Датчики натяжения неподвижной ветви талевого каната (датчики натяжения)

Датчики измерения веса бурового инструмента

Датчики предназначены для измерения веса бурового инструмента и контроля нагрузки на долото при бурении скважин с вертикальным стволом, а также веса на крюке буровой установки при различных технологических операциях.

Измерение веса бурового инструмента – одна из важнейших задач технологических исследований в процессе строительства скважины, с помощью которой определяются:

· постановка долота на забой, начальное время бурения, момент соприкосновения долота и породы;

· критические проявления пластовых флюидов;

· осложнения в процессе бурения, проработки ствола скважины и СПО (образование прихватов инструмента);

· аварии, связанные с деформациями инструмента (например, слом бурильной колонны)

· и др.

Датчики измерения веса, получившее наибольшее распространение при геолого-технологических исследованиях, можно разделить на две группы:

· Датчики натяжения неподвижной ветви талевого каната («мертвого конца»);

· Датчики растяжения конструкций крепления неподвижной ветви талевого каната.

Датчики натяжения неподвижной ветви талевого каната (датчики натяжения)

Устройство. Датчики натяжения состоит из тензорезистивного первичного преобразователя силы, нормирующего усилителя и механизма натяжения каната, обеспечивающего регулировку угла его защемления.

Принцип работы. Основан на разложении усилия натяжения талевого каната в неподвижной его части на продольное и поперечное усилия. Поперечное усилие, передаваемое на первичный преобразователь силы, вызывает разбаланс моста первичного преобразователя. Нормирующий усилитель приводит величину этого разбаланса к стандартному диапазону величин.

Устанавливаются на неподвижной ветви талевого каната.

Преимущества такой конструкции в ее мобильности, легкости монтажа, удовлетворяющей точности.

Недостатки тесно связаны с достоинствами датчика. Из-за того, что датчик является съемным и не имеет жесткой опоры, происходит увеличение гистерезиса. Также показания датчика вплотную зависят от диаметра, степени фиксации в промежутке датчика, деформации и степени натяжения каната.

Рис.1. Принцип действия датчика веса, монтируемого непосредственно на неподвижном конце талевого каната.

а) б) в)

г) д) е)

Рис.2. Датчики натяжения неподвижной ветви талевого каната: а) ДНТК (ЗАО НППГА «Луч»), б) ДНК-2 (ООО НПФ «Геосфера»), в) ДНК-311-06 (ЗАО «ГЭЛС»), г) TCE-100H (MD Totco (в СГТИ Totco, Weatherford, PetroServices)), д) PRF5000 (Metior S.L.R., в СГТИ Geolog), е) XLD 100k-45T (Lida LTD).

Технические характеристики датчика ДНК

Параметр/Датчик	ДНТК	ДНК-311-06	ICS SW-01	ДНК-2	ДАВ-20	ДНК	ДВ	ДСТ-Н	ДН 130	TCE-100H	PRF 5000	XLD 100k-45T
Производитель	ЗАО НППГА «Луч»	ЗАО «ГЭЛС»	ООО «Геотек-Прибор»	ООО НПФ «Геосфера»	ТПГ	ОАО НПФ "Геофизика"	СКБ «Ореол»	ООО «Тензо-Измеритель»	ООО НПП «Петролайн-А»	MD Totco (США)	Metior S.L.R. (Италия)	Lida LTD (Китай)
Диаметр талевого каната, мм	20-50	25-39	-	-	-	-	-		16-38	22-50	-	-
Диапазон измерения усилий, кН	1-200	8-400	0-227	0-170	0-200	0-100 (200, 300)	0-150 (250, 350, 400, 500)	0-50	0-500	0-440	0-500	0-440
Основная приведенная погрешность, δ, %, не более	±0,025	±2	±0,2	±0,01	±1	±(0,4+0,04Х)	±1	±0,5	±3	±0,2	±0,01	-
Дополнительная погрешность на каждые 10^оС, δ_t, %, не более	-	±0,5	-	±0,011	±0,25	-	-	±0,25	-	±0,01	±0,005	-
Масса, кг, не более			-				-	6,5	4-14	7,7	-	-
Диапазон рабочих температур, ^оС	-40 … +50	-50 … +50	-	-40 … +70	-50 … +50	-	-	-30 … +50	-40 … +50	-40 … +82	-20 … +70	-30 … +60
Габаритные размеры, мм	370х130х110	560х210х400	-	360х140х330	280х175х102	300х200х115	-	290х100х100	-	457х114х254	-	-