Устройство для контроля забойных параметров по гидравлической линии связи

 

Изобретение относится к те: чодогическим средствам контро л забойных параметров при бурении квакин и позволяет повысить точнос.ть контроля. Устройство содержит соединен т с забойным двигателем редуктор (Р), чувс гвитс-льный элемент с силовой пружиной сжатия, узел фиксации, узе. формирования гидравлических сигчйлон .чращения валя лвигат ля и ОСРЧОЙ нагрузки долото. Последний (одер-- жит седло, гидроусилитель, исполнительный клапан, связанный с алг-м Г, и привод клапана . кулачками (К) . На Изобретение относится ктехнологическим средствам контроле : збойных параметров при бурении скважин. Цель изобретения - повышения точности контроля параметров. НЕ фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий я;,,ч; на 6иг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - раувертка вкладышей узпа фиксациина фиг.4 - диаграмма регистрации гидравлических сигналов, налу Р пс-рпе дикулчрно оси последнего размещен подпружиненный ползун П1П), с которым взаимодействуют К. Узе„г - икиапии грялан f чурствитель- rii.iM элемент iM и i набжон вкладьгпами, утановленнымк г возможностью взаи - опе, :твня -г ТТЛ. Вкладыши равномерно расположены по окружности относительно продольм.н of и угтр-на. Торщ вкладышей смпцеш. о гь огип -. .: но друг друга Т RHCGTK1 С П ЧГПМ ll, ВЬ Г)ИРЯСМЬГУ 114 COOT , ппеьич , гле В - мак.имальньш ход прухннм; п - количество вкладышей . В зависимости от ос с-ьо,чо усилия, дейсгвующего на долота, выдвигается различное число вкладышей, взакмодейстг,тющих с вращающимся ПП. контакте ПП вкладышем UT1 сдвигается и контактирует г К, которые сдвигаются к оси устройства и поднимают управляющий клапан в сторону седла гидроусилчтеля. Погледний перемещает клапан к сед-iy. возникает гидравлический сигнал, идуиий -. гнлравлическолу ) анэлу с. на дневную поверхность . 4 ил. УСТРОЙСТВО СОСТОИТ ИЗ Г| .НОГО кгжуха , верхняя часть которого с сомощью переьодннка 2 соединена с колонной бурильных труб (не показана). Внутри трубного кожуха 1 соосно с ним и возможностью осевого перемещения размещен забойный двигатель 8. Нижний гогец корпуса двигателя 3, колгчпевои упор 4 1 и расположенная между ними силовая пружина 5 сжать я образуют чувстпитепьный эле (Л оэ ГС 4 со si

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (у) 5 Е 21 " 45/00 4/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ -"ЗИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРИТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 46;%403/О

;22) 22,11.88 (46) "0,01,91. В1 и, !г 4 (75) А.А.Грязев (5;} 622 243 92 05(088 8) (56) Авторское сяид .тельство,, СР

Р 945397, кл, Г 21 В 45/00, !!!80.

Авторское свидететьство СССР

У 1146433, кл, F 21 F 4?/12, 1983. (5-:) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КО1!, Р ). Iß ЗАБОЙНЫХ 11АРАМЕТРОВ Ilr ГГДРАВ. АНИЧК(К011 ЛИНИИ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к те. :о гогическим средствам .îíтро .61 забойных параметров при бурении скве хин и позволяет повысить точное";b контроля, Устройство содержит со..r1IIíåHIH.Й с забойным двигателем редуктор (Р), чувс гвит(.льный зле 1знт с силовой Irpy жиной сжатия„ узел фиксации, узе.. формирования гипраплич..ских сигн..— лон,ращения вап1 пви,rò.ля и осечой нагрузки и.". долото. Послед1ц и с одер-жит седло, гидроусипитегь, испо:.читепьный клапан, связанный с . алгь и привг,q клапана кулачками (К). На

Изобретение относится к т..хнологи- ческим средствам контроля ::збойных параметров при бурении скважин.

