Забойный датчик для измерения осевой нагрузки и крутящего момента

Забойный датчик для измерения осевой нагрузки и крутящего момента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Л И С А Н И Е (») 44l39 I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сои)в Советсиик

Социалистически)(Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 03.12.69 (21) 1377466/22-3 с присоединением заявки М (32) Приоритет

Опубликовано 30.08.74. Бюллетень Ме 32

Дата опубликования описания 27.10.75 (51) М. Кл. Е 21b 13/00

Е 21b 17/00

Е 21b 19/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622,24.08 (72) Авторы изобретения

Э. А. Айзуппе, Г. М. Костяницин, Д. А. Мишунин, С. М. Павлова, А. П. Любарский и А. А. Куделина

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке и эксплуатации нефтетгромысловых труб (71) Заявитель (54) ЗАБОЙНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОЙ

НАГРУЗКИ И КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к области бурения скважин, а имепно к скважинным записывающим устройствам.

Известен забойный датчик для измерения осевой нагрузки и крутящего момента, содержащий измерительный блок, установленный над упругим элементом с предохранительным стаканом, размещенным между верхним и нижним переводниками.

Преобразователи деформации (тензодатчики) расположены на поверхности упругого элемента и работают в воздушной среде, а предохранительный стакан только защищает эти элементы от проникновения промывочной жидкости.

Упругий элемент такого датчика испытывает в скважине сжимающие и растягивающпе усилия. Работа упругого элемента при знакопеременных нагрузках ухудшает его статические характеристики, в результате чего снижается точность измерения.

В предлагаемом датчике с целью повышения точности измерения стакан выполнен с буртиком на внутренней поверхности, взаимодействующим с буртиком упругого элемента.

Описываемый датчик изображен на чертеже.

Забойный датчик для измерения осевой нагрузки и крутящего момента состоит из верхнего 1 и нижнего 2 переводников, измерительного блока 3 и упругого чувствительного элемента 4, на котором укреплены индуктивные преобразователи 5 и навернут предохранительный стакан 6.

5 Для измерения осевой нагрузки индуктивные преобразователи устанавливаются в плоскости, перпендикулярной оси, а при измерении крутящего момента в плоскости, параллельной оси цилиндра упругого элемента.

10 На упругий элемент навернут предохранительный стакан, имеющий специальный буртик 7, упирающийся в такой же буртик 8 упругого элемента. При отсутствии нагрузки зазора между буртиками нет. Упругий чувстви)5 тельный элемент и предохранительный стакан выполнены из разных материалов, причем модуль упругости материала предохранительного стакана выше.

В основе работы устройства лежит прин2О цип измерения деформации упругого элемента под действием осевой нагрузки и крутящего момента. Прп действии сжимающих усилий упругий чувствительный элемент деформируется и между буртиками появляется зазор.

25 Таким образом, упругий чувствительный элемент полностью воспринимает осевую нагрузку. При действии растягивающпх усилий силовой поток проходит через упругий элемент и предохранительный стакан. Напряже3О ния. возникающие при этом в упругом элемен441391

Р Е1$)

Ра ЕвБ, Предмет изобретения

6ji

1ф Я

Г

Составитель С, Павлова

Тскред T. Курилко Коррсктор И, Позняковская

Редактор Е. Шепелева

Заказ 2343ll Изд. ¹ 1290 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4,5

Тппографп I, !Ip. Сапунова, 2 те и предохранительном стакане, будут зависеть от их модуля упругости и площади поперечного сечения.

Соотношение усилий, передаваемых через стакан и упругий элемент, выражается формулой где P — усилие в стакане, Š— модуль упругости стакана, S< — площадь поперечного сечения стакана, Р2Е252 — соответствующие параметры упругого элемента.

Поскольку габариты устройства не позволяют существенно увеличить отношение S<. 5а, эти детали необходимо выполнять из различного материала, При Е )Еа получим Р1)Рг, т. е. основной силовой поток при действии растягивающих усилий будет передаваться через предохранительный стакан, что дает воз5 можность улучшить характеристики упругого элемента.

lo Забойный датчик для измерения осевой нагрузки и крутящего момента, состоящий из измерительного блока, верхнего и нижнего переводппков, между которыми расположен упругий элемент с предохранительнь1м стаканом, 15 отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, стакан выполнен с буртиком на внутренней поверхности, взаимодействующим с буртиком упругого элемента.