Скважинное контактное устройство

 

Изобретение относится к области бурения и м.б. использовано для передачи забойных параметров. Цель изобретения - повыпение надежности в работе при использовании различных типов гидроударных машин. Устрво содержит корпус, контактное гнездо с хвостовиком, посаженное во внутренний обод шарикоподшипника. С гнездом контактирует штырь 5, оснащенный стержнем 9 и подпружиненный относительно него втулкой (В) 12 с грузом 14. Устр-во имеет дополнительное съемное звено 10 и съемный цилиндр 13. В 12 выполнена в виде повернутого усеченного конуса. Штырь 5 в верхней части В 12, груз 14, звено 10 и цилиндр 13 имеют наружный диаметр больше наружного диаметра нижней части штыря 5, контактирующей с гнездом. Выполнение наружной поверхности В 12 в виде конусного перехода обеспечивает плавное расширение потока промывочной жидкости. Поток, воздействуя на торец стержня 9 и через звено 10 на штырь 5, препятствует отрыву последнего от контактного гнезда в экстремальных условиях работы устр-ва. 2 ил. г (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1373801

А1 (51) 4 Е 21 В 47/12,1З, ВНЬЯК, -„4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4096319/22-03 (22) 14,07 ° 86 (46) 15.02.88. Бюл. У 6 (71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья (72) E.Ë.Ëèìàíîâ, Б,Е.Скобочкин и Ю.Ф.Степанов (53) 621.315(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1078046, кл. Е 21 В 47/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

l1 1198195, кл. Е 21 В 47/12, 1983. (54) СКВАЖИННОЕ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области бурения и м.б. использовано для передачи забойных параметров. Цель изобретения — повышение надежности в работе при использовании различных типов гидроударных машин. Устрво содержит корпус, контактное гнеэдо с хвостовиком, посаженное во внутренний обод шарикоподшипника. С гнеs дом контактирует штырь 5, оснащенный стержнем 9 и подпружиненный относительно него втулкой (В) 12 с грузом

l4, Устр-во имеет дополнительное съемное звено 10 и съемный цилиндр

13, В 12 выполнена в виде повернутого усеченного конуса. Штырь 5 в верхней части В 12, груз 14, звено 10 и цилиндр 13 имеют наружный диаметр больше наружного диаметра нижней части штыря 5, контактирующей с гнездом.

Выполнение наружной поверхности В 12 в виде конусного перехода обеспечивает плавное расширение потока промы" вочной жидкости ° Поток, воздействуя на торец стержня 9 и через звено 10 на штырь 5, препятствует отрыву последнего от контактного. гнезда в экстремальных условиях работы устр-ва.

2 ил.

1373

45!

Изобретение относится к бурению и может быть использовано для передачи забойных параметров на поверхность по электрической линии связи в процессе бурения скважин, Цель изобретения — повышение надежности в работе при использовании различных типов гидроударных машин.

На фиг.! показано устройство в области контакта штыря с гнездом; на фиг.2 — верхняя часть штыря с подпружиненным грузом.

Скважинное контактное устройство содержит корпус 1, который помещен в буровом снаряде 2. Сверху в корпус вставляется шарнирный подшипник 3 и накрыгается направляющей втулкой 4 для сбрасываемого с поверхности шты" ря 5 ° Внутри корпуса расположено кон тактное гнездо, хвостовиком 6 посаженное во внутренний обод шарикоподшипника 7, наружный обод которого электрически связан с кабелем вращающегося со снарядом в процессе бу- 25 рения участка линии связи. Весь свободный объем корпуса и пространство над приконтактной областью заполнены жидким диэлектриком. Над контактным штырем 5 (фиг.2), внутри ко- 30 торого расположен кабель 8 верхнего не вращающегося со снарядом при бурении участка линии связи, установлен стержень 9 с дополнительным съемным звеном 10 и пружиной 11.

Штырь 5 в верхней части имеет наружный диаметр D, больший наружного диаметра d некией его части, состыкованной с контактным гнездом.Наружный диаметр некией части штыря уве 40 личить не представляется возможным, поскольку расположение его в контактном устройстве и в снаряде обеспечивает нормальные условия для подачи к гидроударнику рабочей жидкости.

При увеличении диаметра нижней части штыря эти условия были бы нарушены и в гидросистеме создавался бы излишний нежелательный перепад давления. Увеличение наружного диаметра

50 верхней части штыря не нарушает условия прохода жидкости. Наружные диаметры стержня 9 и звена 10 также равны О.

Суммарная масса штыря состоит из массы собственно штыря 5, стержня 9 и звена 10. На стержень с пружиной насажен через втулку 12 снабженный дополнительным цилиндром 13 груз 14 °

801 г

Суммарная масса груза состоит из массы собственно груза 14, цилиндра 13 и втулки 12, наружные диаметры которых и втулки в верхней ее части равны также D.

Втулка 12 выполнена в виде перевернутого усеченного конуса, основаниями которого являются верхний торец диаметром 0 и нижний с диаметром

d 0, В верхней части снаряда 2 (фиг.1) установлен аналогичный подшипнику 3 шарнирный подшипник (не показан) соответственного увеличенному наружному диаметру 0 верхней части штыря 5.типоразмера.

