RU157403U1 - AUTOMATIC DRILL KEY TORQUE ASSEMBLY - Google Patents
AUTOMATIC DRILL KEY TORQUE ASSEMBLY Download PDFInfo
- Publication number
- RU157403U1 RU157403U1 RU2013154170/03U RU2013154170U RU157403U1 RU 157403 U1 RU157403 U1 RU 157403U1 RU 2013154170/03 U RU2013154170/03 U RU 2013154170/03U RU 2013154170 U RU2013154170 U RU 2013154170U RU 157403 U1 RU157403 U1 RU 157403U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- key
- drill key
- measuring element
- drill
- shaped lever
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Узел контроля крутящего момента автоматического бурового ключа, включающий L-образный рычаг с измерительной планкой для возможности взаимодействия с пневмоприводом бурового ключа посредством клапанов, передвижной упор бурового ключа с возможностью передачи усилия от пневмопривода бурового ключа к передвижному упору через L-образный рычаг, а также включающий измерительный элемент с тензометрическим датчиком, отличающийся тем, что измерительный элемент образован корпусом и упругой мембраной с размещенным на ней, по крайней мере, одним тензометрическим датчиком, а узел также включает в себя датчик давления для определения включенной передачи пневмопривода бурового ключа, электрические кабели связи, электронную плату для обработки данных тензометрических датчиков, формирования сигнала для системы управления приводом ключа, устройство хранения калибровочных данных, причем измерительный элемент закреплен на передвижном упоре бурового ключа таким образом, что взаимодействует упругой мембраной c L-образным рычагом.The torque control unit of an automatic drill key, including an L-shaped lever with a measuring bar for the possibility of interaction with the pneumatic drive of the drill key through the valves, a mobile stop of the drill key with the possibility of transmitting force from the pneumatic drive of the drill key to the movable stop through the L-shaped lever, and also including a measuring element with a strain gauge sensor, characterized in that the measuring element is formed by a housing and an elastic membrane with at least one with a strain gauge sensor, and the unit also includes a pressure sensor for determining the included transmission of the pneumatic drive of the drill key, electric communication cables, an electronic board for processing the data of strain gauges, generating a signal for the key drive control system, a calibration data storage device, the measuring element being mounted on a mobile emphasis of the drill key in such a way that it interacts with an elastic membrane with an L-shaped lever.
Description
Полезная модель относится скважинной технике и может быть использована в составе буровых установок. При бурении нефтяных и газовых скважин необходимо контролировать величину крутящего момента свинчивания труб при наращивании буровой колонны во избежание ее обрыва при бурении.The utility model relates to downhole equipment and can be used as part of drilling rigs. When drilling oil and gas wells, it is necessary to control the magnitude of the torque of screwing the pipes when building the drill string to avoid its breakage during drilling.
Из патента №2353749 RU известен стационарный буровой ключ, содержащий корпус, размещенные в нем верхнее и нижнее трубозажимные устройства, приводной двигатель (гидромотор), коробку передач, моментомер, тормозное устройство, опорную колонну, пульт дистанционного управления. Моментомер включает в себя гидроцилиндр, установленный между корпусом коробки передач и корпусом ключа с возможностью уравновешивать реактивную силу от корпуса коробки передач при завинчивании и затяжке стыков силой гидравлического давления во внутренней полости гидроцилиндра, манометр, измеряющий давление в гидроцилиндре, и автоматический разгрузочный клапан.From patent No. 2353749 RU a stationary drill key is known, comprising a housing, upper and lower pipe clamping devices, a driving motor (hydraulic motor), gearbox, torque meter, braking device, support column, remote control located therein. The torque meter includes a hydraulic cylinder installed between the gearbox housing and the key housing with the ability to balance the reactive force from the gearbox housing when tightening and tightening the joints with the hydraulic pressure in the internal cavity of the hydraulic cylinder, a manometer measuring the pressure in the hydraulic cylinder, and an automatic unloading valve.
