RU1808958C - Drilling stand unit - Google Patents
Drilling stand unitInfo
- Publication number
- RU1808958C RU1808958C SU904878618A SU4878618A RU1808958C RU 1808958 C RU1808958 C RU 1808958C SU 904878618 A SU904878618 A SU 904878618A SU 4878618 A SU4878618 A SU 4878618A RU 1808958 C RU1808958 C RU 1808958C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure sensor
- strain gauge
- housing
- gauge pressure
- elastic element
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Использование: буровые стенды дл исследовани технических характеристик гидравлических двигателей и породоразрушающего бурового инструмента в процессе бурени . Сущность: имеетс тензометрический датчик давлени 5 (10), который расположен на уровне упругого элемента 6. Полости датчика давлени 5 (10) и элемента 6 сообщаютс между собой. Датчик давлени 5 может быть установлен за пределами корпуса 3 и параллельно упругому элементу .6. Датчик давлени 10 может быть выполнен с глухой внутренней полостью и установлен в корпусе 3. При измерении параметров исключаетс вли ние давлени промывочной жидкости на осевую нагрузку. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Usage: drilling rigs for studying the technical characteristics of hydraulic motors and rock cutting tools during drilling. Essence: there is a strain gauge pressure sensor 5 (10), which is located at the level of the elastic element 6. The cavities of the pressure sensor 5 (10) and element 6 are in communication. A pressure sensor 5 may be installed outside the housing 3 and parallel to the elastic element. 6. The pressure sensor 10 can be made with a blind internal cavity and installed in the housing 3. When measuring the parameters, the influence of the washing fluid pressure on the axial load is excluded. 2 s.p. f-ly, 3 ill.
Description
Изобретение относитс к буровой технике , а именно к буровым стендам, на которых исследуютс -технические характеристики гидравлических двигателей и породоразрушающего бурового инструмента в процессе бурени .The invention relates to drilling equipment, namely to drilling stands, on which the technical characteristics of hydraulic motors and rock-cutting drilling tools during drilling are studied.
Целью изобретени вл етс повышение точности и качества измерени силовых параметров процесса бурени за счет исключени вли ни давлени промывочной жидкости на осевую нагрузку.The aim of the invention is to increase the accuracy and quality of measurement of the power parameters of the drilling process by eliminating the influence of the washing fluid pressure on the axial load.
На фиг. 1 изображен узел бурового стенда; на фиг.2 - принципиальна схема включени компенсатора в гидравлическую систему бурового стенда на уровне измерительного упругого элемента; на фиг.З - пример установки компенсатора в корпусе, защищающем упругий элемент.In FIG. 1 shows the site of the drill stand; Fig. 2 is a schematic diagram of the inclusion of a compensator in the hydraulic system of a drill stand at the level of the measuring elastic element; in Fig.3 is an example of the installation of the compensator in the housing protecting the elastic element.
На фиг.1 изображены нагрузочное устройство 1, вращатель 2, измерительный упругий элемент в корпусе 3, долото 4; на схеме фиг.2 - компенсатор 5 - датчик давлени и измерительный упругий элемент 6; на фиг.З - упругий элемент 6 с тензометриче- QKHMH датчиками осевой силы 7 в защитном корпусе 8, где находитс соединенный каналом 9 с внутренней полостью упругого элемента датчик давлени 10 с размещенными на нем датчиками 11. Внутренний диаметр упругого элемента D2, внешний - DI. внутренний диаметр датчика давлени d2, внешний-di .Figure 1 shows the load device 1, the rotator 2, the measuring elastic element in the housing 3, the bit 4; in the diagram of Fig. 2 - a compensator 5 - a pressure sensor and a measuring elastic element 6; Fig. 3 shows an elastic element 6 with axial force strain gauges QKHMH 7 in a protective housing 8, where there is a pressure sensor 10 connected to the channel 9 with the internal cavity of the elastic element and the sensors 11 located on it. Internal diameter of the elastic element D2, external - DI . pressure sensor inner diameter d2, external-di.
Различие между двум схемами на фиг.2 и фиг.З заключаетс в том, что датчик давлени на фиг.2 работает за счет сжати продольных волокон рабочей цилиндрической части при расшир ющем действии внутреннего давлени , а на фиг.З - за счет совместного действи сжати и, с другой стороны, раст жени от действи того же давлени на дно датчика. Ниже оба эффекта подробно описываютс .The difference between the two circuits in FIG. 2 and FIG. 3 is that the pressure sensor in FIG. 2 works by compressing the longitudinal fibers of the working cylindrical part under the expanding action of internal pressure, and in FIG. 3 due to the combined action of compression and, on the other hand, stretching from the same pressure on the bottom of the sensor. Both effects are described in detail below.
