RU2244275C2

RU2244275C2 - Device for measuring rope tension

Info

Publication number: RU2244275C2
Application number: RU2002101761/28A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Григашкин (RU); Г.А. Григашкин; С.Е. Варламов (RU); С.Е. Варламов
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "Самарские Горизонты"
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2005-01-10

Abstract

FIELD: production equipment for oil industry.

SUBSTANCE: device has three rollers mounted in common housing and sensitive element made in form of shallow cylinder which is connected with middle roller through pusher. Sensitive element is mounted in perpendicular to pusher; pusher is made in form of fork. Several groups of strain gauges are mounted on surface of sensitive element to be relative perpendicular to each other. Strain gauges are connected to registering equipment. One of end rollers is made for rotation, the other one is fixed to prevent turning through. Middle roller is made for dismounting and back installation in fork. Fixed roller is made of two symmetrical halves which are turned to each other with groove for rope. One half is installed for removal and fixed by means of two bolts.

EFFECT: improved precision of measurement; simplified dismounting.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологическому оборудованию обеспечения бурении под нефть и газ и конкретно предназначено для измерения натяжения троса, что необходимо доя измерения веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото. Осевая нагрузка является одним из основных факторов, влияющим на процесс бурения. Механическая скорость проходки в значительной мере зависит от нагрузки на забой, которую определяют как разницу между весом бурильной колонны, когда инструмент чуть приподнят над забоем, и весом этой колонны во время бурения.The invention relates to technological equipment for drilling for oil and gas, and is specifically designed to measure the tension of the cable, which is necessary for milking the weight of the drilling tool and axial load on the bit. Axial load is one of the main factors affecting the drilling process. The mechanical penetration rate largely depends on the load on the bottom, which is defined as the difference between the weight of the drill string when the tool is slightly raised above the bottom and the weight of this string during drilling.

Известно устройство ГИВ-6 для измерения натяжения троса по книге Булатова И.А., Аветисова А.Г. Справочник инженера по бурению. М.: Недра, 1985, т.2, с.3. Основные узлы ГИВ-6 - это гидравлический трансформатор, манометр и самопишущий прибор с круговым диаграммным бланком.A device GIV-6 for measuring the tension of the cable according to the book of Bulatov I.A., Avetisova A.G. Handbook of a drilling engineer. M .: Nedra, 1985, v. 2, p. 3. The main components of GIV-6 are a hydraulic transformer, a manometer and a recording device with a circular diagram form.

Недостатком устройств подобной конструкции являются большие затраты на эксплуатацию, связанные с наличием гидросистем и самописцев.The disadvantage of devices of this design are the high operating costs associated with the presence of hydraulic systems and recorders.

Известно устройство для измерения натяжения каната (троса) по А.С. СССР №375502, МПК G 01 L 5/04, содержащее три опоры (башмака), между которыми пропущен трос. Чувствительный элемент и датчик соединены механической связью со средней опорой. Монтаж этого устройства в трособлочную систему весьма затруднителен.A device for measuring the tension of a rope (cable) according to A.S. USSR No. 375502, IPC G 01 L 5/04, containing three supports (shoes), between which a cable is passed. The sensing element and the sensor are mechanically connected to the middle support. The installation of this device in a cable system is very difficult.

Известно устройство для измерения натяжения гибких элементов про А.С. СССР №540168, МПК 2 G 01 L 5/04 (прототип). Это устройство содержит корпус и три ролика, в том числе два крайних и один средний. На корпусе закреплен чувствительный элемент в виде цилиндра с поршнем, пружиной и циферблатом.A device for measuring the tension of flexible elements about A.S. USSR No. 540168, IPC 2 G 01 L 5/04 (prototype). This device contains a housing and three rollers, including two extreme and one middle. A sensitive element in the form of a cylinder with a piston, a spring and a dial is fixed on the case.

Недостатки этого устройства: применение механического чувствительного элемента делает невозможным компьютеризацию обработки технологических параметров на буровой. Второй недостаток - длительность установки устройства на тросе, обусловленная сложностью конструкции крепления роликов в корпусе.The disadvantages of this device: the use of a mechanical sensitive element makes it impossible to computerize the processing of technological parameters at the drilling site. The second drawback is the length of installation of the device on the cable, due to the complexity of the design of the mounting of the rollers in the housing.

