Гидравлический индикатор веса ГИВ-6 (УРБ 3А3), манометр определения веса (УРБ 2А2, 2Д3), назначение, устройство.

Гидравлический индикатор веса - это лабораторный гидрогеологический прибор, который применяется при бурении скважин, а также при их плановом и капитальном ремонте. Гидравлический индикатор веса предназначается для измерения, индикации и регистрации усилия приходящегося на натяжение неподвижного (метрового) конца талевого каната.

Гидравлический индикатор веса конструктивно состоит из трансформатора давления, а также манометров - самопишущего и показывающего. Благодаря показывающему манометру бурильщик может контролировать процесс бурения. Самопишущий же манометр позволяет изучить процесс бурения скважины, при необходимости провести анализ и сделать выводы. Самым популярным прибором такого типа является гидравлический индикатор веса ГИВ6-М2, представленный на рисунке 1. Он имеет семь модификаций, подробнее о которых можно узнать по ссылке выше.

Монтажная схема гидравлического измерителя веса, состоящего из манометров: самопишущего (1), показывающего (2) и верньерного (3), а также трансформатора давления (4), представлена на рисунке 2.

Самопишущий манометр смонтирован на щите (5), на который, также, устанавливается вспомогательная арматура: насос, бачок, а также запорный вентиль. Для закачки жидкости из бачка в систему используется насос, а вентиль служит для последующего отключения насоса от системы.

Трансформатор давления - это, по сути, преобразователь усилий, возникающих в неподвижном конце талевого каната, в соответствующие величины давления. Трансформатор давления передает преобразованное в давление усилие на показывающий и самопишущий манометры.

Трансформатор давления - это силоизмерительное устройство (гидравлическая месдоза), которое изготовлено в литом корпусе с резиновой мембраной (кордом) внутри. С мембраной тесно связана тарелка, несущая средний ролик. Трансформатор давления устанавливается на неподвижном конце талевого каната, протянутого с изгибом между крайними и опорным (средним) роликами. На опорный ролик воздействует горизонтальная сила натяжения каната, вызванная изгибом. Усилие, которое действует на тарелку, определяется углом изгиба каната и силой натяжения. Усилие, действующее на мембрану пропорционально давлению в системе, которое и измеряется самопишущим и показывающим манометром. Благодаря объемной деформации упругих элементов манометров и соединительных трубок, при увеличении давления тарелка немного смещается и меняет угол изгиба каната. Таким образом, между давлением в трансформаторе и натяжением каната создается нелинейная зависимость.

!Отметим, что пользоваться индикатором веса можно только при наличии градуировочной таблицы, составленной на заводе-изготовителе при тарировке.

Трансформатор давления гидравлического индикатора веса представлен на рисунке 3. Отливаемый из улучшенного чугунного сплава корпус (1) имеет прикрепленные при помощи гаек (2) и контргаек (3) обоймы (4) и (5), которые выполняют несущую функцию для крайних роликов (6). Взаимная перпендикулярность осей каната и роликов достигается благодаря фиксированию обойм специальными стопорами (7). По центру корпуса сделана выточка глубиной 3мм и широкого диаметра (около 200 мм), перекрываемая резиновой мембраной с кордом (8). Мембрана прижимается к корпусу при помощи крышки (9) с болтами (10) и гайками. Поплавок (11), несущий обойму (12) среднего ролика опирается на эту мембрану. А при помощи штуцера (13) и дюритового шланга трансформатор соединен с магистралью, протянутой от манометров.

!Отметим, что очень важным является недопущение завоздушивания системы, поскольку, это увеличивает нелинейность показаний шкалы прибора.

Для удаления воздуха из трансформатора при заполнении его жидкостью, в корпусе предусмотрено специальное отверстие с пробкой (14). Трансформатор крепится на метровом конце при помощи струбционного зажима (15).

Показывающий манометр индикатора веса изображен на рисунке 4. Здесь, чувствительным элементом выступает трубчатая пружина (1), один конец которой впаян в держатель (2). Держатель прикрепляется к корпусу манометра тремя винтами. Подвижный конец пружины имеет наконечник (3), который через тягу (4) шарнирно соединен с хвостовиком сектора (5). Перемещаясь, свободный конец пружины перемещает сектор и, соответственно, перемещается стрелка (6) прибора. Благодаря спиральной пружине (7) устраняются все возможные люфты. В штуцер (8) прибора вкручена втулка (9), в которую вставляется игла (10), при этом образуется зазор в канале втулки, а благодаря демпфирующим свойствам такой конструкции резкие колебания стрелки сглаживаются.

В самопишущем манометре в качестве чувствительного элемента используется геликоидальная пружина. В качестве примера, на рисунке 5 будет рассмотрен самопишущий манометр МГ, который достаточно часто встречается на гидравлических индикаторах веса..

Верньер-манометр предназначается для уточнения показаний гидравлического индикатора веса.

!Отметим, что верньер-манометр может использоваться только с тем комплектом гидравлического индикатора веса, с которым он был выпущен заводом-изготовителем. Это связано с тем, что при выпуске гидравлического индикатора веса производится параллельная тарировка всех манометров прибора.

Верньер-манометр имеет более вытянутую шкалу и чувствительность, в 6 раз большую, чем чувствительность других манометров прибора. Чувствительным элементом верньер-манометра стала трубчатая пружина.

Некоторые гидравлические индикаторы веса могут иметь показывающий манометр со встроенным верньером. Именно такой манометр приведен на рисунке 6, и хотя этого не видно на схематичном рисунке, стрелки на таком приборе окрашиваются в разные цвета.

Следует отметить, что современные гидравлические индикаторы веса имеют цифровые индикаторы, как например ГИВ-1Э. Гидравлический измеритель веса ГИВ-1Э имеет возможность подключения к компьютеру, как в аналитическом, так и режиме реального времени для оперативного контроля.