Цель изобретения — повьппенне точности контроля параетров, На фиг.! изсбражено предлаraeMoe устройство, общий в;,; на Ьиг.2 " сечение А-А на фи,l; на фиг.3 — - pa вертка вкладьпней узла фиксации- на

У фиг.4 — диаграмма регистрации гидравлических eигналон, ÄÄSUÄÄ 1624137 А 1

Валу Y п=рпе цикчлярно оси последнего разм -щен по;;пружиненный ползун

r 1ll1), с которым заимо, ействуют К, у зев, ьиксации r Вязан с ччвствительным . ле IHH1 и н с чабжс н вкладьппами, ;становленными ". Возможностью B3QH о-.,е, .твпя 1.-. IIII, Вкладьппи 1 авнсмЕрно p„сположены цо окружности относительно чродольп; о.и угтр-вa, Торць вклады:eA смг qerrr. относи" . . но друг друга

I! Вью 0Те с ша IIì Il HLirIHpëeèü ÷ из со от :гяп» - HR Н=В/и, rpr-  — мак "имальпьгй хuJI, прукины; п — конинеe тво вкладыaIeA, В зависимости г т >с -ьо .о усилия., дейс гвующего на долота, Выдвига тся различно«числг Вкладьппеи, вза одейстг:ующих с вращаюппгмся ПП. Пр -: контак- +

1е ПП а Вкладьппем 1 П -.двигается и кон . актирует г. К, которые сдвигаются к осн устройства и поднимают управ- С ляющий клапан в сторону -.едла гидроу;ил 1теля. Погпедний перемещает клапан к ce;6I, Возникает гидравлический сигнал, идущий I. гцправлическо:-:у ь виану с;-.яэи на дневную поверх- Cb ность. 4 ил, 3Я ус тройство состоит из ;1,ного . <гжрха l, верхняя часть лоrr pîrî с омощью пере, одника 2 соедин;-на с колонной бурильных труб (не показана).

Внутри тнубного кожуха 1 ".îîñíî с ним и возможностью осевого перемещения разм=щен забойный дв гатель 8.

Нпжинй тOI ц КОрПуеа Лвигат:-Ля 3, кол: девой пор 4 кожуха 1 и располож .,ная между нлми силовая пружина 5 сжатия образуют чувствительный эле.1624137 мент, который воспринимает вес забойного двигателя и усилие, возникающее ча забойном двигателе 3 от перепада давления при прокачивании промывоч5 ной жидкости к забою скважины, Верхняя часть забойного двигателя 3 с помощью шлицевого соединения 6 с возможностью осевого перемещения связана с кожухом 1, К нижнему концу вала 7 забойного двигателя 3 присоединено буровое долото 8, а к его верхнему концу — входной вал 9 редуктора 10, уменьшающий частоту вращения вала забойного двигателя 3. Корпус 11 редук- 15 тора 10 с помощью гайки 12 неподвижно закреплен в верхней части корпуса забойного двигателя 3 и образует кольцевой зазор 13 для пропуска промывочной жидкости. В верхней части корпуса 20

11 редуктора 10 расположен узел формирования гидравлических сигналов, содержащий седло 14, закрепленное с помощью втулки 15 и гайки 16, имеющей уступы 17 и 18, гидроусилитель 25

19 с исполнительным клапаном 20, прикрепленный к выходному валу 21 редуктора 10 диск 22, в котором размещен ползун 23, удерживаемый в исходном положении пружиной 24 и взаимодействующий с кулачками 25, размещенными в отверстиях 26 корпуса 11 редуктора

10 в плоскости, перпендикулярной оси вала 21 и проходящей через середину ползуна 23, клапан 27, размещенный соосно с валом 21 с воэможностью осевого перемещения, на стержне 28 которого смонтированы ролики 29, взаимодействующие с ползуном 23, имеющим сквозной паэ 30 для пропуска стерж- 40 ня 28 управляющего клапана 27 и профильную Опорную поверхность 31, по которой перекатываются ролики 29, сообщая управляющему клапану 27 возвратно-поступательное движение. Диск 45

22 снабжен окнами 32 для пропуска промывочной жидкости.

