165377. lajstromszámú szabadalom • Berendezés egyidejű belső nyomásnak, külső erőhatásnak kitett csövek eredő igénybevételének mérésére
165377 3 4 korlátozzák és nem a nyúlásérzékelők helyénél, hanem a cső felső végén végzik. Célunk a találmánnyal olyan berendezés létrehozása, amely a fenti mérési és kiértékelési hiányosságokat megszünteti és amelynek alkalmazásával a csövek túlterhelés elleni védelme az ismert megoldásoknál optimálisabb terhelés mellett nagyobb biztonsággal megoldható. A találmány szerinti megoldás alapja az a felismerés, hogy az eredető terhelés a hossz- és keresztirányú nyúlásokból egy eddig nem ismert összefüggéssel kifejezhető. Az összefüggés az alábbi: a= I=i? O0-§)-£k<5-<0] ahol o a csőben ébredő eredő mechanikai feszültség E a cső anyagának rugalmassági modulusa, ß a Poisson arány, eh a hosszirányú fajlagos megnyúlás és e k a keresztirányú fajlagos megnyúlás. A csőre ható tényleges nyomáskülönbség ugyancsak kiszámítható a nyúlásokból az alábbi összefüggés alapján: 1 -ß d ahol p a nyomáskülönbség v a cső falvastagsága és d a vékonyfalúnak feltételezett cső átmérője. A találmány szerinti berendezésben a csövön hosszirányban elrendezett nyúlásérzékelők a cső anyagától függő első tényezővel szorzóegység bemenetére, a keresztirányban elrendezett nyúlásérzékelők a cső anyagából függő második tényezővel szorzóegység bemenetére vannak kapcsolva, amely szorzóegységek kimenetére összeadó egység bemenete van kötve, az összeadó egység kimenetére eredő feszültséget kijelző, mechanikai feszültségben kallibrált műszer csatlakozik; ezenkívül a hosszirányban elrendezett nyúlásérzékelők a cső anyagától függő harmadik tényezővel szorzóegység bemenetére, a keresztirányban elrendezett nyúlásérzékelők másik bementével a szorzóegység kimenetére csatlakozott további összeadóegység bemenetére vannak kapcsolva amely összeadóegység kimenetére további szorzóegység bemenete van kötve, amely szorzóegységhez csőméretektől függő állandót tárolóegység tartozik, a szorzóegység kimenetére nyomásban kallibrált kijelző műszer van csatlakoztatva. A találmány lényegét az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük. A rajzon: 1. ábra a nyúlásmérő-ellenállások elrendezését 2. ábra a nyúlásmérő-ellenállások elektromos bekötését 3. ábra pedig a berendezés blokksémáját szemlélteti. 1 csődarabra, amely a kút béléscsőoszlopa felső végének egy része, a belső nyomás és csőoszlop súlyából eredő húzóerő hat. Erre van felragasztva 2 és 3 nyúlásérzékelő, közülük egyik N a másik P típusú 5 félvezető anyagból hosszirányú megnyúlás érzékelésére, valamint 4 és 5 nyúlásérzékelő ugyancsak N és P típusú félvezető anyagból, a keresztirányú megnyúlás érzékelésére, A két-két nyúlásmérő-ellenállás egyrészt a hőkompenzálást biztosítja, másrészt két-10 szeres kimenő jelet ad az ellentétes előjelű nyúlásérzékenység miatt. 6 áramgenerátorok táplálják a 2,3,4, és! 5 nyúlásmérő-ellenállásokat és 7 és 8 kapcsokon jelenik meg a nyúlásokkal arányos kimenőfeszültség. 15 A3, ábrán a berendezés tömbvázlata van feltüntetve. A hosszirányban elrendezett 2, 3 nyúlásérzékelők 7 bemeneten át a cső anyagától függő első tényezővel szór; ó 16 egység bemenetére, a keresztirányban elrendezett 4,5 nyúlásérzékelők a cső anya-20 gátol függő második tényezővel szorzó 14 egység bemenetére vannak kapcsolva. A 14, 16 szorzóegységek kimenetére összeadó 15 egység bemenetei vannak kötve, az összeadó 15 egység kimenetére eredő feszültséget kijelző, mechanikai feszültségben 25 kallibrált műszer csatlakozik. Ezenkívül a hosszirányban elrendezett nyúlásérzékelők a cső anyagától függő harmadik tényezővel szorzó 9 egység bemenetére, a keresztirányban elrendezett, 4,5 nyúlásérzékelők másik bemenetével a szorzó 9 egység kimene-30 téré csatlakoztatott további összeadó 10 egység bemenetére vannak kapcsolva, amely összeadó 10 egység kimenetére további szorzó 11 egység bemenete van kötve. A szorzó 11 egységhez csőméretektől függő állandót tároló 12 egység tartozik. A szorzóegység 35 kimenetére nyomásban kallibrált kijelző 13 műszer van csatlakoztatva. A cső anyagától függő első tényező értéke 1 - -^, E u An vagy s (1 - •£ ),cső anyagától függő második té-4U 1—ju ^2 1 E 1 nyezo értéke ß - - vagy —2 Qx - ^)a cső anyagától függő harmadik tényező értéke ß, és a csőmére-45 tektől függő állandó értéke — , ahol d 6 a csőben ébredő mechanikai feszültség eredője E a cső anyagának rugalmassági modulusa, ß a Poisson-arány eh a hosszirányú fajlagos megnyúlás, ek keresztirányú fajlagos megnyúlás, v a cső falvastagsága, és d a vékonyfalúnak feltételezett cső átmérője... Az esetben, ha a cső anyagától függő első tényező 1 - -y és a második tényezó> - -^-az esetben az—^hr 55 z 2 i-^ tényezőt a műszerek kallibrálásánál vesszük figyelembe. A berendezés célszerűen egyetlen E és ß értékhez építhető meg, mivel pl. az olajbányászatban alkalmazott csövek anyaga nem változik. A csőmére-60 tektől függő állandót tároló 12 egységben a 2
