NL8802801A - Inrichting voor het meten van tenminste de trekkracht in een lierdraad of dergelijke. - Google Patents

Description

INRICHTING VOOR HET METEN VAN TENMINSTE DE TREKKRACHT IN EEN LIERDRAAD OF DERGELIJKE

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting zoals beschreven in de kop van conclusie 1.

Een dergelijke inrichting wordt bijvoorbeeld toegepast bij een wire-line-unit ofwel boorputlier/ teneinde de belasting van de lierdraad tijdens de werkzaamheden te kunnen controleren. Bovendien wordt een dergelijke bekende inrichting gebruikt voor het meten van de gevierde lengte van de lierdraad.

De in de aanhef genoemde inrichting is een ontwikkeling van aanvrager en vormt een verbetering op de daarvoor bekende inrichting die gebruik maakt van twee in de langs-richting van de lierdraad achter elkaar opgestelde wielen en een derde halverwege deze twee wielen en daarboven. De lierdraad loopt tussen deze wielen door en krijgt daardoor een geringe S-slag. De kracht waarmee de wielen door de lierdraad van elkaar afgedrukt worden wordt gemeten en is een maat voor de trekkracht in de lierdraad. Het bezwaar van deze inrichting was dat vrij spoedig draadbreuk optrad/ doordat ten gevolgde van de bij het doorlopen van de meetinrich-ting telkens ondervonden wisselbelasting snel vermoeiing van het materiaal optrad.

Met de in de aanhef omschreven inrichting werd dit bezwaar verholpen en werd een gemiddeld tienmaal zo lange levensduur van de lierdraad bereikt.

Gebleken is dat ook deze inrichting een bezwaar heeft, namelijk dat de trekkrachtmeting onvoldoende nauwkeurig is, in het bijzonder dat wijzigingen in de trekkracht vertraagd worden gemeten.

De uitvinding beoogt de inrichting van de in de aanhef omschreven soort zodanig te verbeteren dat dit bezwaar wordt weggenomen.

Met de inrichting volgens de uitvinding wordt dit bereikt met de in het kenmerk van conclusie 1 aangegeven maatregelen.

Na een diepgaande analyse is gebleken dat de oorzaak van de meetonnauwkeurigheid daarin lag dat de draad in de "lus" niet de veranderingen in de trekkracht in de lierdraad volgde.

Gebleken is dat de oorzaak hiervan in het navolgende lag.

Een toename van de trekkracht in de lierdraad gaat gepaard met een (minimale) verlenging van de draad ten gevolge van elastische rek. Voor een vergroting van de trekkracht in de draad in de "lus" is een evenredige verlenging van dit draadgedeelte noodzakelijk. De hiervoor noodzakelijke verschuiving van het toelopende draadgedeelte ten opzichte van het weglopende draadgedeelte over het eerste wiel/ wordt door de wrijving op dit eerste wiel tegen gegaan. Bij een trekkracht verandering kan de overeenkomstige rekverandering in de draad in de lus pas geleidelijk en na enige tijd door relatieve kruip over het eerste wiel van de draadgedeelten optreden. De krachtmeting is dientengevolge op overeenkomstige wijze vertraagd.

Bij de uitvinding kunnen het toelopende draadgedeelte en het weglopende draadgedeelte vrij ten opzichte van elkaar verschuiven/ doordat deze over afzonderlijke wielen worden geleid. Met de inrichting volgens de uitvinding kunnen optredende trekkrachtveranderingen in de lierdraad dus onmid-delijk worden gemeten.

Een inrichting van de onderhavige soort wordt eveneens gebruikt voor het meten van de gevierde lengte van de lierdraad/ door de omwentelingen van een van de wielen te meten. De inrichting volgens de uitvinding heeft het bijkomende voordeel dat deze lengtemeting nauwkeuriger kan geschieden/ doordat geen fouten ten gevolge van de eerdergenoemde kruip optreden.

Een constructief zeer gunstige uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding wordt verkregen met de maatregel van conclusie 2. In het bijzonder wordt daarbij bij voor- keur de maatregel van conclusie 3 toegepast.

Wanneer de maatregel van conclusie 5 wordt toegepast wordt het voordeel bereikt dat de zich tussen de wielen uitstrekkende draadgedeelten evenwijdig aan elkaar lopen. De resultanten van de trekkracht op het tweede wiel is daardoor volgens een eenvoudige afhankelijkheid gelijk aan tweemaal de trekkracht. De meting kan daardoor eenvoudig worden verwerkt.

De uitvinding wordt in de navolgende beschrijving verder uiteengezet aan de hand van een in de figuren getoond voorkeursui tvoeringsvoorbeeld.

Pig. 1 toont schematisch een boorputlier in bedrijf/ waarbij de inrichting volgens de uitvinding wordt toegepast.

Fig. 2 is een vergroot detail volgens pijl II in fig. 1.

Fig. 3 is een gedeeltelijk weggebroken perspecti visch aanzicht van de inrichtinng volgens de uitvinding.

