Устройство для измерения осевой нагрузки на долото

 

Изобретение относится к технике бурения глубоких скважин при разведке И добьпе полезных ископаемых. Цель - повьшение точности измерения. Для этоI )3 - го в гидролинии 3 между индикатором 8 и пресс-бачком 6 размещен переключатель 7 режима бурения, а с датчиком 1 массы бурильного инструмента жестко соединен кронштейн 5 с установленным на нем гидроцилиндром ГгЦ)) 4. Упругий элемент 2 датчика 1 массы соединен со штоком ГЦ 4, поршневая полость которого соединена гидролинией 3 с индикатором. Предел.измерения индикатора 8 равен максимальной осевой нагрузке на долото. Устрво позволяет получить и измерить непосредственный сигнал, пропорциональный величине осевой нагрузки на долото , так как измеряемым усилием является реакция упругого элемента 2 датчика 1 массы на уменьшение массы колонны бурильных труб при постановке ее на забой. Потеря массы, т.е. осевой нагрузки на долото, вызьгоает повьшгение давления в поршневой полости ГЦ 4 и гидролинии 3 и индицируется на индикаторе 8. 1 ил. (Л to со to со

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1423729 д1 (51)4 Е 21 В 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4165307/22-03 (22) 19.12.86 (46) 15.09.88. Бюл. 11р 34 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро автоматизации г..убокого разведочного бурения Всесоюзного производственного объединения "Союзгеотехника" (72) М.М. Ерохин, Г.Ф. Котомин и А.А. Ляховецкий (53) 622.245(088.8) (56) Айрапетов В.А. и др. Контроль параметров процесса бурения. М.: Недра, 1973, с. 68-70.

Демихов В. И. Метрологическое обеслечение процессов бурения скважин.

М.: Недра, 1984, с. 60-62 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОЙ

НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО (57) Изобретение относится к технике бурения глубоких скважин при разведке и добыче полезных ископаемых. Цель повышение точности измерения. Для этоro в гидролинии 3 между индикатором

8 и пресс-бачком 6 размещен переключатель 7 режима бурения, а с датчиком 1 массы бурильного инструмента жестко соединен кронштейн 5 с установленным на нем ринроцилиндром ГЦ))

4. Упругий элемент 2 датчика 1 массы соединен со штоком ГЦ 4, поршневая полость которого соединена гидролинией 3 с индикатором. Предел,измерения индикатора 8 равен максимальной осевой нагрузке на долото. Устрво позволяет получить и измерить непосредственный сигнал, пропорциональный величине осевой нагрузки на долото, так как измеряемым усилием является реакция упругого элемента 2 датчика 1 массы на уменьшение массы ко» лонны бурильных труб при постановке ее на забой. Потеря массы, т.е. осевой нагрузки на долото, вызывает повышени давления в поршневой полости ГЦ 4 и гидролинии 3 и индицируется на индикаторе 8. 1 ил.

Дь

1423729

Изобретение относится к технике бурения глубоких скважин при разведке и добыче полезных ископаемых и предназначено для измерения осевой нагрузки на долото в процессе бурения скважины.

Целью изобретения является повышение точности измерения осевой нагрузки на долото путем уменьшения 10 предела измерения индикатора эа счет получения и измерения непосредственного сигнала, пропорционального величине осевой нагрузки на долото.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения осевой нагрузки на долото содержит датчик

1 веса с упругим элементом 2, гидролинию 3, гидроцилиндр 4, установленный на кронштейне 5, жестко соединенном с датчиком 1 веса, пресс-бачок 6, переключатель 7 режима бурения и индикатор 8 осевой нагрузки на долото.

Датчик 1 веса с упругим элементом 2 25 устанавилвается на неподвижном конце талевой системы буровой установки.

Гидролиния 3 состоит из металлических труб, соединенных между собой и с другими элементами устройства резьбо- З0 выми соединениями. Кронштейй 5 представляет собой металлическую конструкцию, предназначенную для взаимного скрепления гидроцилиндра 4 и датчика веса при помощи болтовых или сварных соединений. Пресс-бачок 6 представляет собой емкость для рабочей жидкости. Переключатель 7 режима бурения устанавливается в гидролинии

3 вблизи пресс-бачка 6. Индикатор 8 40 осевой нагрузки на долото представляет собой показывающий прибор с пределои измерения 30 тс.

