SU775303A1

SU775303A1 - Rotary torque meter

Info

Publication number: SU775303A1
Application number: SU782679977A
Authority: SU
Inventors: Владимир Гаврилович Сечкин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1978-11-01
Publication date: 1980-10-30

Description

1one

Изобретение относитс к устройствам контрол параметров бурени нефт ник и газовых скважин,а именно к моментомерам, устанавливаемым на роторе буровой установки.5The invention relates to devices for monitoring the parameters of drilling for oil and gas wells, namely to torque gauges mounted on a drilling rig rotor.

Известен индикатор момента,содержащий первичный преобразователь,расположенный в звездочке ротора.На внутренней поверхности звездочки выполнены скошенные шлицы,которьде при прило- 10 женин момента стрем тс сместить ее в осевом направлении до упора в упругую мембрану. Перемещение мембраны преобразуетс в пневматический сигнал 1 .15A moment indicator is known which contains a primary transducer located in the rotor sprocket. On the inner surface of the sprocket there are beveled slots, which, when applied, momentarily tend to displace it in the axial direction against the stop into the elastic membrane. The movement of the membrane is converted into a pneumatic signal 1 .15

Недостатками этого устройства вл етс низка точность измерени и невозможность контрол при реверсировании .The disadvantages of this device are low measurement accuracy and inability to control when reversing.

Наиболее близким к изобретению вл етс роторный моментомер, который содержит рычажную систему преобразовани усилий И. При приложении момента к одному из плеч рычага второе 25 плечо перемещает опорный диск в осевом направлении до упора в поршни гидросистемы. Перемещение поршней преобразуетс в гидравлический сигнал .30Closest to the invention is a rotor torque meter, which contains a lever force conversion system I. When a moment is applied to one of the arms of the lever, the second 25 arm moves the bearing disc in the axial direction up to the stop in the hydraulic pistons. The movement of the pistons is converted to a hydraulic signal .30

Недостатками данного устройства вл ютс громоздкость конструкции и невысока точность измерени .The disadvantages of this device are cumbersome design and low measurement accuracy.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции моментомера и повышение точности преобразовани усилий .The aim of the invention is to simplify the design of the torque meter and improve the accuracy of the conversion of forces.

Это достигаетс тем, что механическа передача усилий выполнена в виде р да шариков, а на внешней поверхности ведомой муфты выполнены направл ющие П-образные пазы, в которых размещены шарики, кинематически св занные с опорным диском и через палец - с ведущей муфтой.This is achieved by the fact that the mechanical transfer of forces is made in the form of a series of balls, and on the outer surface of the driven coupling there are made guides U-shaped grooves in which balls are placed kinematically connected with the supporting disk and through the pin with the driving coupling.

На фиг.1 приведен роторный моментомер , общий вид; на фиг.2 - разрез А-А ни фиг.1 .Figure 1 shows the rotor torque meter, a general view; figure 2 - section aa not figure 1.

На валу ротора 1 жестко насажена ведома муфта 2, на внеишей цилинд20 рической поверхности которой выполнены три направл ющих П-образных паза . В эти пазы уложены шарики 3. Ведома ,-муфта соединена с ведущей муфтой 4 при помощи шариков и жестко св занных с ведущей муфтой пальцев 5.Упорный подшипник б, опорный диск 7 и нажимной,диск 8 свободно вращаютс на валу. Нажимной диск своим. торцом упираетс в упругие элементыOn the shaft of the rotor 1, a clutch 2 is rigidly mounted, on the outside of which the cylindrical surface of which three guide-U-shaped grooves are made. The balls 3 are placed in these grooves. Vedom, the coupling is connected to the drive coupling 4 with the help of balls and rigidly connected fingers with the drive coupling 5. The support bearing b, the supporting disk 7 and the pressure bearing 8 drive freely rotate on the shaft. Press drive your own. butt rests on elastic elements

преобразовател усилий 9. В частном случае это могут быть гидравлические элементы, которые соединены с индикатором 10. Преобразователь закрыт кожухом 11, который заполнен маслом дл создани масл ного тумана при вращении ведущей муфты.transducer 9. In the particular case of this may be hydraulic elements that are connected to the indicator 10. The transducer is closed by the casing 11, which is filled with oil to create oil mist when the drive coupling rotates.

