устройство для контроля крутящего момента при свинчивании машинным ключом труб над устьем скважины

Формула изобретения

Устройство для контроля крутящего момента при свинчивании машинным ключом труб над устьем скважины, содержащее силовой механизм, посредством троса соединенный с рукояткой машинного ключа, направляющий узел троса с направляющим роликом, связанный с неподвижным основанием, и силоизмерительный преобразователь, одна сторона которого соединена с неподвижным основанием, отличающееся тем, что направляющий узел троса снабжен коромыслом, при этом на одном его плече смонтирован направляющий ролик, а другое плечо шарнирно соединено со второй стороной силоизмерительного преобразователя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности для контроля крутящего момента при свинчивании машинным ключом труб над устьем скважины.

Известны устройства для контроля крутящего момента при свинчивании машинным ключом труб над устьем скважины, включающие шарнирно укрепленное на конце рукоятки машинного ключа коромысло, на одном плече которого на стороне, прилежащей к рукоятке ключа, размещен датчик (силоизмерительный преобразователь), а второе плечо соединено с приводным канатом. В процессе работы сила натяжения приводного каната передается на ключ через коромысло с датчиком /1,2/.

Недостатком таких устройств является то, что измерительный датчик не защищен от ударов об оборудование, т. к. находится на самой подвижной части машинного ключа. Кроме того, требуется дополнительная балансировка машинного ключа и затруднена передача сигнала от датчика к регистрирующему (показывающему) прибору.

Указанные недостатки устранены в устройстве для контроля крутящего момента при свинчивании машинным ключом труб над устьем скважины, содержащем силовой механизм (пневмораскрепитель), трос, соединяющий силовой механизм с рукояткой машинного ключа, направляющий узел троса с направляющим роликом, соединенный с неподвижным основанием, и силоизмерительный преобразователь, одна сторона которого шарнирно соединена с неподвижным основанием, а вторая - с силовым механизмом /3/.

Установка силоизмерительного преобразователя в месте расположения силового механизма, защищенном от действия подвижных частей оборудования буровой установки, повышает надежность устройства, упрощает соединение силоизмерительного преобразователя с показывающим и регистрирующим приборами и эксплуатацию устройства.

Однако из-за различия мест расположения силового механизма и конструкций его крепления на буровых станках разных типов использование этого устройства сопряжено с необходимостью разработки в каждом случае новой конструкции силоизмерительного преобразователя и средств его соединения, что снижает универсальность данного устройства.

Изобретение решает задачу создания, при сохранении положительных характеристик рассмотренного известного устройства, более универсального в применении устройства для контроля крутящего момента при свинчивании с помощью машинного ключа труб над устьем скважины.

Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве для контроля крутящего момента при свинчивании машинным ключом труб над устьем скважины, содержащем силовой механизм, посредством троса соединенный с рукояткой машинного ключа, направляющий узел троса с направляющим роликом, связанный с неподвижным основанием, и силоизмерительный преобразователь, одна сторона которого соединена с неподвижным основанием, направляющий узел троса снабжен коромыслом, при этом на одном его плече смонтирован направляющий ролик, а другое плечо шарнирно соединено со второй стороной силоизмерительного преобразователя. В предпочтительном варианте исполнения коромысло направляющего узда выполнено равноплечим.

Оснащение направляющего узла троса коромыслом - постоянным элементом конструкции независимо от типа буровой установки, с которым соединен силоизмерительный преобразователь, исключает влияние типа буровой установки на конструкцию силоизмерительного преобразователя и средств его соединения, в результате чего устройство для контроля крутящего момента становится более универсальным в применении и без переработки может быть использовано на буровых установках разных типов.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для контроля крутящего момента.

Оно содержит силовой механизм (пневмораскрепитель) 1, посредством троса 2 соединенный с рукояткой машинного ключа 3 (на чертеже повернут на 90^o в плоскость чертежа), направляющий узел троса (в целом на чертеже не обозначен) с направляющим роликом 4 и силоизмерительный преобразователь 5. Направляющий узел включает держатель 6, установленный на шарнирах 7 на неподвижном основании 8 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (по чертежу), и коромысло 9, шарнирно соединенное с держателем 6, на одном плече которого (коромысла 9) смонтирован направляющий ролик 4, а другое плечо шарнирно соединено с силоизмерительным преобразователем 5. Другая сторона силоизмерительного преобразователя 5 шарнирно соединена с неподвижным основанием 10. Коромысло 9 предпочтительно выполнить равноплечим, чтобы облегчить тарирование силоизмерительного преобразователя 5.

Устройство работает следующим образом.

При свинчивании труб усилие от силового механизма 1 посредством троса 2 передается на рукоятку машинного ключа 3. Под действием усилия, воспринимаемого при этом направляющим роликом 4, коромысло 9 поворачивается вокруг шарнира, соединяющего его с держателем 6, по часовой стрелке (по чертежу), в результате чего усилие передается на силоизмерительный преобразователь 5, который преобразует его в сигнал, соответствующий действующему на ключ усилию, создающему крутящий момент, величина которого определяется с помощью соединенного с преобразователем 5 показывающего и/или регистрирующего прибора (на чертеже не показаны).

Наличие в устройстве для контроля крутящего момента элемента конструкции (коромысла), постоянного для всех типов буровой установки, с которым соединен силоизмерительный преобразователь, делает это устройство более универсальным в применении, т. к. благодаря этому тип буровой установки сам по себе не оказывает влияния на конструкцию силоизмерительного преобразователя и средств его соединения. А так как коромысло находится вне зоны действия рабочих органов буровой установки, то в этом устройстве также сохранены и преимущества известного устройства: надежность в работе, простота соединения силоизмерительного преобразователя с приборами контроля и регистрации и удобство эксплуатации.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 253699, кл. Е 21 В 19/10, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР 899875, кл. Е 21 В 44/00, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР 775304, кл. Е 21 В 45/00, 1980 (прототип).