Известна механическая система отключения подачи воздуха на пневмопривод автоматических буровых ключей моделей АКБ-4 (ресурс http://www.alnas.ru/products/klyuch-burovoy) при превышении установленного на передвижном упоре значения максимального крутящего момента. Указанное техническое решение решает задачу контроля крутящего момента не полностью, т.к. служит только для отключения привода при превышении заданного максимального момента на ключах АКБ-4. Величина крутящего момента в процессе затяжки не контролируется. Кроме этого, в процессе эксплуатации ключа заводские настройки сбиваются, и это вызывает неопределенность момента отключения привода ключа. Восстановить настройки можно только на специальном стенде в заводских условиях.There is a known mechanical system for shutting off the air supply to the pneumatic drive of automatic drill keys of the AKB-4 models (resource http://www.alnas.ru/products/klyuch-burovoy) when the maximum torque value set on the mobile stop is exceeded. The specified technical solution solves the problem of torque control not completely, because serves only to shut off the drive when exceeding the specified maximum torque on the keys of the battery. The amount of torque during the tightening process is not controlled. In addition, during the operation of the key, the factory settings are lost, and this causes uncertainty when the key drive is disconnected. Restore settings can only be on a special stand in the factory.
Из патента №1834351 SU известен стационарный буровой ключ, который содержит стопорный механизм с кареткой, установленной на силовой колонне, механизм свинчивания-развинчивания, а также узел реагирования на изменение крутящего момента, который выполнен в виде двустороннего силоизмерительного гидравлического датчика либо двустороннего тензометрического датчика и размещен на качающейся телескопической опоре бурового ключа. При этом автоматизированная система на основе измерений датчика ограничивает крутящий момент приводного двигателя. Указанное техническое решение требует значительных изменений в конструкции бурового ключа: введение гидроцилиндра, дополнительных кронштейнов, шлангов и механических доработок под установку датчиков. Измерение при этом решении является косвенным, так как определяет величину усилия передаваемого от пневмопривода на передвижной упор расчетным путем через измерение давления, а не самого усилия развиваемого пневмоприводом ключа. Это снижает точность измерения.From patent No. 1834351 SU, a stationary drill key is known that contains a locking mechanism with a carriage mounted on a power column, a screw-unscrew mechanism, and also a torque response unit, which is made in the form of a two-way force-measuring hydraulic sensor or a two-way strain gauge and placed on the telescopic swinging support of the drill key. Moreover, an automated system based on sensor measurements limits the torque of the drive motor. The specified technical solution requires significant changes in the design of the drill key: the introduction of a hydraulic cylinder, additional brackets, hoses and mechanical improvements for the installation of sensors. The measurement in this solution is indirect, since it determines the magnitude of the force transmitted from the pneumatic actuator to the movable stop by calculation through pressure measurement, and not the force of the key developed by the pneumatic actuator. This reduces the accuracy of the measurement.
Наиболее близким аналогом является известный из патента №RU 2188297 автоматический стационарный буровой ключ, который содержит корпус, смонтированные в нем верхнее и нижнее трубозажимные устройства, редуктор, приводной двигатель и моментомер. Моментомер ключа имеет рычажный механизм, передвижной упор настройки крутящего момента и систему клапанов для автоматического отключения приводного двигателя после достижения установленного крутящего момента свинчивания. Передвижной упор установлен на крышке планетарного редуктора и поворачивается вместе с корпусом планетарного редуктора. Все остальные узлы моментомера размещены на кронштейне корпуса коробки передачи неподвижно. При достижении выставленного крутящего момента рычаг под действием реактивной силы передвижного упора поворачивается, преодолевая усилие пружины клапана рычага, и открывает этот клапан. Давление через клапан рычага подается на отсекающий клапан, который закрывается и перекрывает подачу воздуха в приводной двигатель.The closest analogue is the automatic stationary drill key known from Patent No. RU 2188297, which comprises a housing, upper and lower pipe clamping devices mounted therein, a gearbox, a drive motor and a torque meter. The key moment meter has a lever mechanism, a movable stop for adjusting the torque and a valve system to automatically turn off the drive motor after reaching the set make-up torque. The mobile stop is mounted on the planetary gear cover and rotates together with the planetary gear housing. All other components of the momentmeter are placed on the bracket of the gearbox housing motionless. When the set torque is reached, the lever under the action of the reactive force of the mobile stop rotates, overcoming the force of the lever valve spring, and opens this valve. The pressure through the lever valve is supplied to the shut-off valve, which closes and shuts off the air supply to the drive motor.
Описанный моментомер является сложным устройством, что снижает его надежность и повышает стоимость производства. Кроме того целесообразным является изготовлять узлы контроля крутящего момента съемными, и обеспечивающими возможность установки на буровые ключи различных типов.The described momentometer is a complex device, which reduces its reliability and increases the cost of production. In addition, it is advisable to produce torque control units removable, and providing the ability to install various types of wrenches.
Задачей является обеспечение контроля крутящего момента при свинчивании труб автоматическими буровыми ключами.The objective is to provide torque control when making up pipes with automatic drill keys.