Работает моментомер следующим об .разом.The current meter is working as follows.

Усилие от приводного механизма передаетс ведущей муфте 4, котора при помощи пальца 5 давит на шарики Под действием усили от вращающего момента шарики 3 перемещаютс в пазах муфты 2 и перемещают опорный диск 7 вдоль оси вала. Через упорный подшипник б опорный диск 7 перемещает нажимной диск 8 и оказывает давление на упругие элементы 9 преобразовател усилий, в данном слу чае на поршни гидросистемы. Индикатор 10 регистрирует величину усили пропорционально вращающему моменту, приложенному к муфте 4. Все детали, расположенные вправо от упорного подшипника, вращаютс вместе с валом ротора.The force from the drive mechanism is transmitted to the driving clutch 4, which with the help of finger 5 presses the balls. Under the action of the torque from the torque, the balls 3 move in the grooves of the clutch 2 and move the bearing disc 7 along the shaft axis. Through the thrust bearing b, the support disk 7 moves the pressure disk 8 and exerts pressure on the elastic elements 9 of the force transducer, in this case, on the hydraulic pistons. The indicator 10 registers the magnitude of the force in proportion to the torque applied to the coupling 4. All parts located to the right of the thrust bearing rotate with the rotor shaft.

При реверсировании работа моментомера происходит аналогичным образом с той лишь разницей, что палец 5 давит на шарики, расположенные в противоположной вйтви П-образнрго паза.When reversing, the work of the torque meter occurs in a similar way with the only difference that the finger 5 presses on the balls located in the opposite vitva of the U-shaped groove.

Температурна погрешность устран етс конструкцией системы. Температурное расширение рабочей жидкости системы компенсируетс перемещением опорного диска 7 в осевом направле-нии и выбором зазора между шариками и пальцем 5.The temperature error is eliminated by the system design. The temperature expansion of the working fluid of the system is compensated by moving the support disk 7 in the axial direction and the choice of the gap between the balls and the finger 5.

К другим источникам погрешностей следует .отнести наличие гистерезиса, вызванного силами трени от перемещени шариков 3 в направл ющих пазах Силы трени значительно можно уменьшить применением подшипников качени и смазки узлов механизма, что достигаетс созданием масл ного тумана, дл чего в кожух 11 заливаетс масло которое рассеиваетс при вращении деталей 2,4,6,7.Other sources of error should include the presence of hysteresis caused by the friction forces from moving the balls 3 in the guide grooves. while rotating parts 2,4,6,7.

В данной конструкции силы трени уменьшены за счет уменьшени площади соприкосновений трущихс частей шариков в направл ющих пазах.In this design, the friction force is reduced by reducing the contact area of the rubbing parts of the balls in the guide grooves.

к достоинствам данной конструкгдаи по сравнению с известными устройствами следует также отнести малые габариты , большую технологичность изготовлени и монтажа, меньшую стоимость за счет упрощени конструкции, исключени таких сложных узлов, как система рычагов.The advantages of this design compared with the known devices should also include small size, greater manufacturability and installation, lower cost by simplifying the design, eliminating such complex components as a system of levers.

Данный моментомер может работать как с карданньм, так и с цепным приводом . При карданнсад приводе звездочка крепитс на цилиндрической поверхности муфты 4 при помощи шпоночного соединени , это стало возможным за счет уменьшени габаритных размеров моме н томе ра.This torque meter can work with both cardannm and chain drive. With the cardan drive, the sprocket is mounted on the cylindrical surface of the coupling 4 by means of a keyed joint, this was made possible by reducing the overall dimensions of the torque of the torque.

, Данное устройство имеет также большую надежность по сравнению с прототипом за счет уменьшени количества сопр гаемых деталей.This device also has greater reliability compared to the prototype by reducing the number of mating parts.

Применение роторного моментсмера позвол ет повысить производительность труда и снизить материальные затраты за счет улучшени режимов бурени , правильной отработки долот и снижени аварийности долот и бурильных труб.The use of a rotary torque meter allows to increase labor productivity and reduce material costs by improving drilling patterns, correct bit processing and reducing the accidents of bits and drill pipes.

Claims

1. US patent number 3668926,. CL .. 73-136, published 1972.

2. USSR Author's Certificate for Application No. 2498657/03,

cl. E 21 B 45/00, 1977.