Скважинное контактное устройство

 

Изобретение относится к бурению скважин и Мобо использовано для передачи забойной информации на поверхность по электрической . Цель изобретения - повьшение надежности в работе за счет уменьшения сил трения между штырем 14 и Поршнем 12. Устр-в о содержит корпус (К) 3 с размещенным в :нем контактным узлом, прикрепленный к К 3 цилиндр 10, в ко (Л со ОГ) ьо 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 1 F. 21 В 47/00

/З

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕКНЪ|Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4096320/22-03 (22) 14.07.86 (46) 30.12.87. Бюл. 1Ф 48 (71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья (72) Р.Ф,Степанов и З.К.Увашев (53) 550 832.002:621.315 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1078046, кл . Е 21 В 47/12, 1981, Авторское свидетельство СССР

Р 1288288, кл. Е 21 В 47/00, 1985.

„„SU,„, 1362817 А 1 (54) СКВАЗНИННОЕ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к бурению скважин и м,б. использовано для передачи забойной информации на поверхность по электрической линии. Цель изобретения — повышение надежности в работе за счет уменьшения сил трения между штырем 14 и поршнем

12. Устр-во содержит корпус (K ) 3 с размещенным в .нем контактным узлом, прикрепленный к К 3 цилиндр 10, в ко1362817 тором размещен поршень 12, насаженный на контактный штырь 14 ° Над цилиндром

10 установлен каркас 17, перекрытый эластичной наклонной диафрагмой 19.

Жидким диэлектриком заполнен К 3, цилиндр 10 и каркас 17, Поршень 12 выполнен из эластичного материала в форме двусторонней манжеты-воротника с двумя парами юбок 13 и .установлен в цилиндре 10 выше его основания.

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для передачи забойной информации на поверхность по электрической линии связи при исследованиях и при контЪ роле процесса бурения, Цель изобретения — повышение надежности в работе за счет уменьшения сил трения между штырем и поршнем.

На чертеже показано скважинное контактное устройство.

Скважинное контактное устройство расположено в переходнике 1 и муфте

2 бурового снаряда. В переходнике установлен корпус 3, в котором находится полусферическое контактное гнездо, охваченное пружинящими элементами 4 и хвостовиком 5, впрессованное во внутренний обод шарикоподшипника 6, наружный обод которого электрически связан с нижним вращающимся вместе со снарядом в процессе бурения участком линии связи (не показано), соединенным с забойной аппаратурой, Сверху в корпус вставлен шарнирный подшипник 7 и служащая. для поджима его фигурная шайба 8.

С помощью BHHTQB 9 над корпусом установлен цилиндр 10 высотой Н, а между ними находится уплотнительное кольцо 11, Внутри цилиндра помещен поршень 12 длиной h выполненный из эластичного материала в форме двусторонней с наружным и внутренним диаметрами соответственно D u d манжеты-воротника с двумя парами юбок 13, при этом h > D, d = D/2. В исходном состоянии штырь 14 с наконечником

15 находится на поверхности, Поршень

12 расположен в цилиндре 10 на расТакое выполнение поршня предотвращает выброс из приконтактной области жидкого диэлектрика и проникновение в нее скважинной жидкости, выравнивая перепады давления над поршнем 12 и в скважинкой среде. Участок линии связи при бурении не вовлекается во вращение благодаря наличию юбок 13, которые уменьшают силы трения между штырем 14 и поршнем 12, 1 ил.

2 стоянии h от его основания. Над цилиндром с помощью винтов 16 установлен каркас 17, к которому винтами

18 под углом к вертикали крепится

5 диафрагма 19, состоящая из двух эластичных перекрывающих одна другую створок. Все свободное пространство внутри корпуса 3, цилиндра 10 и каркаса 17 до диафрагмы 19 заполнено

10 жидким диэлектриком, изолирующим вместе с последней приконтактную область от скважинной среды. Для подачи рабочей жидкости к гидроударнику служат окна (не видны), находящиеся

15 между четырьмя лапками корпуса 3 и цилиндра 10, в которых просверлены отверстия под винты 9, скрепляюшие корпус и цилиндр, и между наружными поверхностями последних деталей

20 и внутренними поверхностями переходника 1 и муфты 2, при свинчивании которых контактный узел крепится в снаряде.

Устройство работает следующим образом.

При сборке и спуске в скважину буровой колонны, в которой установлен контактный узел, с ее стенок осыпаются твердые образования и попадают

З0 наряду с другими механическими примесями в скважинную среду, Оседая на диафрагму 19, они скатываются с нее и опускаются к забою, минуя прикон-. тактную область. Поршень 12, устад5 новленный в цилиндре 10 на некотором расстоянии h, от его основания и обладающий в силу особенностей его выполнения плавучестью, не опускается при сборке и спуске снаряда с