Задача решается за счет конструкции узла контроля крутящего момента, в которую входит измерительный элемент на основе упругой мембраны с размещенным на ней, по крайней мере, одним тензометрическим датчиком, датчика давления для определения включенной передачи пневмопривода бурового ключа, электрические кабели связи, электронную плату для обработки данных тензометрических датчиков, формирования сигнала для системы управления приводом ключа, устройство хранения калибровочных данных. Причем измерительный элемент закреплен на передвижном упоре бурового ключа таким образом, что взаимодействует упругой мембраной с L-образным рычагом.The problem is solved due to the design of the torque control unit, which includes a measuring element based on an elastic membrane with at least one strain gauge sensor placed on it, a pressure sensor for determining the included transmission of the drill key pneumatic drive, electrical communication cables, an electronic processing board strain gauge sensor data, signal generation for a key drive control system, calibration data storage device. Moreover, the measuring element is mounted on a movable stop of the drill key in such a way that it interacts with an elastic membrane with an L-shaped lever.
В результате узел осуществляет непосредственное измерение крутящего момента, развиваемого приводом бурового ключа, формирует сигналы управления для привода в режиме реального времени. Также достигается оперативность и дешевизна монтажа узла контроля крутящего момента.As a result, the unit directly measures the torque developed by the drill key drive, generates control signals for the drive in real time. Efficiency and low cost of mounting the torque control unit are also achieved.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Узел контроля крутящего момента состоит изThe torque control unit consists of
1. Измерительного элемента с элементами крепления на передвижном упоре автоматического бурового ключа;1. A measuring element with fastening elements on a mobile emphasis of an automatic drill key;
2. Датчика давления для определения включенной передачи в пневмоприводе ключа;2. A pressure sensor for determining the engaged gear in the key pneumatic drive;
3. Электрических кабелей связи;3. Electric communication cables;
4. Электронной платы для обработки данных тензометрических датчиков, формирования сигнала для системы управления приводом ключа, а также устройства хранения калибровочных данных.4. An electronic board for processing data of strain gauge sensors, generating a signal for a key drive control system, as well as a calibration data storage device.
Измерительный элемент включает в себя корпус и упругую мембрану с размещенным на ней, по крайней мере, одним тензометрическим датчиком.The measuring element includes a housing and an elastic membrane with at least one strain gauge placed on it.
Корпус измерительного элемента закреплен на передвижном упоре автоматического бурового ключа между упором и L-образным рычагом, причем L-образный рычаг взаимодействует с мембраной измерительного элемента.The body of the measuring element is mounted on a movable stop of the automatic drill key between the stop and the L-shaped lever, and the L-shaped lever interacts with the membrane of the measuring element.
Измерительный элемент устанавливают вместо штатного упора, при этом сохраняется заводская система регулировки ограничения крутящего момента, посредством механической установки максимального крутящего момента по измерительной планке на L-образном рычаге.The measuring element is installed instead of the standard stop, while maintaining the factory torque limit adjustment system by mechanically setting the maximum torque on the measuring bar on the L-shaped lever.
Узел контроля крутящего момента работает следующим образом: усилие от пневмопривода ключа через стойку передвижного упора передается на измерительный элемент. Тот в свою очередь давит на L-образный рычаг включения передвижного клапана и отсекающего клапана. Таким образом, измерительный элемент выполняет роль штатного упора бурового ключа, одновременно производя прямое измерение усилия развиваемого пневмоприводом ключа. Далее измеренное значение в электронной части измерительного элемента с учетом длины плеча переводится в величину крутящего момента и по кабелю связи выдается в стандартном токовом сигнале 4-20 мА. Усилие от L-образного рычага передается на упругую мембрану измерительного элемента, прогибая ее на величину, пропорциональную величине этого усилия. Тензометрические преобразователи неэлектрических величин на упругой мембране выдают электрический сигнал, пропорциональный величине ее прогиба.The torque control unit operates as follows: the force from the pneumatic key drive through the rack of the mobile stop is transmitted to the measuring element. That, in turn, presses on the L-shaped lever to turn on the mobile valve and the shut-off valve. Thus, the measuring element plays the role of a regular stop of the drill key, while simultaneously making a direct measurement of the force developed by the pneumatic actuator key. Further, the measured value in the electronic part of the measuring element, taking into account the length of the arm, is converted into a torque value and is transmitted in a standard 4-20 mA current signal via a communication cable. The force from the L-shaped lever is transmitted to the elastic membrane of the measuring element, bending it by a value proportional to the magnitude of this force. Strain gauges of non-electric quantities on an elastic membrane give an electrical signal proportional to the magnitude of its deflection.
