Физические принципы

Датчики момента на роторе

В процессе бурения скважины при роторном бурении, возникает необходимость контролировать вращательный момент буровой колонны. В противном случае, это может привести к аварийным ситуациям (слом инструмента, износ вооружения долота и т.п.).

Крутящий момент можно определить по изменению упругих свойств вала, углу его закручивания, тангенциальным напряжениям на поверхности, по изменению силы активного тока электродвигателя.

Физические принципы

Принципы базируются на преобразовании механического момента в электрический сигнал. Могут быть использованы индукционные, ёмкостные, магнитоупругие, струнные, тензометрические, гидравлические и др типы преобразователей.

Датчики момента на роторе для установок с электроприводом (электромагнитные – токовые клещи)

Предназначен для контроля электрической мощности в цепи электропривода ротора буровой установки и служит для косвенного определения величины момента на роторе. В настоящее время, в связи с переходом на установки с электроприводом, используется практически во всех станция ГТИ.

Устанавливается на силовой кабель фазы электропривода ротора буровой установки.

Принцип действия основан на прямой зависимости величины момента на роторе буровой установки от величины тока в силовой части электропривода ротора. Ток, протекающий по одной фазе силового электрического кабеля питания электропривода ротора буровой установки, пропорционален выходному напряжению преобразователя тока.

Рис.1. Принципиальная схема устройства и установки датчика момента на роторе для установок с электроприводом.

Использование в конструкциипреобразователя тока сенсора на эффекте Холла позволяет измерять как переменный, так и постоянный токи в питающем кабеле. Напряжение постоянного и переменного токов модуль нормализации приводит к стандартному диапазону величин. Метод преобразования – измерение средневыпрямленного сигнала.

Конструктивно датчики представлены в двух исполнениях: с цельным кольцом и гальванической развязкой. Для монтажа датчика с цельным кольцом требуется отсоединение силового кабеля фазы электропривода, но, как правило, они считаются более точными.

а) б)

в) г)

Рис.2. Датчики момента на роторе для установок с электроприводом с цельным кольцом: а) ДМЭ (ООО НПФ «Геосфера»), б) Electric Torque Sensor (ETS) (Weatherford); и развязкой (клещами): в) ДВМР (ТПГ), г) ДЭМР-316-03 (ЗАО «ГЭЛС»).

Дата добавления: 2015-11-14