Гидравлический индикатор веса ГИВ-6

Гидравлический индикатор веса ГИВ-6 предназначен в принципе только для индикации и регистрации усилия в неподвижном конце каната талевой системы (т. е. и усилия на крюке) при бурении скважин, а по виду записи этого усилия, зная технологический процесс, судят о произведенных операциях во времени.

В практике бурения скважин применяются несколько разновидностей индикаторов (ГИВ, ГИВД, ГИВГ), но наибольшее распространение получил ГИВ-6. В зависимости от диаметра применяемого талевого каната и необходимого предела измерения ГИВ-6 выпускается трех модификаций, имеющих различную комплектацию (табл. 3.2).

Таблица 3.2.

На рис. 3.3 изображен полный комплект индикатора. Принципиальная схема работы индикатора показана на рис. 3.4. На неподвижном конце талевого каната трансформатор давления монтируется так, что канат оказывается преломленным между крайними роликами обоймы и средним опорным роликом, опирающимся на мембрану.

Рис. 3.3. Полный комплект индикатора ГИВ-6:

1 — трансформатор давления; 2 — основной указатель; 3 — верньерный указатель; 4 — регистратор; 3 — пресс-бачок; 6 — вентиль; 7 — щит

Рис. 3.4. Принципиальная схема работы индикатора ГИВ-6

Под действием нагрузки на крюк неподвижный конец каната испытывает растягивающее усилие Р. Благодаря преломлению каната под углом, а возникает сила R, действующая на мембрану:

С другой стороны,

где р — давление жидкости в мессдозе в кгс/см²; F — опорная поверхность мембраны, см².

Приравнивая выражения (3.4) и (3.5), находим:

Таким образом, давление жидкости находится в прямой зависимости от натяжения неподвижного конца талевого каната. Ввиду малого значения угла, а сила R составляет только 10−15% от усилия в канате Р. Из выражения (3.4) усилие Р в неподвижном конце талевого каната:

Нагрузка на крюк Q_K[>:

где т — число роликов талевого блока; ?j — КПД талевой системы.

Подставив из выражения (3.5) значение Р в формулу (3.6), получим:

При определенной конструкции мессдозы и талевой системы, имеющей данный КПД, можно записать:

mF

где коэффициент пропорциональности С =? •.

То есть о нагрузке на крюке можно судить по отсчетам значений р на манометре.

Выражением (3.5) не учтены жесткость каната и силы трения, которые при больших диаметрах каната приводят к нелинейной зависимости между р и Р. Кроме того, практическая нелинейность характеристики определяется изменением угла преломления каната, а при изменении силы Р за счет упругих деформаций мембраны.

Для пользования индикатором веса необходима тарировочная кривая, выражающая зависимость между показаниями прибора и величиной натяжения преломленного каната.

В табл. 3.3 приведена техническая характеристика ГИВ-6.

При выпуске с завода трансформаторы давления градуируются на канатах определенного диаметра. Зависимость показаний индикатора изменяется при изменении диаметра каната, поэтому при смене диаметра каната необходимо провести повторную тарировку. В принципе (при острой необходимости) возможно при смене каната на больший диаметр с целью сохранения угла преломления каната поставить под обоймы крайних роликов шайбы толщиной, равной разности диаметров канатов. Повторную тарировку можно провести и по такой схеме: при спуске инструмента для фиксированных глубин (или количества свечей) взять отсчеты; для этих же глубин взять отсчеты при смене каната и сделать перерасчет.

Таблица 3.3.

Значения верхних пределов измерения устанавливаются путем регулирования угла преломления каната при помощи прокладок, устанавливаемых под обоймы боковых и среднего роликов. Положение среднего ролика после регулировки фиксируется пломбой. Нижние пределы измерения во всех случаях устанавливаются при положении стрелки основного указателя на 10-м делении; натяжение каната при этом соответствуст весу талевого блока и крюка. При разных весах талевого блока и крюка до 10-го деления стрелка доводится с помощью пресс-бачка.

При температуре окружающей среды от -40 до +5 °С самопишущий манометр МСТМ-410 должен быть утеплен. Изменение показаний приборов в процентах, вызываемое влиянием температуры окружающего воздуха, не должно превышать, А ± (X -г- 0,025-Д/) %, где Л' - половина величины основной погрешности; А/ - абсолютное значение разности температур: А/ = /2-1 ti — любое значение температур в рабочем диапазоне; t — температура при поверке прибора, t = 20 + 5 °C.