De Herinrichting 1 waarbij de meetinrichting volgens de uitvinding wordt toegepast/ heeft een uitwendig gestel in de vorm van een container# welke voor transport als zelfstandige# gesloten eenheid geschikt is en tevens alle voor het normale bedrijf van de Herinrichting op een willekeurige gewenste plaats noodzakelijke toebehoren omvat. In fig. 1 zijn van de Herinrichting slechts aangegeven een hydraulisch aggregaat 2 en een deur 3 van de bedieningscabine. Van de deur zelf is in fig. 1 slechts een liertrommel 4 zichtbaar# waarover een lierdraad 5 loopt. Deze voert naar het inwendige van een boorput 6# via een eerste kabelschijf 7 en een tweede kabelschijf 8# welke laatstgenoemde op enige afstand boven de boorput 6 wordt ondersteund door een staander 9. Met het zich binnen de boorput 6 bevindende vrije uiteinde van de kabel 5 is een lichaam 10 gekoppeld# waarvan het gedrag binnen de boorput door middel van de Herinrichting dient te worden bestuurd. Voor de goede werking van het lichaam 10 is het daarbij noodzakelijk dat de trekkracht in de lierdraad 5 in de gaten gehouden wordt alsmede de uitgevierde lengte van de lierdraad. Deze gegevens worden met de nog nader te beschrijven meetinrichting volgens de uitvin- ding bepaald.

Daar de boorput 6 zelf, de bijbehorende installatie 7, 8 en 9 en het lichaam 10 noch wat betreft hun uitvoering, noch wat betreft hun werking onderdeel van de uitvinding vor-; men, wordt op de details hiervan verder niet ingegegaan.

Zoals fig. 2 toont is de meetinrichting 11 aangebracht voor de liertrommel 4, zodat het van de liertrommel 4 komende, naar de meetinrichting 11 toelopende deel 12 van de lierdraad 5 in een lus 14 om de wielen 15, 16, 18 van de meetinrichting wordt geleid en de meetinrichting 11 weer verlaat als het weglopende deel 13. Het toelopende deel 12 en het weglopende deel 13 kunnen in eikaars verlengde liggen, doch kunnen ook een beperkte hoek met elkaar maken. Bijvoorbeeld kan het weglopende deel 13 onder een hoek van 30 schuin omhoog lopen. De liertrommel 4 wordt op niet nader te beschrijven wijze aangedreven door een aandrijving 19 en viert daarbij de lierdraad 5 of haalt deze in. De lierdraad 5 blijft daarbij continu in de lus 14 om de wielen van de meetinrichting 11 geslagen.

Pig. 3 toont meer in detail de constructie van de meetinrichting volgens de uitvinding.

De inrichting omvat een gestel 17 dat aan zijn boveneinde door middel van een schuiflager 21 in de richting dwars op de draad 5 over de vast in de lierinrichting 1 gemonteerde stang 20 verschuifbaar is. Aan zijn ondereinde draagt het gestel een pen 22 die in een langssleuf 23 steekt. De gehele meetwagen wordt tijdens het werken van de lierinrichting in de dwarsrichting van de draad 5 heen en weer bewogen, teneinde de wikkelingen op de liertrommel 4 te volgen.

Het gestel 17 draagt aan de toeloopzijde twee gelei-dingsrollen 39 en aan de wegloopzijde twee geleidingsrollen 40, die ervoor zorgen dat resp. het toelopende deel 12 en het weglopende deel 13 volgens een raaklijn ten opzichte van het eerste wiel 15 resp. derde wiel 18 bewegen.

Het gestel 17 omvat een bovenste gesteldeel 25 dat het eerder genoemde lager 21 draagt en een onderste gesteldeel 26. Het onderste gesteldeel 26 is aan een kant door mid- del van een scharnier 27 en aan de andere kant door middel van een krachtmeetdoos 28 met het bovenste gesteldeel 25 verbonden.

Bij de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn het eerste wiel 15 en het derde wiel 18 coaxiaal/ dicht naast elkaar en onafhankelijk roteerbaar op een as 31 gemonteerd. Het eerste wiel 15 is door middel van een spie 32 vast met de as 31 verbonden. De as 31 is verdraaibaar in het gesteldeel 25 gelagerd. Het derde wiel 18 is door middel van een lagerconstructie 33 verdraaibaar op de as 31 gemonteerd. De wielen 15 en 18 kunnen dus onafhankelijk van elkaar roteren.

Het tweede wiel 16 is door middel van een lager 29 gemonteerd op een vast met het gestel 26 verbonden as 30.

Zoals in de figuren is getoond, zijn de wielen 15, 16 en 18 aan hun omtrek voorzien van geleidingsschroeven, voor het nauwkeurig geleiden van de lierdraad.

Zoals fig. 3 duidelijk toont, strekt de lierdraad zich enerzijds nagenoeg volgens een raaklijn aan het eerste en het tweede wiel uit, en anderzijds volgens een raaklijn aan het tweede en het derde wiel. Opdat de lierdraad zich nauwkeurig volgens de genoemde raaklijnen uitstrekt, kan het tweede wiel 16 onder een kleine hoek ten opzichte van het eerste en derde wiel gemonteerd worden. In de praktijk is gebleken dat wanneer het eerste en derde wiel 15, 18 op de getoonde wijze dicht naast elkaar worden gemonteerd, volstaan kan worden met een evenwijdige montage van de wielen.