Узел бурового Стенда работает следующим образом.Node Drill Stand works as follows.
С/)WITH/)
СWITH
0000
оabout
0000
ч елate
0000
При подаче нагрузки на долото и жидкости в гидравлическую систему промывки происходит деформирование упругого элемента , причем осевое деформирование происходит как за счет действи осевой нагрузки, равной заданной нагрузке на-долото , так и за счет действи внутреннего давлени , а также за счет раст гивающих усилий, возникающих при наличии перепада давлени на долоте, при этом соответствующие деформации равныWhen the load on the bit and fluid is applied to the hydraulic flushing system, the elastic element is deformed, and axial deformation occurs both due to the action of the axial load equal to the specified load on the bit, and due to the action of internal pressure, as well as due to tensile forces, arising in the presence of a differential pressure on the bit, while the corresponding deformations are equal
00
Дл определени путем компенсации неискаженного давлением сигнала осевой нагрузки соедин ют внутреннюю полость упругого элемента с тензометрическим датчиком давлени , электрический сигнал которого используетс дл компенсации вли ни давлени на осевую нагрузку,To determine the axial load signal by compensating for the pressure-undistorted signal, the internal cavity of the elastic element is connected to a strain gauge pressure sensor, the electrical signal of which is used to compensate for the effect of pressure on the axial load.
Деформаци стенки датчика давлени пропорциональна действующему внутри него давлению, так же как и у упругого элементаThe deformation of the wall of the pressure sensor is proportional to the pressure acting inside it, as well as for the elastic element
Есж 4 РосYeszh 4 Ros
Е (Ы-02)E (Y-02)
2vP -gD22vP -gD2
tf-D2tf-d2
браст :brast:
4N4N
Е(-й ---о2)E (th --- o2)
где ЕСЖ - деформаци сжати от действи осевой силы, равной нагрузке на долото Јос,where ECL is the compression strain from the action of axial force equal to the load on the bit Јос,
Ег деформаци сжати вдоль оси упругого элемента от расшир ющего действи внутреннего давлени р,Er compression deformation along the axis of the elastic element from the expanding action of internal pressure p,
Јраст- деформаци раст жени , возникающа от раст гивающего действи внутреннего давлени на колонну при полном или частичном перекрытии промывочных каналов долота, т.е. при возникновении рас; т гйвающей силы противодавлени N: N Р S, где S - величина перекрыти сечени .The tensile strain resulting from the tensile action of the internal pressure on the column with full or partial closure of the bit wash channels, i.e. when races occur; T back pressure N: N P S, where S is the amount of overlap of the cross section.
Максимальное раст гивающее усилие противодавлени возникает при полностью перекрытом внутреннем сечении буровой колонныThe maximum tensile back pressure occurs when the inner section of the drill string is completely closed
1 N 4 р Л DZ ,1 N 4 p L DZ,
I I
Из трех составл ющих осевого сигнала, соответствующего суммарной осевой де- формацииеосOf the three components of the axial signal corresponding to the total axial deformation
бос Јсж+ Cz+ Ерзстbos Јсж + Cz + Ерзст
только первый вл етс полезным, отвечающим реальной нагрузке на долото, а сумма остальных двух искажает полезный сигнал:only the first one is useful, corresponding to the real load on the bit, and the sum of the other two distorts the useful signal:
Бвред Ъ+ераст О 2v)Bvred b + erast O 2v)
ИAND
ttf-D2E 55ttf-D2E 55
То есть е - пропорциональна величинеThat is, e is proportional to
Р.R.