В кожухе 1 соосно с ним и корпусом ll редуктора 10 имеющего окна

33 pJIII IIponJJcKG промывочной жидкос ти, установлен с возможностью осевого перемещения узел 34 фиксации, вклю- чающий гильзу 35, состоящую из двух одинаковых частей, в которых смонтиРованы идентичные веРхний 36 и нижний 37 фиксаторы, состоящие из эамыкателя 38, опорного сухаря 39 и штанги 40, Замыкатели 38 и штанги

40 снабжены соответственно пружинами 41 и 42. В средней части гильзы

35 установлены опорное кол -. о 43 и возвратная пружина 44, удерживающие гильзу 35 в верхнем положении. Опорное кольцо 43 закреплено между втулками 45, которые соосно установлены в кожухе 1 и закреплены в нем переводником ? с упором в торцы последнего и шлицевого соединения 6, Обе части гильзы 35 соединены между собой вкладьппами 46 и винтами 47. В одном нэ вкладышей 46 установлена шпонка 48, помещенная в паз, выполненный на внешней поверхности корпуса

11 редуктора 10, и предотвращающая относительное вращение гильзы 35 и корпуса 11.

Между гипьэой 35 и корпусом 11 рас-положен кольцевой поршень 49, имеющий сквозные пазы 50, в которые установлены вкладьппи 46, возвратную пружину 51 и гайку 52 с диском 53, взаимодействующим со штангами 40 нижнего фиксатора 37. Усилие пружины 51 выбрано таким, чтобы преодолеть вес кольцевого поршня 49 в сборе и вышлю" чить фиксатор 37, но меньше усилия, развиваемого перепадом давления на седле 14 исполнительного клапана 20.

В тело кольцевого поршня 49 впрессованы постоянные магниты 54 распо1 ложекные напротив каждого кулачка 25 и удерживающие их в исходном положении. Вкладыши равномерно расположены по окружности относительно продольной оси устройстэа и их торцы смещены относительно друг друга по высоте с шагом Н выбираемым из соот) ношения

Н=В/n, где В - максимальный ход силовой пру)ttH ны; п - количество вклад ппей, Таким образом точки, определяющие начало взаимодействия вкладьппей

46 с кулачками 25, расположены на линии характеристики силовой пружины

5 сжатия.

Устройство снабжено соответствующими уплотнительными элементами, обеспечивающими надежность его работы и защиту деталей от абразивного износа.

Устройство работает следующим образом.

Буровой инструмент спускают в скважину беэ упора на забой, При про?О ковременное повышение давления и гидравлический сигнал, идущий по гидр влическому каналу бурильных труб на дневную поверхность, ;лавливается приемной -.ппаратурой с последующей фильтрацией, уснвени.м и поступлением на показывающий и ре1чстрирующий приборы.

Количество одновременно выдвинутых и взаимодействуюслих с ползуном

23 кулачков 25 и, следовательно, количество поступаюших друг эа другом н приемную аппаратуру гидравлических сигналов зависит от осевой нагрузки на буровое доло го 8, т,е, чем больше нагрузка, тем больше в количественном отношении поступает в приемную ссппара5

162413 качке иромt>lвоiсной жидкости н» забoéном двигателе 3 и седле 14 возникает перепад давления, под действием когорого возникает направленное вниз

5 усилие, перемещающее в том же направлении забойный двигатель 3 вместе с редуктором 10. При этом уступом 18 гайки 16 выключается верхний фиксатор

36, Одновременно под воздействием

10 упора 1 7 перемешаетг я кольцевой поршень 49 до упсра во вкладыши 46, сжимая cfpyxHffy 51 и включая нижний фиксатор 37, после чег.f ffpoHc i îäèr совмес-..ное перемещение за бойне го дз;fr ателя 3 с редуктором 10 и узлом 34 фиксации до тех пор, пока усилие с илоной пружины 5 не ста ет равнья гидравл1 ческому уси111к .