Электронная плата обрабатывает сигнал от тензометрических преобразователей неэлектрических величин в соответствии с калибровочными данными, введенными в устройство хранения измерительного элемента при калибровке на специальном стенде, а также в соответствии с данными датчика давления пневмопривода ключа.The electronic board processes the signal from strain gauge transducers of non-electrical quantities in accordance with the calibration data entered into the storage device of the measuring element during calibration on a special stand, as well as in accordance with the data of the pressure switch of the pneumatic actuator key.
Электропитание элементов в составе СКМ через электрический кабель связи.Power supply of elements in the SCM through an electric communication cable.
Описание рисунковDescription of drawings
На рисунке 1 приведена часть автоматического бурового ключа с размещенным на нем узлом контроля крутящего момента. 1 - упор передвижной 2 - измерительный элемент, 3 - датчик давления, 4 - кабель связи, 5 - винт регулировочный, 6 - рычаг, 7 - клапан передвижной, 8 - клапан отсекающий.Figure 1 shows a part of an automatic drill key with a torque control unit located on it. 1 - mobile stop 2 - measuring element, 3 - pressure sensor, 4 - communication cable, 5 - adjustment screw, 6 - lever, 7 - mobile valve, 8 - shut-off valve.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154170/03U RU157403U1 (en) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | AUTOMATIC DRILL KEY TORQUE ASSEMBLY |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154170/03U RU157403U1 (en) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | AUTOMATIC DRILL KEY TORQUE ASSEMBLY |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU157403U1 true RU157403U1 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54845849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013154170/03U RU157403U1 (en) | 2013-12-05 | 2013-12-05 | AUTOMATIC DRILL KEY TORQUE ASSEMBLY |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU157403U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722612C1 (en) * | 2016-08-24 | 2020-06-02 | Бауэр Машинен Гмбх | Working machine and method of soil treatment |
-
2013
- 2013-12-05 RU RU2013154170/03U patent/RU157403U1/en active IP Right Revival
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722612C1 (en) * | 2016-08-24 | 2020-06-02 | Бауэр Машинен Гмбх | Working machine and method of soil treatment |
US11473375B2 (en) | 2016-08-24 | 2022-10-18 | Bauer Maschinen Gmbh | Working machine and method for working the ground |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN204027929U (en) | Concrete creep instrument | |
CN103292969B (en) | Manual spring tension and compression testing machine | |
CN102384815A (en) | Pressure meter detecting device | |
CN203349779U (en) | Strain-type displacement sensor and elevator brake having same | |
RU85974U1 (en) | ADJUSTABLE SCREW POWER SUPPLY SUPPORT | |
US8744801B2 (en) | Controllable caliper | |
RU157403U1 (en) | AUTOMATIC DRILL KEY TORQUE ASSEMBLY | |
CN202252811U (en) | Detection mechanism for rubber diaphragm gas chamber piston leveling device | |
CN203287140U (en) | Pretightening force measuring mechanism | |
CN111413026B (en) | On-line detection device of multifunctional pressure measurement monitoring system | |
CN104180853B (en) | Mine country rock Multi-parameter coupling determinator | |
RU128929U1 (en) | SAFETY VALVE CHECK DEVICE | |
CN204228328U (en) | Torque sensor calibrating installation dual-purpose under water waterborne | |
CN201421329Y (en) | Displacement transducer calibration device | |
KR102487043B1 (en) | Spring hanger with actuating function | |
CN202194596U (en) | Torque meter for oil well casing tongs | |
CN202194597U (en) | Automatic control system for monitoring torque of oil well sleeve wrench | |
CN202433149U (en) | Pressure gage calibrating device | |
CN207554037U (en) | Oil field integrated temperature pressure transmitter | |
CN202141542U (en) | Diaphragm pressure gauge | |
CN203704872U (en) | Optical grating measuring gauge used for wheel dynamic balancing machine | |
CN209157636U (en) | A kind of bolt tension device based on robot | |
RU111649U1 (en) | VERTICAL LOAD SENSOR FROM DRIVE CHAIN WHEN TRANSMITTING CHAIN TORQUE TO THE ROTOR OF A DRILLING UNIT | |
CN206281646U (en) | A kind of single-station high/low temperature ball screw assembly, testing machine | |
CN201233838Y (en) | Electronic pressure switch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151221 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20170324 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181206 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20200312 |
|
PD9K | Change of name of utility model owner |