Датчики сжимающих и растягивающих усилий
Датчики сжимающих и растягивающих усилий применяются в системах измерения веса снаряда и нагрузки на забой прн бурении, усилия на крюке при спуско-подъемных операциях и предназначены для преобразования действующих на них усилий в электрическое напряжение.
В СКВ разработаны две модификации датчиков ДН наземного контроля’ ДНС (сжимающих усилий) н ДНР (растягивающих усилий), а также глубинный датчик нагрузки на забой, применяемый в аппаратуре забойного контроля параметров процесса бурения. В датчике ДНС, рис.1, используется электромагнитный преобразователь дифференциально-трансформаторного типа. Верхняя секция преобразователя состоит из чувствительного элемента 1 и внутреннего магнитопровода 2, с цилиндрическими катушками W цепи возбуждения и измерительными катушками Wi
Конструкция нижней компенсационной секции датчика аналогична верхней. Чувствительный элемент I и компенсационный элемент 5 выполнены в виде полых цилиндров и изготовлены из железо-алюминиевого сплава Ю-12
Магнитопроводы 2 и 6 набраны из пакетов листовой трансформаторной стали, армированных в цилиндрических сердечниках из сплошной электротехнической стали марки «Э». Направление магнитных потоков Ф’ и Ф“, созданных катушками fVi в чувствительном и компенсационном элементах, показано на рнс.1. Измеряемое усилие передается через подпятник 10, пяту 11 на чувствительный элемент 1 и затем через опору 8 на корпус 7. При этом компенсационный элемент 5 остается ненагруженным, а внутри чувствительного элемента 1 возникают сжимающие
через опору 8 н: корпус 7. При этом компенсационный элемент 5 остается ненагруженным. я внутри чувствительного элемента 1 нозннкают сжимающие механические напряж(ния Эти напряжения вызывают соответствующее изменение магнитных характеристик чувствительного элемента, что в свою очередь приводит к изменению магнитных потоке в Ф’ и Ф", разбалансу дифференциальнотрансформаторной схемы н появлению э. д. с.
|
Рис.1. Датчик сжимающих усилий ДНС |
Сигнал в виде электрического напряжения подаётся на вход показывающего н регистрирующего прибора ПРП1 с суточной диаграммой.
Чувствительные н компенсационные секции датчиков ДНС н ДНР унифицированы. В датчике ДНР предусмотрено преобразование измеряемого растягивающего усилия в сжимающее механическое напряжение чувствительного элемента.
Датчик ДНР рассчитан на монтаж в разрыве неподвижного конца каната талевой системы, а датчик ДНС — в специальном устройстве, предназначенном для закрепления неподвижного конца каната и перепуска каната. Такими устройствами комплектуются буровые установки БУ-80, БУ-125, БУ-200 н ряд других установок.
Технические характеристики применяемых датчиков приведены в сводной табл. 1.