Задача создания изобретения - повышение точности измерения, обеспечения автоматизации процесса обработки технологических параметров и упрощение монтажа устройства в трособлочную систему.The objective of the invention is to increase the accuracy of measurement, to ensure automation of the processing of technological parameters and simplify the installation of the device in a cable system.

Устройство для измерения натяжения троса, содержащее установленные в общем корпусе три ролика и чувствительный элемент в форме цилиндра, механически соединенный толкателем со средним роликом, отличающееся тем, что чувствительный элемент установлен перпендикулярно толкателю, толкатель выполнен в виде вилки, один из крайних роликов выполнен с возможностью вращения, другой зафиксирован от проворота, средний ролик выполнен с возможностью демонтажа и обратной установки в вилке, при этом на поверхности чувствительного элемента взаимно перпендикулярно установлено несколько групп тензодатчиков, которые подключены к регистрирующей аппаратуре. Зафиксированный ролик выполнен из двух симметричных половинок, обращенных навстречу друг другу ручьем для троса. Одна из половинок зафиксированного ролика установлена с возможностью съема и закреплена двумя болтами. Чувствительный элемент выполнен в виде съемной втулки с лысками на наружной поверхности, в которые входит планка, фиксирующая съемную втулку в корпусе.A device for measuring the cable tension, comprising three rollers installed in a common housing and a cylinder-shaped sensor, mechanically connected by a pusher to the middle roller, characterized in that the sensor is mounted perpendicular to the pusher, the pusher is made in the form of a fork, one of the extreme rollers is made with the possibility rotation, the other is fixed from rotation, the middle roller is made with the possibility of dismantling and reinstallation in the plug, while on the surface of the sensing element mutually per several groups of load cells are connected perpendicularly, which are connected to the recording equipment. The fixed roller is made of two symmetrical halves facing towards each other with a cable brook. One of the halves of the fixed roller is removable and fixed with two bolts. The sensing element is made in the form of a removable sleeve with flats on the outer surface, which includes a strip fixing the removable sleeve in the housing.

Предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем, т.е. всеми критериями изобретения.The proposed technical solution has novelty, industrial applicability and inventive step, i.e. all the criteria of the invention.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1...2, гдеThe invention is illustrated in figure 1 ... 2, where

на фиг.1 приведена схема устройства,figure 1 shows a diagram of a device

на фиг.2 - вид по А.figure 2 is a view of A.

Устройство для измерения натяжения троса состоит из корпуса 1, в котором смонтированы три ролика 2, 3 и 4. Крайний ролик 2 установлен с возможностью вращения. Крайний ролик 3 зафиксирован от проворота и состоит из двух половинок 4 и 5, обращенных ручьями 7 и 8 навстречу друг другу и соединенных болтами 9 с гайками 10. Средний ролик 4 установлен в толкателе 11, который выполнен в виде вилки и содержит сквозной паз 12 с одной стороны для установки среднего ролика 4, с другой стороны в толкатель 11 установлен чувствительный элемента 13. Чувствительный элемент 13 выполнен в виде полого цилиндра 14 и установлен, кроме того, в опоре 15 и планке 16, имеющихся на корпусе 1. На наружной поверхности чувствительного элемента 13 выполнены лыски 17 для фиксации его от выпадения. На поверхности чувствительного элемента 13 взаимно перпендикулярно установлены две группы тензоэлементов 18 и 19.The device for measuring the cable tension consists of a housing 1 in which three rollers 2, 3 and 4 are mounted. The extreme roller 2 is mounted for rotation. The extreme roller 3 is fixed from rotation and consists of two halves 4 and 5, turned by brooks 7 and 8 towards each other and connected by bolts 9 with nuts 10. The middle roller 4 is mounted in the pusher 11, which is made in the form of a fork and contains a through groove of 12 s on the one hand, for mounting the middle roller 4, on the other hand, a sensing element 13 is installed in the plunger 11. The sensing element 13 is made in the form of a hollow cylinder 14 and is installed, moreover, in the support 15 and the strap 16, located on the housing 1. On the outer surface of the sensitive element 13 are flats 17 to secure it against falling out. On the surface of the sensing element 13 two groups of strain elements 18 and 19 are mutually perpendicularly mounted.