Устройство позволяет получить и измерить непосредственный сигнал, 4> пропорциональный величине осевой нагрузки на долото в процессе бурения скважины, так как измеряемым усилием является реакция упругого элемента датчика веса на уменьшение веса колонны бурильных труб при постановке ее на забой. Величина этого сигнала ограничена максимальныи допустимьи ,значением осевой нагрузки на долото, что, в свою очередь, позволяет применение последующих измерительных средств с пределом измерения, пропорциональным максимальной величине осевой нагрузки на долото, а не максииальному весу бурильной колонны. Так как при бурении глубоких скважин максимальная величина осевои нагрузки на долото в 10-12 раэ меньше максимального веса бурильного инструиента, то и измерительный прибор (индикатор) осевой нагрузки выбирается на предел измерения, который в 10-12 раэ меньше, чем предел измерения индикатора веса. Уменьшение предела измерения индикатора осевой нагрузки приводит к пропорциональному уменьшению абсолютной погрешности измерения при неиэменнном значении основной приведенной погрешности.

Устройство работает следующим образом.

Во всех режимах буровых работ, в том числе при спускоподъемных операциях (кроме режима бурения), переключатель 7 режима бурения находится в положении "Выключено", при этом полость пресс-бачка 6 через гидролинию 3 соединена с поршневой полостью гидроцилиндра 4 и индикатором 8. Давление в гидролинии 3 равно атмосферному, и показание индикатора 8 равно "0". Цефориации упругого элемента

2 в процессе спускоподъемных операций бурильной колонны не вызывают изиенения давления в гидролинии 3 и "нулевое" показание индикатора 8 сохраняется. После окончания сборки бурильного инструмента перед постановкой колонны на забой переключатель 7 режима бурения переэодится в положение

"Бурение", при этом пресс-бачок 6 отключается от гидролинии 3, а поршневая полость гидроцилиндра 4 с гидролинией 3 и индикатором 8 запираются.

При последующей постановке бурильного инструмента на забой происходит уменьшение усилия на неподвижном ("мертвом") конце талевой системы, что приводит к изменению деформации упругого элемента 2 датчика 1 веса (в сторону ее уменьшения), а это, в свою очередь, вызывает повышение давления в поршневой полости гидроцилинцра 4 и гидролинии 3. На индикаторе 8 появляется показание, величина которого пропорциональна "потере веса", т.е. осевой нагрузке иа долото. Taxw образом, устройство позволяет непосредственно без промежуточных вычислений измерять величину осевой нагрузки на долото.

1423729 нии и, таким образом, повьппает эфа- фективность ведения буровых работ.

Формула изобретения

Составитель В. Шилов

Редактор М. Бандура Техред А.Кравчук

Корректор. В. Бутяга

Заказ 4618/37 Тираж.531 Подписное

BI1HHIIH 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

После окончания бурения и при подъеме бурильного инструмента от э боя (на индикаторе осевой нагрузки на долото в это время "нулевое" показание) переключатель 7 режима бурения переводится в положение "Выключено", полость пресс-бачка 6 при этом сообщается с гидролинией 3 и

II 11 нулевое показание индикатора сохра- 1О няется при дальнейших работах.

Данное устройство повышает точность измерения осевой нагрузки на долото путем уменьшения предела измерения измерительных средств (в 10- 15

12 раэ) за счет получения и непосредственно иЗмерения сигнала, пропорционального величине осевой нагрузки на долото. Повышение точности измерения осевой нагрузки на долото поэво- 2ц ляет правильно выбрать оптимальную величину нагрузки на долото, что значительно увеличивает срок службы бурильных долот, уменьшается количество аварийных ситуаций, св>:. аниных с 26 разрушением долот на забое при буреI

Устройство для измерения осевой нагрузки на долото, содержащее датчик веса бурильного инструмента с упругим элементом и индикатор, соединенный гидролинией с пресс-бачком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство снабжено гидроцилиндром, кронштейном и переключателем режима бурейия, размещенным в гидролинии между индикатором и пресс-бачком, гидроцилиндр установлен на кронштейне, который жестко соединен с датчиком веса бурильного инструмента, упругий элемент которого соединен со штоком гидроцилиндра, поршневая полость последнего соединена гидролинией с индикатором, предел измерения которого равен максимальной осевой нагрузке на долото.