d d
Ez - -75-Ez - -75-
15fifteen
df - oidf - oi
При глухом торце датчика, как .З,With a blind end of the sensor, such as .3,
-к этому добавл етс еще деформаци раст -- to this is added strain deformation -
жени , также пропорциональна давлениюpressure is also proportional to pressure
20twenty
pdpd
ok ok
Ьраст - - .9 --о-Lrost - - .9 ---
jrE() и суммарна деформаци равнаjrE () and the total strain is
ek(1 -2v)ek (1 -2v)
dd
ОтношениеAttitude
Ч Р /pk .т2 / п2H R / pk .t2 / p2
L- Јвред/Ј - ---- /----2 1 - т 1 - гL- Ј harm / Ј - ---- / ---- 2 1 - t 1 - g
55
55
00
55
где т D2/Di, n d2/di, зависит только от размеров датчиков, а не от р, следовательно , оно остаетс посто нным при колебани х действующего внутреннего давлени , что позвол ет использовать электрический сиг- Q нал AVk, соответствующий деформацииwhere t D2 / Di, n d2 / di, depends only on the sizes of the sensors, and not on p, therefore, it remains constant under fluctuations in the effective internal pressure, which allows the use of an electric signal Qk corresponding to deformation
едо компенсации сигнала АУвредн, соответствующего Јвредн искажению сигнала осевой нагрузки. Величину L можно назвать коэффициентом компенсации. На показани датчика момента внутреннее давление не вли ет,A compensation signal for AUvred signal corresponding to Harmful axial load signal distortion. The value of L can be called the compensation coefficient. The pressure sensor is not affected by internal pressure
Электрическа компенсаци искажающего вли ни давлени на осевую нагрузку происходит следующим образом:Electrical compensation of the distorting effect of pressure on the axial load occurs as follows:
сигналы с тензомостов момента, нагрузки и давлени поступают на усилители посто нного тока (УПТ). Поскольку внутреннее давление не вли ет на работу тензомоста момента, выходной сигнал с УПТ момента снимаетс не искаженным.signals from strain gages of torque, load, and pressure are supplied to direct current amplifiers (DC amplifiers). Since the internal pressure does not affect the operation of the torque bridge, the output signal from the torque converter is removed without distortion.
Сигнал с тензомоста нагрузки содержит составл ющую от давлени , Дл компенсации он подаетс на электронное устройство, которое суммирует его с определенным знаком с сигналом от датчика давлени в пропорции , задаваемой путем первичной тарировки при одном значении давлени . Разно- стный сигнал вл етс электрическим аналогом осевой нагрузки без искажени .The signal from the load bridge of the load contains a pressure component. To compensate, it is supplied to an electronic device that sums it with a certain sign with the signal from the pressure sensor in the proportion set by primary calibration at a single pressure value. The difference signal is an electrical analog of the axial load without distortion.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904878618A RU1808958C (en) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | Drilling stand unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904878618A RU1808958C (en) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | Drilling stand unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1808958C true RU1808958C (en) | 1993-04-15 |
Family
ID=21543032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904878618A RU1808958C (en) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | Drilling stand unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1808958C (en) |
-
1990
- 1990-10-29 RU SU904878618A patent/RU1808958C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Мальцев А.В. и др. Приборы и средства контрол процессов бурени . Спр. пособие, М.Н., 1989, с. 28-38. Отчет по теме № 12 Исследование и разработка новых конструкций шарошечных долот. М., ВНИИБТ, 1977, с. 39-49. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4811597A (en) | Weight-on-bit and torque measuring apparatus | |
CA2129459C (en) | Load cells for sensing weight and torque on a drill bit while drilling a well bore | |
US4359898A (en) | Weight-on-bit and torque measuring apparatus | |
US3855857A (en) | Force-measuring apparatus for use in a well bore pipe string | |
US6662645B2 (en) | Apparatus and method for measuring forces on well logging instruments | |
GB1472128A (en) | Well bore force-measuring apparatus | |
CN109141269B (en) | Distributed fiber grating hole wall strain gauge | |
RU1808958C (en) | Drilling stand unit | |
US4328704A (en) | Apparatus for measuring the deformation and stress condition of the string of casing of drilled oil wells | |
WO2003012385A1 (en) | Pressure converter | |
JPS6221117B2 (en) | ||
US4359899A (en) | Weight on drill bit measuring apparatus | |
SU1170129A1 (en) | Hole-bottom apparatus for measuring axial load | |
RU2131974C1 (en) | Self-contained bottomhole device for measurement of force parameters | |
RU1808960C (en) | Drilling stand unit | |
CN214836307U (en) | Hydraulic underground tension device | |
RU2251617C2 (en) | Device for measuring pressure during well-boring | |
RU2087702C1 (en) | Digital device for measuring drilling parameters | |
CN216482839U (en) | Optical fiber type inclinometer | |
FR2425650A1 (en) | Measuring mechanical characteristics of terrain - is performed by vertical and horizontal jacks in bore hole with manometers indicating pressures exerted by jack | |
SU939643A1 (en) | Apparatus for testing soil | |
SU1146447A1 (en) | Apparatus for measuring deformation in wells | |
SU1182156A1 (en) | Hole-bottom transmitter of bit axial load | |
SU1657643A1 (en) | Method for measuring rock mass strains | |
CN1514217A (en) | High precision steel wire type strain (stress) sensor |