Перед работой устанавливают чувствительный элемент 13 с группами тензодатчиков 18 и 19 в сквозное отверстие толкателя 11 и в опоры 15 и планки 16, имеющиеся на корпусе 1 (фиг.1) Отворачивают две гайки 10 и снимают половину ролика 6. Устанавливают устройство так, чтобы трос прошел над роликами 2 и 3 и под средним роликом 4 (трос на фиг.1 и 2 не показан). Потом пропускают трос в ручей 7 и устанавливают половину ролика 6 на место. Завинчивают гайки 10 на болты 9. В толкатель 11 вставляют средний ролик 4. Тензодатчики 18 и 19 подключают к регистрирующей аппаратуре (На фиг.1 и 2 регистрирующая аппаратура также не показана). При натяжении троса толкатель 11 деформирует чувствительный элемент 13, зажатый между ним и опорой 15 и планкой 16. На группах тензодатчиков 18 и 19 возникают механические напряжения, которые преобразуются в электрический сигнал и подаются на регистрирующую аппаратуру или компьютер. Предложенная схема установки групп тензодатчиков 18 и 19 позволяет повысить точность измерений за счет исключения влияния температурного фактора. Замена механического датчика на электрический позволит использовать электронную регистрирующую аппаратуру или компьютер. Установка и снятие приспособления значительно упрощается и ускоряется и сводится к установке половины ролика б и среднего ролика 4.Before operation, a sensor element 13 with groups of load cells 18 and 19 is installed in the through hole of the pusher 11 and in the supports 15 and straps 16 on the housing 1 (Fig. 1) Two nuts 10 are unscrewed and half of the roller is removed 6. The device is installed so that the cable passed over the rollers 2 and 3 and under the middle roller 4 (the cable in figure 1 and 2 is not shown). Then the cable is passed into stream 7 and half of the roller 6 is put in place. Screw the nuts 10 onto the bolts 9. The middle roller 4 is inserted into the pusher 11. The load cells 18 and 19 are connected to the recording equipment (the recording equipment is also not shown in FIGS. 1 and 2). When the cable is pulled, the pusher 11 deforms the sensing element 13, sandwiched between it and the support 15 and the strap 16. On the groups of load cells 18 and 19, mechanical stresses arise, which are converted into an electrical signal and fed to the recording equipment or computer. The proposed installation scheme of the strain gauge groups 18 and 19 allows to increase the accuracy of measurements by eliminating the influence of the temperature factor. Replacing a mechanical sensor with an electric one will allow the use of electronic recording equipment or a computer. Installation and removal of the device is greatly simplified and accelerated, and boils down to installing half of the roller b and the middle roller 4.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Повысить точность измерения.1. Improve measurement accuracy.

2. Обеспечить установку устройства без перетяжки троса.2. Ensure the installation of the device without a cable pull.

3. Обеспечить удобство и быстроту сборки устройства.3. Ensure the convenience and speed of assembly of the device.

4. Автоматизировать регистрацию и обработку измеряемых параметров.4. Automate the registration and processing of measured parameters.

Claims

1. A device for measuring cable tension, comprising three rollers installed in a common housing and a sensing element in the form of a hollow cylinder, mechanically connected by a pusher to the middle roller, characterized in that the sensing element is installed perpendicular to the pusher, the pusher is made in the form of a fork, one of the extreme rollers made with the possibility of rotation, the other is fixed against rotation, the middle roller is made with the possibility of dismantling and reinstallation in the plug, while on the surface of the sensing element imno perpendicular to have multiple groups of strain sensors that are connected to recording equipment.

2. The device for measuring the cable tension according to claim 1, characterized in that the fixed roller is made of two symmetrical halves facing towards each other with a cable handle.

3. A device for measuring cable tension according to claim 2, characterized in that one of the halves of the fixed roller is removably mounted and secured with two bolts.

4. A device for measuring the cable tension according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the sensing element is made in the form of a removable sleeve with flats on the outer surface, which includes a strip fixing the removable sleeve in the housing.