Увеличение наружного диаметра верхней части штыря позволяет существенно уменьшить суммарную длину штьгря согласно соотношению !=it(d -д )/

Я т о (D - d,)1, где d, — диаметр отверстия под кабель; L и 1 — прежняя и уменьшенная длины верхней части штыря. Так, увеличение наружного диаметра верхней части его от значения с!=19 мм до D=25 мм.позволяет уменьшить почти вдвое суммарную длину 1 птыря по сравнению с его прежней длиной

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от типа используемого при проходке скважины гидроударника над штырем 5 и к грузу 14 устанавливаются или убираются дополнительные звено 10 и цилиндр 13. Под действием веса груза 14 с втулкой и дополнительного цилиндра 13 и силы, воздействующие на указанные детали и через них на пружину 11 со стороны потока промывочной жидкости (при неработающем гидроударнике), пружина получает предварительное кваэистатическое сжатие. Увеличение в предлагаемом устройстве наружного диаметра груза приводит к увеличению его площади поперечного сечения, на которую действует поток жидкости. В результате этого согласно соотношению Н =

=ht(0 -d,1/(d -d,Ц заметно увеличивается сила Н воздействия потока на груз по сравнению с силой, действовавшей на него при прежнем значении наружного диаметра d. .Например, при указанном увеличении наружного диаметра Н = 1,8h> т.е. в 1,8 раза больше прежней силы воздействия потока на груз, это приводит к увеличению величины кваэистатического сжатия пружины. При включении гидроударной машины груз 14 с дополнительньи цилиндром 13 и втулкой 12 начинает совершать вынужденные возвратно-поступательные колебания с частотой рабо5 ты машины, сжимая и разжимая пружину

11 осуществляемые при посредстве стержня 9 и втулки 12, образующих пару скольжения, на которые накладываются колебания суммарного груза с собственной частотой, определяемой его суммарной массой и жесткостью пружины 11.

Спустя несколько секунд после 15 начала работы гидроударника благодаря наличию силы сопротивления, дей— ствующей на суммарный груз со сторо— ны потока промывочной жидкости, колебания его с собственной частотой затухают. 3а счет установившихся вьгнужденных колебаний груза !и с цилиндром 13 и втулкой 12 под действием переносной силы инерции последних, передаваемой им через посредст- 25 во пружины 11, стержня 9 с дополнительным звеном 10 и штыря 5, амплитуда которых меньше величины квазистатического сжатия пружины, штырь не отрывается от контактного гнезда, хвостовиком 6 впрессованного во внутренний обод шарикоподшипника 7 и, находясь внутри шарнирных подшипников 3 и ему подобному, установлен— ного в верхней части снаряда 2, не

35 вращается вместе со снарядом, обеспечивая надежность работы контактного устройства в процессе бурения скважины с помощью гидроударных машин.

Если же под воздействием возму40 щающихся сил амплитуда колебаний груза на короткий, исчисляемый долями миллисекунд, промежуток времени превысит величину квазистатического сжатия пружины и тем нарушится работа 45 штыря с подпружиненным грузом как единой неразрывной системы, то отрыву штыря от гнезда будет препятствовать сила, воздействующая со стороны потока дромывочной жидкости на увеличенную sa счет увеличения его диаметра площадь поперечного сечения стержня 9 и через него на штырь 5 со звеном 10, На основании уравнения неразрывности потока расход жидкости

55 по каждому иэ участков трубопровода одинако и равен Q = 5 V, где V— средняя скорость потока через живое сечение потока S, которое равно площади кольцевого сечения между внутренними стенками снаряда и наружными поверхностями груза 14, съемного цилигщра 13 и втулки 12. Поскольку при прохождении потока мимо втулки площадь его живого сечения увеличивается, то в соответствии с равенством

S-V = S,- >/, уменьшается средняя скорость потока 1г,, Это, в свою очередь, повышает давление на торец стержня 9 с увеличенным диаметром О. С другой стороны, вьгт0лнение наружной поверхности вгу.ггки !? в видс конусного перехода 0 с:ггечглвае г плавное расширение потока промывочной жидкости и эа счет малого значения коэффициента местного ..спо0тглвления на данном участке трубопровода незначительные потери энергии потока, который, воздействуя на торец стержня 9 и через звено 0 на BIThlph 5, препятствует отрыву по .1-едвего QT контактного гнезда в казанных экстремальных условиях работы vr.òðîIIñòâà. Все это повьш ает эксплуатационную надежность контактного устройства.

Увеличе..не в предлагаемом устройстве наруггог0 д1аиетра верхней части штыргг, гр; эа и других деталей, расположенным над штырем, а также

BbITIo.÷íeIII, втулки с плавным конусным перемодлм ст верхнего к ее нижнему торцу с меньш|ли диаметром позволяет повысить надежность работы устройства и существенно уменьшить длину соответств лощт деталей, что значитель о упрощает эксплуатацию устройства

Установка г устройстве дополнительных съемных звена и цилиндра обеспе

Формула изобретения

Скважинное контактное устройство, содержащее корпус, контактное гнездо, хвостовиком посаженное во внутренний обод шарикоподшипника, находящийся в контакте с гнездом штырь, оснащенный стержнем и подпружиненной относительно него втулкой с грузом, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе при использовании различных типов

1373801

Составитель Н.Кривко

Редактор Н.Слободяник Техред М.Ходанич Корректор A.Зимокосов

Заказ 542/24 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 гидроударных машин, оно снабжено дополнительным съемным звеном и съемным цилиндром, втулка выполнена в виде перевернутого усеченного конуса, при этом штырь в верхней части, втулка, груз, дополнительное звено и съемный цилиндр имеют наружный диаметр больше наружного диаметра нижней части штыря, находящийся в контакте с гнеэ5 дом.