УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, и предназначена для измерения натяжения геофизического кабеля при спускоподъемных операциях в скважине.
6
Известно устройство для измерения длины и натяжения кабеля, содержащее опорную раму, гидроцилиндр с плунжером, в который встроен датчик давления, соединенный электрической связью с блоком индикации и три обводных ролика, один из которых выполнен подвижным и установлен на рычаге, один конец которого соединен шарниром с опорной рамой, а другой соединен с плунжером через упругий элемент (патент РФ №2132459, М клЕ21В 47/00, опубл. 27.06.99).
Недостатком устройства является то, что из-за наличия поршневой системы для преобразования силы натяжения в давление в динамическом режиме работы возникают значительные отклонения показаний от измеряемой величины.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является устройство для измерения натяжения, скорости перемещения, длины кабеля и считывания магнитных меток, содержащий балку с наклеенными тензопреобразоватеклями, на которой с помощью щек асимметрично закреплены три обводных ролика, датчики глубины и магнитных меток и синхронизатор перемещения датчиков с изменением положения кабеля в вертикальной и горизонтальной плоскостях, имеющий тяги. В устройстве деформация балки, пропорциональная силе натяжения кабеля, измеряется с помощью тензодатчиков. Все датчики имею штатные электрические разъемы для соединения с электронным блоком обработки сигналов. В процессе работы сила трения качения обводных роликов по кабелю изменяется по величине в зависимости от силы натяжения, и по направлению - от направления движения кабеля (патент РФ №2249106, МПК7 Е21В 47/00, опубл. 27.03.05).
Известное устройство имеет низкую точность измерения натяжения геофизического кабеля, сложно в исполнении и недостаточно удобно при эксплуатации.
Была поставлена задача: повысить точность измерения натяжения геофизического кабеля и обеспечить удобство при эксплуатации.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для измерения натяжения геофизического кабеля, содержащем тензопреобразователи, установленные на элементе, воспринимающем нагрузку геофизического кабеля, проходящего через ролики, в качестве элемента, воспринимающего нагрузку, используют щеки нижнего направляющего ролика, закрепленные на устье скважины, при этом, устройство дополнительно содержит выполненный виде электронной платы и размещенный в корпусе, закрепленном на упомянутой щеке, нормирующий инструментальный усилитель, связанный с тензопреобразователем и системой сбора данных, при чем тензопреобразователи могут быть установлены в пазах, которые выполнены в щеках нижнего направляющего ролика.
Использование в качестве элемента, воспринимающего нагрузку щек нижнего направляющего ролика, закрепленных непосредственно на устье скважины, позволяет избежать погрешностей измеряемого натяжения из-за влияния дополнительного изгибающего момента, возникающего от силы трения качения роликов по кабелю, в результате чего повышается точность измерения натяжения геофизического кабеля, обеспечивается удобство при эксплуатации.
Наличие выполненного виде электронной платы и размещенного в корпусе, закрепленном на щеке нижнего направляющего ролика, нормирующего инструментального усилителя, связанного с тензопреобразователем и системой сбора данных, позволило получать более точный выходной сигнал, что в итоге также повышает точность измерения натяжения геофизического кабеля.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного технического решения, не обнаружен. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
Фиг.1 - схема установки геофизического кабеля при спускоподъемных операциях в скважине;
Фиг.2 - устройство для измерения натяжения геофизического кабеля, в разрезе.
Устройство для измерения натяжения геофизического кабеля содержит тензопреобразователи 1 и связанные с ними нормирующие инструментальные усилители 2. Тензопреобразователи 1 установлены на воспринимающих нагрузку геофизического кабеля щеках 3 нижнего направляющего ролика 4. Щеки 3 закреплены на устье скважины. Тензопреобразователи 1 закрыты герметизирующей пластиной 5. Каждый из нормирующих инструментальных усилителей 2 выполнен в виде электронной платы, размещенной в корпусе 6, который закреплен на щеке 3. Для связи с системой сбора данных усилители 2 снабжены соединительными разъемами 7. Тензопреобразователи 1 могут быть установлены в выполненных в щеках 3 пазах.
В основе работы устройства для измерения натяжения геофизического кабеля лежит принцип измерения результата векторного сложения усилий в ветвях каротажного кабеля, идущего в скважину и на лебедку. При появлении нагрузки на каротажном кабеле возникают усилия на щеке 3, которые вызывают деформацию тензопреобразователя 1, порождая его разбаланс. Напряжение разбаланса поступает на вход нормирующего инструментального усилителя 2, выходной сигнал которого пропорционален
приложенному усилию. Этот сигнал поступает по соединительному кабелю в систему сбора данных.
Заявляемое техническое решение позволило обеспечить точность измерения натяжения геофизического кабеля и удобство при эксплуатации.
Устройство для измерения натяжения геофизического кабеля соответствует требованию промышленной применимости и может быть выполнено на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных материалов и технологий.