SU1642280A1

SU1642280A1 - Rotary torquemeter

Info

Publication number: SU1642280A1
Application number: SU894668291A
Authority: SU
Inventors: Мидхат Рахматуллович Мавлютов; Хамза Исхакович Акчурин; Петр Никитич Матюшин; Рамиль Владимирович Степанов; Виктор Михайлович Аничков
Original assignee: Уфимский Нефтяной Институт
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1989-02-01
Publication date: 1991-04-15

Abstract

Изобретение относитс к устройствам контрол параметров режима бурени при проводке нефт ных и газовых скважин, в частности к устройствам дл измерени крут щего момента на роторе буровой установки . Цель изобретени - повышение точности измерени . При включении ротора усилие от вала 3 приводного механизма передаетс на ведущую полумуфту 1 и на вал 4 ротора через резинокордный баллон 8 и ведомую полумуфту 2. В результате происходит упруга деформаци резинокордного баллона 8, расположенного между полумуфтами 1 и 2 и жестко скрепленного с ними, котора вызывает изменение объема баллона 8 и колебание давлени внутри него и внутри резинового шланга 6, концентрично расположенного в кольцевом гнезде, образованном ведомой, полумуфтой 2 и подвижным диском 7, а изменение давлени внутриThe invention relates to devices for monitoring parameters of a drilling mode when driving oil and gas wells, in particular to devices for measuring torque at a drilling machine rotor. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. When the rotor is turned on, the force from the shaft 3 of the drive mechanism is transmitted to the driving half coupling 1 and to the shaft 4 of the rotor through the rubber-cord cylinder 8 and the driven coupling half 2. As a result, elastic deformation of the rubber-cord cylinder 8 located between the coupling halves 1 and 2 and rigidly attached to them occurs. causes a change in the volume of the cylinder 8 and the pressure fluctuation inside it and inside the rubber hose 6, concentrically located in the annular nest formed by the slave, the coupling half 2 and the movable disk 7, and the pressure change inside

Description

Изобретение относитс к устройствам контрол параметров режима бурени при проводке нефт ных и газовых скважин, в частности к устройствам дл измерени крут щего момента на роторе буровой установки .The invention relates to devices for monitoring parameters of a drilling mode when driving oil and gas wells, in particular to devices for measuring torque at a drilling machine rotor.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На чертеже представлен роторный мо- ментомер, общий вид, разрез.The drawing shows the rotor momentometer, general view, section.

Роторный моментомер состоит из ведущей полумуфты 1, ведомой полумуфты 2, преобразовател момента в осевое усилие, гидравлического силоизмерител и компенсирующего узла.The rotor torque meter consists of a leading coupling half 1, a driven coupling half 2, a torque converter into axial force, a hydraulic load cell and a compensating node.

Ведуща полумуфта 1 жестко посажена на вал 3 привода ротора. Концентрично ведущей полумуфте 1 расположена ведома полумуфта 2, жестко посаженна на вал 4 ротора. Полумуфта 1 и вал 3, полумуфта 2 и вал 4 снабжены шпонками 5, что предотвращает проворачивание валов относительно полумуфт.The drive coupling half 1 is rigidly seated on the rotor drive shaft 3. Concentric to the leading half coupling 1 is located the driven coupling half 2, rigidly seated on the rotor shaft 4. The coupling half 1 and the shaft 3, the coupling half 2 and the shaft 4 are provided with keys 5, which prevents the shafts from turning in relation to the coupling halves.

Преобразователь момента в осевое усилие содержит резиновый шланг 6 высокого давлени , подвижный диск 7 и резинокорд- ный баллон 8. Шланг б концентрично расположен в кольцевом гнезде, образованном ведомой полумуфтой 2 и подвижным диском 7, Один конец шланга 7 герметично закрыт пробкой, а другой его конец с помощью штуцера 9 соединен с резинокордным баллоном 8, установленным между полумуфтами 1 и 2. Баллон 8 жестко скреплен с полумуфтой 1 и 2 при помощи привулканизованных металлических гаек 10, болтов 11.The torque converter into axial force contains a high pressure rubber hose 6, a movable disk 7 and a rubber-cord cylinder 8. Hose b is concentrically located in an annular seat formed by a driven coupling half 2 and a movable disk 7, One end of the hose 7 is sealed with a stopper, and the other end of it The end is connected with a rubber-cord cylinder 8, which is installed between coupling halves 1 and 2, by means of fitting 9. Balloon 8 is rigidly fastened to coupling half 1 and 2 with the help of vulcanised metal nuts 10, bolts 11.

Гидравлический силоизмеритель включает воспринимающий элемент в виде резинового шланга 12 высокого давлени , опорный диск 13 и неподвижую втулку 14, прикрепленную жестко при помощи болтов 15 к столу ротора 16. В кольцевом гнезде, образованном опорным диском 13 и втулкой 14, концентрично уложен шланг 12, один конец которого закрыт пробкой, а другой конец с помощью штуцера 17 соединен с трубопроводом 18, гидравлически сообщающим внутреннюю полость шланга 12 с манометром 19. Между подвижным диском 13 размещен упорный подшипник 20, через который передаетс усилие к гидравлическому силоизмерителю.The hydraulic force meter includes a sensing element in the form of a high pressure rubber hose 12, a bearing disc 13 and a fixed sleeve 14 fixed rigidly with bolts 15 to the rotor table 16. In the ring socket formed by the supporting disc 13 and sleeve 14, the hose 12 is concentrically laid the end of which is closed by a stopper, and the other end is connected to a pipe 18 by means of a fitting 17, which hydraulically communicates the internal cavity of the hose 12 with a pressure gauge 19. A thrust bearing 20 is placed between the movable disk 13, through which ts force to the hydraulic force meter.

