR2799837B1 (fr) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | Procede et dispositif de mesure d'efforts en presence d'une pression exterieure |
| AU72838/00A AU7283800A (en) | 1999-09-24 | 2000-09-01 | A method and apparatus for measuring forces in the presence of external pressure |
| GB0202072A GB2369444B (en) | 1999-09-24 | 2000-09-01 | A method and apparatus for measuring forces in the presence of external pressure |
| PCT/EP2000/008608 WO2001023853A1 (fr) | 1999-09-24 | 2000-09-01 | Procede et dispositif pour mesurer des forces en presence de pression exterieure |
| CA2380372A CA2380372C (fr) | 1999-09-24 | 2000-09-01 | Procede et dispositif pour mesurer des forces en presence de pression exterieure |
| US10/070,234 US6575025B1 (en) | 1999-09-24 | 2000-09-01 | Method and apparatus for measuring forces in the presence of external pressure |
| NO20021458A NO327772B1 (no) | 1999-09-24 | 2002-03-22 | Fremgangsmate og apparat for maling av krefter ved tilstedevaerelse av ytre trykk |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9911948A FR2799837B1 (fr) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | Procede et dispositif de mesure d'efforts en presence d'une pression exterieure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2799837A1 true FR2799837A1 (fr) | 2001-04-20 |
| FR2799837B1 FR2799837B1 (fr) | 2005-12-02 |
Family
ID=9550209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9911948A Expired - Fee Related FR2799837B1 (fr) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | Procede et dispositif de mesure d'efforts en presence d'une pression exterieure |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6575025B1 (fr) |
| AU (1) | AU7283800A (fr) |
| CA (1) | CA2380372C (fr) |
| FR (1) | FR2799837B1 (fr) |
| GB (1) | GB2369444B (fr) |
| NO (1) | NO327772B1 (fr) |
| WO (1) | WO2001023853A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113756781A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-07 | 西南交通大学 | 一种低成本的地应力测试方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2442413C (fr) * | 2002-07-23 | 2011-11-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mesure de pression et de temperature de puits souterrain |
| US7775099B2 (en) | 2003-11-20 | 2010-08-17 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole tool sensor system and method |
| US7159468B2 (en) * | 2004-06-15 | 2007-01-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fiber optic differential pressure sensor |
| US20060292953A1 (en) * | 2005-06-22 | 2006-12-28 | Springfield Llc | Flame-resistant fiber blend, yarn, and fabric, and method for making same |
| GB2514304B (en) * | 2012-03-16 | 2016-04-06 | Nat Oilwell Dht Lp | Downhole measurement assembly, tool and method |
| EP3662236A4 (fr) * | 2017-08-05 | 2021-05-05 | Interface, Inc. | Transducteur de pression de force axiale |
| WO2019032470A1 (fr) | 2017-08-05 | 2019-02-14 | Interface, Inc. | Transducteur de pression de force axiale |
| US10591395B1 (en) | 2019-07-12 | 2020-03-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Lubricity testing with shear stress sensors |
| US10697876B1 (en) | 2019-07-12 | 2020-06-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fluid analysis devices with shear stress sensors |
| US10920571B2 (en) | 2019-07-12 | 2021-02-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Measurement of torque with shear stress sensors |
| US10920570B2 (en) | 2019-07-12 | 2021-02-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Measurement of torque with shear stress sensors |
| DE102019210558A1 (de) * | 2019-07-17 | 2021-01-21 | Zf Friedrichshafen Ag | Sensoreinrichtung und Verfahren zum Messen einer Zug- und/oder Druckkraft |
| US11732570B2 (en) * | 2019-07-31 | 2023-08-22 | Schlumberger Technology Corporation | Indirect detection of bending of a collar |
| US12000740B2 (en) * | 2020-11-17 | 2024-06-04 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Sensor apparatus |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2703491A (en) * | 1949-10-21 | 1955-03-08 | Phillips Petroleum Co | Strain measuring instrument |
| US3439541A (en) * | 1967-06-09 | 1969-04-22 | North American Rockwell | Multi-range pressure measuring device |
| US3827294A (en) * | 1973-05-14 | 1974-08-06 | Schlumberger Technology Corp | Well bore force-measuring apparatus |
| US3855857A (en) * | 1973-05-09 | 1974-12-24 | Schlumberger Technology Corp | Force-measuring apparatus for use in a well bore pipe string |
| US4324297A (en) * | 1980-07-03 | 1982-04-13 | Shell Oil Company | Steering drill string |
| DE3405127A1 (de) * | 1984-02-14 | 1985-09-05 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Kraftaufnehmer |
| US4789035A (en) * | 1988-03-28 | 1988-12-06 | Eaton Corporation | Load cell |
| US4926396A (en) | 1989-10-10 | 1990-05-15 | Teledyne Exploration | High pressure transducer |
| US5107710A (en) | 1990-01-08 | 1992-04-28 | Degussa | Pressure sensor |
| WO1993015306A1 (fr) * | 1992-01-31 | 1993-08-05 | Baker Hughes Incorporated | Organe de commande d'un outil de puits souterrain |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4267727A (en) * | 1979-09-21 | 1981-05-19 | Schlumberger Technology Corporation | Pressure and temperature compensation means for a downhole force measuring device |
| US4359898A (en) * | 1980-12-09 | 1982-11-23 | Schlumberger Technology Corporation | Weight-on-bit and torque measuring apparatus |
| US4608861A (en) * | 1984-11-07 | 1986-09-02 | Macleod Laboratories, Inc. | MWD tool for measuring weight and torque on bit |