Een wijziging in de trekkracht in de lierdraad 5 plant zich onmiddelijk voort in het draaddeel 14 in de lus. Dit is het eenvoudigst in te zien wanneer men zich voorstelt dat de liertrommel 4 stilstaat en dat op het weglopende deel 13 van de draad een varabele trekkracht wordt uitgeoefend. Het lusdeel 14 van deze draad kan deze trekkracht onmiddellijk volgen, doordat de inherente verlenging ten gevolge van de elastische rek plaats kan vinden door een (geringe) relatieve verdraaiing van het eerste en derde wiel 15, 18.

De door de twee tussenliggende gedeelten van het lusdeel 14 van de lierdraad in de richting omhoog op het wiel 16 uitgeoefende kracht wordt via het lager 29/ de as 30 overgebracht op het onderste gesteldeel 26. De reactiekracht op de wielen 15 en 18 werkt via de as 31 op bovenste gesteldeel 25. Door de scharnierconstructie 27 heeft dit krachtenspel , op het bovenste en onderste gesteldeel 25 en 26 een druk op de meetdoos 28 tot gevolg. Eenvoudig is in te zien dat de door de meetdoos 28 gedetecteerde kracht evenredig is met de trekkracht in de lierdraad. De evenredigheidsfactor kan eenvoudig worden berekend op grond van geometrische overwegingen of kan door ijking worden bepaald.

Behalve voor het bepalen van de trekkracht in de lierdraad wordt de meetinrichting volgens de uitvinding ook gebruikt voor het bepalen van de gevierde draadlengte. Dit geschiedt met behulp van een door een steunconstruetie 35 met het gestel 17 verbonden en met de as 31 gekoppelde tacho-meteropnemer 34. Deze opnemer detecteert dus de omwentelingen van het eerste wiel 15. Dit wiel 15 heeft een zeer nauwkeurig afgewerke omtrek/ zodat een nauwkeurig bepaalde relatie tussen de omwentelingen van het wiel 15 en de gevierde lengte lierdraad bestaat. De meettechniek waarmee het signaal van de tachometer opnemer 35 omgezet wordt in een lengteaanduiding is op zichzelf bekend en wordt hier niet nader beschreven. Naast de lengte aanduiding kan uiteraard tegelijkertijd een snelheidsaanduiding worden verkregen/ zodat de snelheid waarmee de draad 5 wordt gevierd of ingehaald/ kan worden aangegeven.

Zoals in fig. 3 wordt getoond hebben de wielen 15/ 16 en 18 bij voorkeur dezelfde diameter. Hierdoor ontstaat een eenvoudige relatie tussen de trekkracht en de kracht waarmee de wielen ten gevolge van deze naar elkaar toe gedwongen worden. Bovendien zal de diameter van de wielen bij voorkeur zo groot mogelijk worden gekozen om de vermoeiings-belasting van de lierdraad 5 zo laag mogelijk te houden. Door de getoonde opstelling van de wielen wordt de draad 5 bij het passeren van de inrichting slechts in een richting gebogen en ondervindt deze niet een wisselbelasting/ zodat de levensduur van de draad minimaal ongunstig wordt beïnvloed.

Claims (5)

1. Inrichting voor het meten van tenminste de trekkracht in een lierdraad of dergelijke/ omvattende een gestel, een aan het gestel gelagerd eerste wiel en een aan het gestel gelagerd tweede wiel, zodanig dat het eerste en het tweede wiel althans één gemeenschappelijke raaklijn hebben, en waarbij de lierdraad of dergelijk in één lus om de wielen geslagen kan worden en zich daarbij aan één zijde volgens de gemeenschappelijke raaklijn tussen deze uitstrekt, en met het gestel verbonden middelen voor het meten van de door de trekkracht in de lierdraad veroorzaakte, het eerste en het tweede wiel naar elkaar toe dwingende kracht, met het kenmerk, dat aan het gestel een derde wiel gelagerd is zodanig dat dit een gemeenschappelijke raaklijn heeft met het tweede wiel aan de van de eerstgenoemde raaklijn afgekeerde zijde daarvan en waarbij de lierdraad of dergelijke over het eerste wiel, volgens de eerstgenoemde raaklijn naar het tweede wiel en daarvan volgens de tweede raaklijn naar het derde wiel en daarover wordt geleid.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het eerste en het derde wiel coaxiaal dicht naast elkaar en onafhankelijk roteerbaar zijn gemonteerd.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat van het eerste en het derde wiel er slechts één vast met een aan het gestel gelagerde as is verbonden, en dat het andere wiel roteerbaar op deze as is gelagerd.

4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat met de as een tachometer is gekoppeld.

5. Inrichting volgens een van de conclusies 2-4, met het kenmerk, dat alle wielen dezelfde effectieve diameter hebben.