Компенсирующий узел включает резинокордный баллон 21, размещенный в кольцевом пазе неподвижной втулки 14, внутренн полость которого сообщаетс с внутренним пространством упругого элемента 22, выполненного в виде резиновогоThe compensating assembly includes a rubber-cord cylinder 21 placed in the annular groove of the fixed sleeve 14, the internal cavity of which communicates with the internal space of the elastic element 22, made in the form of a rubber

шланга высокого давлени , расположенного в гнезде, образованном неподвижной втулкой 14 и опорным диском 13. Резино- кордный баллон 21 установлен неподвижно при помощи гаек 23 и болтов 24. Причемa high-pressure hose located in a seat formed by a fixed sleeve 14 and a supporting disc 13. The rubber-cord cylinder 21 is fixedly mounted with nuts 23 and bolts 24. Moreover

компенсирующий узел и механизм преобразовани момента в осевое усилие выполнены одинаковой формы с равными рабочими объемами, заполненными одной рабочей средой.The compensating unit and the mechanism for converting the moment to the axial force are made of the same shape with equal working volumes filled with the same working medium.

Роторный моментомер работает следующим образом.Rotary torque meter works as follows.

Перед началом работы гидравлическа система роторного моментомера (силоизмеритель , преобразователь момента в осевое усилие, компенсирующий узел) заполн етс рабочей средой с некоторым начальным давлением.Before starting work, the hydraulic system of the rotor torque meter (load measuring device, torque converter into axial force, compensating node) is filled with a working medium with a certain initial pressure.

При включении ротора усилие от вала 3 приводного механизма передаетс на ведущую полумуфту 1 и на вал 4 ротора через резинокордный баллон 8 и ведомую полумуфту 2. В результате этого происходит упруга деформаци резинокордного баллона 8, размещенного между концентрично расположенными полумуфтами 1 и 2 и жестко скрепленного с ними, котора вызывает изменение объема баллона 8 и колебание давлени внутри него и внутри резинового шланга 6, концентрично расположенного в кольцевом гнезде, образованном ведомой полумуфтой 2 и подвижным диском 7, а изменение давлени внутри шланга вызывает упругую деформацию последнего , поскольку резиновый шланг 6 св зан с подвижным диском 7, возникаетWhen the rotor is turned on, the force from the shaft 3 of the drive mechanism is transmitted to the driving coupling half 1 and to the shaft 4 of the rotor through the rubber-cord cylinder 8 and the driven coupling half 2. As a result, elastic deformation of the rubber-cord cylinder 8 located between the concentrically located coupling half and 1 and rigidly attached to them, which causes a change in the volume of the cylinder 8 and the pressure fluctuations inside it and inside the rubber hose 6, concentrically located in the annular socket formed by the driven coupling half 2 and the movable disk 7, and a change in pressure inside the hose causes elastic deformation of the latter, since the rubber hose 6 is connected to the movable disk 7,

осевое усилие на подвижном диске 7. Уси лие через подвижный диск 7.и упорный под . шипник 20 передаетс на опорный диск 13,axial force on the movable disc 7. Force through the movable disc 7. and stubborn under. dog 20 is transmitted to the bearing disc 13,

который, перемеща сь, сжимает резиновый шланг 12. При этом давление внутриwhich, moving, compresses a rubber hose 12. At the same time pressure inside

шланга 12 измен етс , и сигнал передаетс через трубопровод 18 манометру 19.hose 12 is changed, and the signal is transmitted through line 18 to pressure gauge 19.

При колебании температуры окружающей среды внутреннее давление гидравлической системы компенсирующего узла измен етс на ту же величину, что и в гидравлической системе механизма преобразовани момента в осевое усилие, тем самым исключаетс температурное вли ние на гидравлический силоизмеритель, что дает возможность определ ть действительное значение измер емой величины.When the ambient temperature fluctuates, the internal pressure of the hydraulic system of the compensating unit changes by the same amount as in the hydraulic system of the torque-to-axial force conversion mechanism, thereby eliminating the temperature effect on the hydraulic meter, which makes it possible to determine the actual value of the measured value .

Тариру манометр, определ етс текущее значение крут щего момента на валу ротора.The tariro gauge determines the current torque value on the rotor shaft.

Claims

Claims of the invention: A rotary torque meter containing a hydraulic force meter with a fixed sleeve, supporting and fixed disks, a mechanism for converting a torque into an axial force, made in the form of a rubber-cord cylinder installed

rigidly between the master and the driven coupling halves, the sensing element of the hydraulic force meter, placed in the socket formed by the driven coupling half and the movable disk, and connected to the internal cavity of the rubber-cord cylinder, distinguished by that. that, in order to improve the measurement accuracy, it is equipped with a compensating unit including a rubber-cord cylinder located in an annular groove made in a fixed sleeve, an elastic element made in the form of a rubber hose located in a slot formed by a fixed sleeve and a supporting disc, while the internal cavity the rubber-cord cylinder communicates with the internal space of the elastic element, and the rubber-cord cylinders of the moment-to-axial force conversion mechanism and the compensating unit are made of the same rmy and equal working volume filled with a working fluid.