Вслед за этим буровой ивcrpytfc»

)1!ускают на эабс, э скважин 1 и ffail ti— нают нагружение бурового долота 8, ffptf этом кожух 1 вместе с закрепленнья во втулках 45 узлом 34 фиксации персме— щается к забою скважины — чроисхс— 25 цит разгрузка силовой пруъинь1 5; кольЦевой поРшень 49 УдеРж11:саетсЯ

1 нижнем положени1 давлением промь1вочной жид1;ости; реактивный мо,1ен1 с корпуса забой- 30 двигателя 3 воспринимaprcff 111JIH, цевым соединением 6; вкладьшгн 46 ныдви1 ают к оси устройства кулачки ."5, которые, контактируя с вращающимся по Isyffoм 23, о-.—

3S жимают его в противоположную crnpcfну, сжимая пружину 24 и поднимая своей профильной поверхностью 31 управляющий клапан, 7 в .-.торону селла гидроусилителя 19, который, If свою 4О очередь, перемещает исполнительный клапан 20 к седлу 14 — возникает краттуру гщ1равлических cHI HRJIoff Напри— мс.р, характеристика C HJIî îé пружины

5 такова, что при приложении к ней или снятии нагрузки (Р ) в 1 т ее деформация (!1 составляет см, следовательно, при осевой нагрузке на долото 8 в 12 т пружина 5 разгружается на эту величину и удлиняется на

12 см, т,е, 12 кулачков 25 выдвигаются вкладышами 46, точки начала кон-.-.кта 1сот .рых с кулачками 25 расположены на линии характерис.тики пружины 5, и взаимодействуют с полэуном . .Q — в прис-.мную аппаратуру лов с.упают илушие друг эа другом 12 гидрлвлическ f » 1 и налов (серия, состояшая из 1 2 импульccJâ).

Период (Т) между началом серии

ffffIIyJIbccв с уче ом передаточного отноше11ия р .дуктора 10 соответствует ча тотс врашсния вала забойного двиf.areля, Ло с.колчан;.и бурения буровой инструмент . трывают от забоя скважины прекрашают подачу промывочной жидкости, при этом пружина 51 перемешает вверх кольцевой поршень 49 и выключает 1ижний фиксатор 37, забойный дв1ггатель Л и узел 34 фиксации озврашаются в исходное положение ,.рукинс1ми соотвеrcTRCHHQ 5 и 44, при гом в исходное положение воавращают— ся кулачки ?5, где сни удерживаются постоя1.ными магнитами 54, Форм улан зобретени я

Ycòðîéc тво для контроля забойных гараметров по гидравлической .;инин г11язи, включающее соединенный с эаб«иннм двигателем редуктор, чувствительный элемент с силовой пружиной сжатия, узел фиксации, узел формирования гидравлических сигналов частоты вращения вала забойного двигателя и осевой нагрузки на долото, содержаший клапан, связанный с валом редуктора, и привод клапана с кулачками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точ»сти контроля параметров, оно снабжено размещенным на галу редуктора перпендикулярно оси последнего подпружиненным ползуном, с которым взаимодей- ствуют кулачки привода, а узел фик— сации связан = чувствительным элементом и ""íàáæåí вкладышами, установлвнными с возможностью взаимоН = В/п9 где В

9

2Ф

23

Zl

З9

М

7,1624137 действия с полвуном, причем вкладыши равномерно располошены по окруш- ности относительно продольной оси устройства, а их торцы смещены относительно друг друга. по высоте с шагом Н, выбираемьи из соотношения

18

17

Зб

1$

07

98

Ç5

Ak

ФЗ

31

Я

Ч

37

ЯЗ вЂ” мак с им аль ный ход силовой п ру" шины; — количество вкладышей, 1624137

1624 Л7

Р Зар

Составитель И,Назаркина

Редактор А,Лежнина Техред H.Äèäûê Корректор Н,Король

Подписное

Заказ 175

Тира к

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101