4о контактным узлом в скважину и под

13628) 7

50 действием гидростатического давления скважинной среды заметно ниже указанного уровня h . Это предотвращает опускание поршня 12 до фигурной шай5 бы 8 и возможную при этом заклинку в отверстии шайбы штырем 14 нижней внутренней юбки поршня 12 с последующим ее срезанием штырем. По окончании спуска снаряда в скважину внутри него с поверхности сбрасывается на кабеле контактный штырь 14, который с помощью направляющих втулок (не показаны), находящихся в снаряде выше контактного узла, раздвигая створки 16 диафрагмы 19, попадает в цилиндр 10 и, проходя сквозь внутренние юбки

13 поршня 12, внутри шарнирного подшипника 7, отгибая пружинящие элементы 4, ложится своим наконечником 15 20 в контактное гнездо, хвостовиком 5 впрессованное во внутренний обод шарикоподшипника 6, образуя контакт верхнего не вращающегося участка с нижним, вращающимся в процессе бурения, участком линии связи забой— поверхность (не показан), соединенным с забойной аппаратурой и электрически связанным с наружным ободом шарикоподшипника 6. При этом часть 30 жидкого диэлектрика, заполняющего пространство над поршнем 12 до диафрагмы 19, сквозь ее створки вытесняется в скважинную среду, а поршень. за счет вытеснения штырем 14 под действием веса его и кабеля диэлектрической жидкости поднимается, скользя юбками 13, предотвращающими проникновение .жидкого диэлектрика из приконтактной области, по внутренней 40 поверхности цилиндра 10 и цилиндрической поверхности штыря 14 относительно исходного положения h на вы1 соту h, определяемую объемом жидкого диэлектрика, вытесненным наконеч- 4r„ ником 15 и частью штыря, находящейся ниже поршня 12 после стыковки штыря с гнездом, Продольные размеры деталей устройства и установочные параметры выбраны так, что выполняется неравенство Н «r h + h „ + h, Если Н будет меньше указанной суммы, поршень 12 еще до стыковки штыря с контактным гнездом упрется в крышку цилиндра 10 и может произойти заклин- r5 ка верхней внутренней юбкой 13 поршня проникшей в отверстие крышки цилиндра 10, штыря 14 и зависание его.

Если в создавшейся ситуации штырь под действием силы инерции собственного и веса кабеля и проскочит вниз к контактному гнезду, то он срежет указанную юбку поршня 12, что приведет к ухудшению изоляции приконтактной области от скважинной среды и резкому пацению надежности устройства в целом.

В процессе бурения с использовани-.

1 ем гидроударных машин в условиях распространения в скважинной среде генерируемых при их работе гидравлических волн сжатия-разрежения поршень 12, выполненный в виде эластичной двусторонней манжеты-воротника с двумя парами юбок 13, предотвращает выброс из приконтактной области жидкого диэлектрика и проникновение в нее скважинной жидкости под воздействием на устройство указанных волн, выравнивая перепады давления под поршнем и в скважинной среде.

При этом штырь 14, состыкованный своим наконечником,15 с контактным гнездом, хвостовик 5 которого впрессован во внутренний обод шарикоподшипника

6, наружный обод которого электрически связан с нижним вращающимся в процессе бурения вместе со снарядом участком линии связи, не вовлекается во вращение.из-за малости возникающих между его поверхностью и внутренними юбками поршня 12 сил трения и не вращается при вращении бурового снаряда. Этим резко повышается надежность работы устройства во время проходки скважин.

По окончании бурения разъединение линии. связи забой — поверхность осуществляется простым извлечением наконечника 15 штыря 14 из контактного гнезда. При этом поршень 12, скользя юбками 13 по внутренней поверхности цилиндра 10 и цилиндрической поверхности извлекаемого штыря 14, опускается, выравнивая давления над и под ним. Поэтому для разъединения контакта к кабелю на поверхности необходимо приложить усилие, равное весу штыря и кабеля в скважинной среде, Выполнение поршня из эластичного материала в форме двусторонней манжеты-воротника с двумя парами юбок, расположение его на расстоянии Ь от основания цилиндра, а устройства, продольные размеры деталей которого выбраны так, что соблюдается условие Н ) h + h, +. h), обеспечивают

1362817

Составитель H.Êðèâêî

Техред Л,Сердюкова Корректор A.Îáðó÷àð

Редактор Н,Горват

Заказ 6351/21

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 надежное образование контакта штыря с гнездом и изоляцию приконтактной области от скважинной среды, повышение надежности работы устройства в процессе ударно-вращательного бурения с применением гидроудариых машин с осуществлением качественного перехода от вращающегося к невращаюцемуся при вращении бурового снаряда участку линии связи забой - поверхность, Это достигается за счет уменьшения сил трения между штырем и поршнем, Формула изобретения

Скважинное контактное устройство, содержащее корпус с размещенным в нем контактным узлом, прикрепленный . к корпусу цилиндр, в котором размещен поршень, насаженный на контактный штыРь, установленный над цилиндром каркас, перекрытый эластиной наклонной диафрагмой, и жидкий диэлектрик, заполняющий корпус, цилиндр и каркас, о т л и ч а ю щ е е10 с я тем, что, с целью повышения надежности в работе sa счет уменьшения сил трения между штырем и поршнем, поршень выполнен из эластичного материала в форме двусторонней манжеты15 воротника с двумя парами юбок и установлен в цилиндре выше его основания.