| US4805449A (en) * | 1987-12-01 | 1989-02-21 | Anadrill, Inc. | Apparatus and method for measuring differential pressure while drilling |
| US4811597A (en) * | 1988-06-08 | 1989-03-14 | Smith International, Inc. | Weight-on-bit and torque measuring apparatus |
-
1999
- 1999-09-24 FR FR9911948A patent/FR2799837B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-01 CA CA2380372A patent/CA2380372C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-01 US US10/070,234 patent/US6575025B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-01 GB GB0202072A patent/GB2369444B/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-01 WO PCT/EP2000/008608 patent/WO2001023853A1/fr active Application Filing
- 2000-09-01 AU AU72838/00A patent/AU7283800A/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-03-22 NO NO20021458A patent/NO327772B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2703491A (en) * | 1949-10-21 | 1955-03-08 | Phillips Petroleum Co | Strain measuring instrument |
| US3439541A (en) * | 1967-06-09 | 1969-04-22 | North American Rockwell | Multi-range pressure measuring device |
| US3855857A (en) * | 1973-05-09 | 1974-12-24 | Schlumberger Technology Corp | Force-measuring apparatus for use in a well bore pipe string |
| US3827294A (en) * | 1973-05-14 | 1974-08-06 | Schlumberger Technology Corp | Well bore force-measuring apparatus |
| US4324297A (en) * | 1980-07-03 | 1982-04-13 | Shell Oil Company | Steering drill string |
| DE3405127A1 (de) * | 1984-02-14 | 1985-09-05 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Kraftaufnehmer |
| US4789035A (en) * | 1988-03-28 | 1988-12-06 | Eaton Corporation | Load cell |
| US4926396A (en) | 1989-10-10 | 1990-05-15 | Teledyne Exploration | High pressure transducer |
| US5107710A (en) | 1990-01-08 | 1992-04-28 | Degussa | Pressure sensor |
| WO1993015306A1 (fr) * | 1992-01-31 | 1993-08-05 | Baker Hughes Incorporated | Organe de commande d'un outil de puits souterrain |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113756781A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-07 | 西南交通大学 | 一种低成本的地应力测试方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6575025B1 (en) | 2003-06-10 |
| CA2380372A1 (fr) | 2001-04-05 |
| GB2369444B (en) | 2004-03-03 |
| WO2001023853A1 (fr) | 2001-04-05 |
| FR2799837B1 (fr) | 2005-12-02 |
| AU7283800A (en) | 2001-04-30 |
| GB2369444A (en) | 2002-05-29 |
| CA2380372C (fr) | 2013-02-26 |
| NO327772B1 (no) | 2009-09-21 |
| NO20021458L (no) | 2002-03-22 |
| GB0202072D0 (en) | 2002-03-13 |
| NO20021458D0 (no) | 2002-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2799837A1 (fr) | Procede et dispositif de mesure d'efforts en presence d'une pression exterieure | |
| EP0524856B1 (fr) | Procédé pour corriger de l'influence de la température les mesures d'une jauge de pression | |
| EP1056985B1 (fr) | Capteur d'extensiometrie destine a mesurer des deformations a calage mecanique de premiere pose et calibrage automatique en fonction de ce calage | |
| EP3320219B1 (fr) | Vis munie de jauges d'extensometrie pour mesurer la contrainte de traction et/ou de cisaillement subie(s) par la vis | |
| CA2608975C (fr) | Collier de mesure de la deformation laterale d'une eprouvette lors d'essais de compression, notamment uniaxiale ou triaxiale | |
| FR2983955A1 (fr) | Capteur de pression pour fluide | |
| EP0059295A1 (fr) | Cellule de mesure d'une force à effet radial | |
| EP0376795B1 (fr) | Capteur extensométrique de mesure de contraintes pour élément de forage | |
| EP3304020B1 (fr) | Dispositif de detection de pression | |
| EP0317429A1 (fr) | Procédé pour étalonner des appareils de mesure de force ou de moment et appareils s'y rapportant | |
| CA2885523A1 (fr) | Capteur de pression a base de nanojauges couplees a un resonateur | |
| EP0314541A1 (fr) | Jauges de contrainte à fluage reglable et procédé d'obtention de telles jauges | |
| EP3465123B1 (fr) | Capteur pour mesurer une force de serrage appliquée sur un organe d'assemblage a vis | |
| EP3289329A1 (fr) | Couplemètre à mesure de déformation | |
| US6799469B2 (en) | Method of measuring forces in the presence of an external pressure | |
| EP0291365B1 (fr) | Capteur de moments de flexion-torsion | |
| EP0244324B1 (fr) | Capteur de force à jauges résistives | |
| FR2648559A1 (fr) | Dispositif de mesure de force, au moyen de jauges extensometriques sollicitees normalement a leur surface | |
| FR2773611A1 (fr) | Appareil pour mesurer la pression differentielle entre au moins deux fluides | |
| FR3037139A1 (fr) | Procede de serrage et de controle du serrage de boulons d'assemblage par tendeur hydraulique a instrumentation integree avec mise en oeuvre par module electronique de traitement et de calcul | |
| EP3388808B1 (fr) | Dispositif de detection de pression a decouplage mecanique | |
| FR3001540A1 (fr) | Dispositif de mesure de torseur d'efforts, de structure du type multipode | |
| EP0517592A1 (fr) | Procédé et dispositif d'étalonnage de couplemètre et couplemètre compact adapté au dispositif | |
| FR3089032A1 (fr) | Procédé et appareil de calibration d’une paroi haptique associée à un capteur de force | |
| CA2321134A1 (fr) | Capteur d'extensiometrie destine a mesurer des deformations a calage mecanique de premiere pose et calibrage automatique en fonction de ce calage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse | ||
| D3 | Ip right revived | ||
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20160531 |