专利名称：一种测扭矩的方补芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在旋转钻井过程中测量转盘扭矩的方补芯，它属于石油天然气钻井设备的器具。
目前，在石油天然气钻井设备中，转盘方补芯有普通对开式方补芯和滚子方补芯两种。它们在钻井过程中直接(普通对开式方补芯)或通过滚子(滚子方补芯)传递扭矩给方钻杆，前者结构简单，后者与方钻杆的摩擦力小，各有其特点，但它们均不能使操作者在钻井过程中了解到传递扭矩的大小。为了测量、掌握和控制钻井过程中转盘所传递扭矩的大小，目前已有在转盘传动链中安装传感器的办法，但由于不是直接测量，影响因素多，误差较大，可信度低，不能解决测量扭矩的问题。
本实用新型的目的在于，提供一种能够在钻井过程中直接和准确地测量转盘传递扭矩的方补芯。它可使操作者在钻井过程中掌握和控制钻头和钻柱传递扭矩的工作情况，提高钻井工作的可靠性，避免事故发生，降低钻井成本。
为了达到上述目的要求，本实用新型采用以下技术方案测量转盘传递扭矩的方补芯，主要由扭转框架(1)、方补芯壳体(2)、上盖(3)、导向座(4)、无线电发射机(5)、天线(6)和接收机(7)组成。其主要技术特点是转盘扭矩直接传递给壳体(2)下部的四方结构，由壳体(2)经调节螺钉(8)、斜面推块(9)和止推块(10)将作用力传递到传感器(11)上，传感器将载荷信号传输到发射机(5)、再由天线(6)发射，信号由接收机(7)接收，并经处理转换成扭矩信号输出显示。扭转框架(1)安放在壳体(2)的中心，扭转框架(1)的下部依靠几个滚球(13)与壳体(2)表面相接触，以减少传递扭矩过程中的摩擦力矩，使测量的数值能够反映实际扭矩值。壳体(2)的下部为与转盘方瓦孔相配合的四方形结构，壳体的上部有四个支撑座，支撑座上有方槽和孔，以便安装调节螺钉(8)和斜面推块(9)。测量传感器(11)安装在扭转框架(1)内部的孔内，以实现扭矩测量，并且依靠调节螺钉(8)、斜面推块(9)和止推块(10)来实现对传感器的预紧调节。扭转框架(1)的中心孔安装有补心块(12)，依靠扭转框架将力矩传递给方钻杆，补心块(12)可以更换为不同的方孔尺寸，以适应所使用的方钻杆的要求，补心块(12)是易损件，磨损后可更换新的补心块。
上盖(3)利用4个大螺栓与壳体(2)连接为一体，保护壳体(2)内的各种零件不致在高速旋转过程中脱离原始位置。在上盖(3)上安装有发射天线(6)。导向座(4)是依靠螺栓与壳体(2)连接在一起，在导向座内有橡胶档板和对合四方档板，用于刮除方钻杆上的泥浆和防止异物落入井内。导向座(4)的前端呈锥形体，以便使用中方补芯容易对准方瓦孔中心自动入座。
本实用新型所提供的测量转盘扭矩的方补芯与其它方补芯相比较具有以下优点1．本测扭矩的方补芯，可以测量钻井过程中转盘传递的扭矩，测量范围宽，能满足钻井实际工作的需要。
2．扭转框架结构满足了测量要求，保证了只有测量点传递载荷，而且依靠球面接触壳体底面，摩擦力矩小，测量准确可靠。
3．本实用新型结构简单，工作可靠，易损件少，容易更换，不需对现使用的其它设备进行改造。
4．数据显示为扭矩值，使操作者能直接了解扭矩值的大小，以便控制工作情况。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型结构的正视图。
图2是本实用新型结构的俯视图。
图3是本实用新型结构中的接收机。
图4是本实用新型结构的A-A剖面图。
在图中，1．扭转框架，2．壳体，3．上盖，4．导向座，5．无线电发射机，6．发射天线，7．接收机，8．调节螺钉，9．斜面推块，10．止推块，11．传感器，12．补心块，13．滚球使用前，要将测扭矩方补芯拆卸为三个部分上盖(3)、壳体(2)(包括壳体上的扭转框架等各种零件)、导向座(4)。使用安装时，先将上盖(3)套在方钻杆上，然后将壳体(2)放在钻井平台的鼠洞上，安装传感器(11)。调节螺钉(8)来预紧传感器和扭转框架，接着将方钻杆穿过扭转框架和壳体，安放好补心块(12)，用4个大螺栓将上盖(3)和壳体(2)连接好。此后提升方钻杆，再把导向座(4)安放在鼠洞上，放入方钻杆，安装橡胶挡板和对合四方档板，用螺栓将导向座(4)和壳体(2)连接成整体。最后提升方钻杆和测扭矩方补芯坐入转盘方瓦孔内，即可正常旋转使用。
权利要求1．一种在钻井过程中测量转盘传递扭矩的方补芯，主要由扭转框架(1)、方补芯壳体(2)、上盖(3)、导向座(4)、无线电发射机(5)、天线(6)和接收机(7)组成，其特点在于转盘扭矩直接传递给壳体(2)下部的四方形结构，由壳体经调节螺钉(8)、斜面推块(9)和止推块((10)将作用力传递到传感器(11)上，传感器将载荷信号传输到发射机(5)，再由天线(6)发射，信号由接收机(7)接收，经处理转换成扭矩信号输出显示。
2．根据权利要求1所述的测扭矩方补芯，其特征在于，依靠扭转框架(1)将力矩传递给方钻杆，补心块(12)可以更换不同的力孔尺寸，以适应所使用的方钻杆尺寸的要求。
3．根据权利要求1所述的测扭矩方补芯，其特征在于，测力传感器(11)安装在扭转框架(1)的内部，以实现扭矩测量，并且依靠调节螺钉(8)、斜面推块(9)和止推块(10)来实现对传感器的预紧调节。
4．根据权利要求1所述的测扭矩方补芯，其特征在于，扭转框架(1)的下部依靠几个滚珠(13)与壳体(2)表面相接触，以减少传递扭矩过程中的摩擦力矩，使测量的数值能够反映实际扭矩值。
专利摘要本实用新型是一种在钻井过程中测量转盘扭矩的方补芯，属于钻井设备的器具。它是由扭转框架、壳体、上盖、导向座、发射机、天线和接收机组成。转盘扭矩经壳体下部的四方形结构及壳体上部的支撑座传递，由可调节的斜面推块传递到扭转框架内的传感器上，再依靠补心块将扭矩传递到方钻杆上。传感器上的载荷信号输送到发射机经天线发送到接收机，输出扭矩数值。它可准确测得钻进过程中传递扭矩的情况，为掌握和控制井下工况提供可靠信息。
文档编号G01L5/24GK2336351SQ9822820
公开日1999年9月1日 申请日期1998年1月22日 优先权日1998年1月22日
发明者黄万志, 施太和, 苟阳明, 周本芳, 梁夏坤, 杨秀勇, 龚崇刚, 陈刚, 徐川 申请人:西南石油学院