Устройство для определения осевой нагрузки на долото

 

Изобретение относится к области бурения скважин. Цель изобретения - расширение диапазона измерений и повышение надежности в работе устройства. Оно содержит наземный регистрируюш,ий узел, гидравлически соединенный с датчиком осевой нагрузки, включающим корпус (К), кдапэн, состояш,ий из ступенчатого штока, в верхней части которого размещен запорный орган , и седла, выполненного в К- Устройство имеет дифференциальный упругий блок, выполненный в виде пружинных секций разного диаметра, который уменьшается в сторону запорного органа. Ступенчатый шток образует с К кольцевую камеру, в которой размещен упругий блок. Запорный орган выполнен игольчатым с проточкой на наружной поверхности и с радиальным и осевым каналами внутри него. В ступенчатом штоке выполнен осевой канал, сообщающийся с каналами запорного органа. На внутренней поверхности К выполнена кольцевая проточка для сообщения с радиальным каналом запорного органа в транспортном положении. Игольчатая часть запорного органа выпо:;- нена с углом конусности в вершине, равным 10-15°. Величина осевого перемещения игольчатой части равна 150-200 мм. При достижении предельного давления бурового инструмента на забой скважины игольчатая часть перекрывает седло, клапана, выход промывочной среды на забой прекращается. Давление среды в колонне труб мгновенно увеличивается, что зафиксируется регистрирующим узлом, который сообщает сигналом . При превышении предельной нагрузки бурового инструмента на забой привод бурового станка автомат чески отключается. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 Е 21 В 47/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3981923/22-03 (22) 02. 10.85 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (72) И. Я. Соловьев, П. Л. Пшеничный, Г. Г. Колесников и 1О. Ф. Кучерявенко (53) 550.839 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 318678, кл. Е 21 В 45/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 1146433, кл. Е 21 В 47/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО (57) Изобретение относится к области бурения скважин. Цель изобретения — расширение диапазона измерений и повышение надежности в работе устройства. Оно содержит наземный регистрирующий узел, гидравлически соединенный с датчиком осевой нагрузки, включающим корпус (К), клапан, состоящий из ступенчатого штока, в верхней части которого размещен запорный орган, и седла, выполненного в К. Устройство имеет дифференциальный упругий блок, выполненный в виде пружинных секций разного диаметра, который уменьшается в сто„„SU,» 1408062 М рону запорного органа. Ступенчатый шток образует с К кольцевую камеру, в которой размещен упругий блок. Запорный орган выполнен игольчатым с проточкой на наружной поверхности и с радиальным и осевым каналами внутри него. В ступенчатом штоке выполнен осевой канал, сообщающийся с каналами запорного органа. На внутренней поверхности К выполнена кольцевая проточка для сообщения с радиальным каналом запорного органа в транспортном положении.

Игольчатая часть запорного органа выпо.".нена с углом конусности в вершине, равным

10 — 15 . Величина осевого перемещения игольчатой части равна 150 — 200 мм. При достижении предельного давления бурового инструмента на забой скважины игольчатая часть перекрывает седло. клапана, выход промывочной среды на забой прекращается.

Давление среды в колонне труб мгновенно увеличивается, что зафикси руется регистрирующим узлом, который сообщает сигналом. При превышении предельной нагрузки бурового инструмента на забой привод бурового станка автоматически отключается.

1 з.п. ф-лы. 4 ил.

1408062

Формула изобретения

Изобретение относится к области бурения скважин любых диаметров в любом пространственном направлении и может быть использовано в непрерывной выдаче на дневную поверхность параметров давления бурового инструмента на забой скважины, автоматической записи их на дневной поверхности.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений, повышение надежности работы устройства и обеспечение возможности получения экстренного сигнала на дневной поверхности.

На фиг. 1 изображен датчик осевой нагрузки на долото в транспортном положении, продольный разрез; на фиг. 2 — 4 — фронтальные части датчика осевой нагрузки при различных изменениях величин осевых нагрузок.

Устройство включает глубинный датчик осевой нагрузки, содержащий корпус 1, клапан, состоящий из ступенчатого штока 2, в котором выполнен осевой канал 3 запорного . органа 4, размещенного в верхней части штока 2 седла 5, выполненного в корпусе 1, и ! дифференциального упругого блока, выполненного в виде пружинных секций 6 разно1 го диаметра, при этом диаметр пружинных секций 6 уменьшается в сторону запорного органа 4, причем пружинные секции 6 размещены в кольцевой камере 7, образованной ступенчатым штоком 2 и корпусом. 3апорный орган 4 выполнен игольчатым и име|

1 ет в вершине конусность, равную 10 — 15 . о

, Ha наружной поверхности запорного органа 4 выполнены проточки 8, а внутри него —— . осевой 9 и радиальный 10 каналы, которые сообщаются с осевым каналом 3. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнена кольцевая проточка 11 для сообщения с радиальным каналом 10 в транспортном положении.

Датчик гидравлически соединен с наземным регистрирующим узлом (не показан)

Устройство работает следующим образом.

До подхода к забок> в колонну труб (не показаны) подается промывочная среда, которая через каналы 3, 9 и !0, кольцевую проточку 8 и седло 5 поступает к забою скважины. После контакта бурового инструмента с забоем скважины шток 2 с запорным органом 4 перемещаются в положение показанное на фиг. 2, транзитный проход промывочной среды кратковременно прекращается, но при необходимости может повторяться любое число раз, при этом в колонне бурильных труб давление промывочной среды мгновенно повышается и воздействует на регистрирующий наземный узел (не показан), например прибор ЗСЛ вЂ” 24, гидравлически подключенный к схеме подачи промывочной среды и механически — к кинематике бурового станка, который об этом подает первый зву5 10

50 ковой или световой сигнал и записывает его на ленте.

При дальнейшем увеличении нагрузки происходит дальнейшее движение штока с запорным органом 4 (фиг. 3), транзитный проход промывочной среды возобновляется, она устремляется через кольцевое сечение, образованное седлом 5 и игольчатой частью запорного органа 4 при начинающем увеличиваться сопротивлении ее движению, которое принимается за исходное. Прибор

ЗСЛ вЂ” 2М регулируется так, что он при этих условиях указывает давление бурового инструмента на забой скважины — 0 кгс.

При дальнейшем движении штока с запорным органом (фиг. 4) пружинные секции

6 дифференциального упругого блока увеличивают давление бурового инструмента на забой скважины, при этом кольцевое сечение, образованное седлом 5 и игольчатой частью запорного органа 4 уменьшается, а сопротивление движению промывочной жидкости увеличивается, что зарегистрируется наземным регистрирующим узлом.

При достижении предельного давления бурового инструмента на забой скважины игольчатая часть (фиг. 4) перекрывает седло 5, выход промывочной среды на забой скважины прекращается, ее давление в колонне труб мгновенно увеличивается, а регистрирующий узел это показывает, записывает на ленту, сообщает сигналом и при необходимости отключает питание привода бурового станка.

Крупномасштабная запись параметров давления бурового инструмента на забои обеспечивается большой величиной хода (150 — 200 мм) запорного органа.

Предлагаемое устройство применимо для скважин любых диаметров (даже самых малых) и использует гидравлические свойства потока промывочной среды для получения на дневной поверхности экстренного, четкого, определяющего с точностью до 1 см положения бурового инструмента относительно забоя скважины сигнала, непрерывное поступление данных о величине давления бурового инструмента на забой скважины и автоматическая запись их на ленте, необходимых для регулирования режима бурения в процессе его выполнения. При превышении предельной нагрузки бурового инструмента на забой скважины, чреватой аварийной ситуацией, привод бурового станка автоматически отключается.

1. Устройство для определения осевой нагрузки на долото, включающее наземный регистрирующий узел, гидравлически соединенный с датчиком осевой нагрузки, содержащим корпус, клапан, состоящий из штока, запорного органа, размещенного в верхней

1408062

Составитель Г. Алексеева

Редактор В. Бугренкова Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 3281/33 Тираж 531 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4,5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4 части штока и седла, выполненного в корпусе, отличающееся тем. что, с целью расширения диапазона измерений, повышения надежности работы устройства, оно снабжено дифференциальным упругим блоком, выполненным в виде пружинных секций разного диаметра, диаметр которых уменьшается в сторону запорного органа, при этом шток клапана выполнен ступенчатым и образует с корпусом кольцевую камеру, в которой размещен дифференциальный упругий блок, а запорный орган выполнен игольчатым с проточками на наружной поверхности и с радиальным и осевым каналами внутри него, причем в штоке клапана вьп 01неH Осевой канал с возможностью СООб;пения с кана.Нами =апорного Органа, а на внутренней поверхности корпуса выполнена кольцевая проточка для сообщения с радиальным каналом запорного органа в транспортном положении.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что игольчатая часть запорного органа «ыО полнена с углом конусности в вершине, рагным 10 — 15, а величина осевого псремеще ния игольчатой части запорного органа равна 150 — 200 мм.