Устройство модуляции забойных параметров в гидравлическом канале связи

 

Изобретение относится к бурению глубоких скважин и предназначено для передачи информации о характере взаимодействия долота с забоем при турбинном бурении на дневную поверхность по гидравлическому каналу связи. Цель изобретения - упрощение конструкции устр-ва. Для этого соединенный с валом 4 забойного двигателя узел ввода забойной информации в гидравлический канал выполнен из полумуфты (ПМ) 2 и жестко закрепленного на верхней части ПМ 2 диска 1 из абразивопрочной стали. При этом ПМ 2 соединена с валом 4 забойного двигателя, а ее продольная ось перпендикулярна плоскости диска 1. При контакте долота с горной породой возникают интенсивные колебания долота, которые распространяются вдоль оси вала. Колебания , достигая верхнего торца вала 4, передаются роторной гайке 3, ПМ 2 и диску 1. Он перемещается относительно корпуса турбобура в плоскости, перпендикулярной оси вала 4, в однозначной зависимости с законом колебаний долота на забое. Колебания диска 1 передаются жидкости, вызывая в ней пульсации давления, воспринимаемые на поверхности манометром. По уменьшению амплитуды пульсаций давлений контролируют износ вооружения шарощечных долот. 3 ил. S сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ш 4 Е 21 В 47/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4271305/22-03 (22) 20.04.87 (46) 23.01.89. Бюл. № 3 (71) Тюменский . индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) Ю. К. Шлык (53) 622.141 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1154454, кл. Е 21 В 47/12, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1146433, кл. Е 21 В 47/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО МОДУЛЯЦИИ ЗАБОЙНЪ|Х ПАРАМЕТРОВ В ГИДРАВЛИЧЕСКОМ КАНАЛЕ СВЯЗИ, (57) Изобретение относится к бурению глубоких скважин и предназначено для передачи информации о характере взаимодействия долота с забоем при турбинном бурении на дневную поверхность по гидравлическому каналу связи. Цель изобретения— упрощение конструкции устр-ва. Для этого соединенный с валом 4 забойного двигателя

„„SU„„1452961 А 1 узел ввода забойной информации в гидравлический канал выполнен из полумуфты (ПМ) 2 и жестко закрепленного на верхней части ПМ 2 диска 1 из абразивопрочной стали. При этом ПМ 2 соединена с валом 4 забойного двигателя, а ее продольная ось перпендикулярна плоскости диска l. При контакте долота с горной породой возникают интенсивные колебания долота, которые распространяются вдоль оси вала. Колебания, достигая верхнего торца вала 4, передаются роторной гайке 3, ПМ 2 и диску 1.

Он перемещается относительно корпуса турбобура в плоскости, перпендикулярной оси вала 4, в однозначной зависимости с законом колебаний долота на забое. Колебания диска 1 передаются жидкости, вызывая в ней пульсации давления, воспринимаемые на поверхности манометром. По уменьшению амплитуды пульсаций давлений контролируют износ вооружения шарошечных долот.

3 ил.

1452961 (2

5 — " =5 103 мм2.

УО,4

Формула изобретения

Изобретение относится к области бурения глубоких скважин и может быть использовано как элемент системы передачи информации о характере взаимодействия долота с забоем при турбинном бурении на ! дневную поверхность по гидравлическому каналу связи.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства. На фиг. 1 изображено соединение узла ввода забойной информации в гидравлический канал с валом забойного двигателя (турбобуром); на фиг. 2 — узел ввода забойной информации в гидравлический канал; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2.

Устройство содержит круглый диск 1 диаметром 115 мм и толщиной 7 мм, выполненный из абразивопрочной стали, который жестко закреплен в верхней части стандартной полумуфты 2, продольная ось которой перпендикулярна плоскости диска 1. По-! лумуфта 2 имеет внутренние шлицевые канавки и коническую поверхность (фиг. 2), с помощью которых осуществляется жесткая !, механическая связь с роторной гайкой 3, которая устанавливается на вал 4 верхней секции забойного двигателя.

Поскольку диск 1 располагается в линии нагнетания промывочной жидкости и вызывает сужение проходного .сечения для ее протекания к турбобуру, то на размеры диска накладываются ограничения. Во избежание появления дополнительного гидравлического сопротивления, способного оказать нежелательное влияние на режим работы насосов и турбобура, в сечении, где вращается диск, необходимо, чтобы площадь кольца для протекания жидкости, образованная внутренним диаметром переводника корпуса турбобура D и наружным диаметром диска D, была равна площади внутреннего канала трубы УБТ, расположенной над турбобуром.

Для турбобура типа ЗТСШ вЂ” 195 диаметр диска может быть определен следующим образом (фиг. 1). Площадь проходного сечения трубы УБТ вЂ” 178, имеющей диаметр do=

=80 мм, можно определить по выражению

Внутоенний диаметр переводника корпуса турбобура, в сечении которого вращается. диск, составляет D =140 мм. Таким образом, диаметр диска D определяется как D=

) = D " =115 мм.

Выполнение диска диаметром 4 115 мм не отразится на режиме работы турбобура и не приведет к возрастанию гидравлической нагрузки на буровые насосы.

Толщина диска h=7 мм принята равной толщине стенки стандартной трубы ТБПВ—

127, исходя из гарантированного запаса

40 прочности на разрушение от действия промывочной жидкости с давлением до

200 кг/см2.

Принцип работы устройства состоит в следующем.

При подаче инструмента на забой во время бурения, когда долото входит в контакт с горной породой, возникают интенсивные колебания долота, обусловленные перекатыванием его шарошек с зубца на зубец и по неровностям забоя. Поскольку вал турбобура является первым элементом компоновки, с которым жестко связано долото, то указанные колебания долота, несущие в сеье информацию о характере его взаимодействия с породой, распространяются вдоль оси вала, вызывая в нем плоскопараллельные перемещения его сечений. Эти колебания достигают верхнего торца вала 4, передаются роторной гайке 3, полумуфте 2 и диску 1, вызывая его перемещение относительно корпуса турбобура в плоскости, перпендикулярной оси вала, в однозначной зависимости с законом колебаний долота на забое. Далее указанные колебания диска передаются промывочной жидкости, что вызывает появление в ней зон разряжения сжатия (пульсаций давления), распространяющихся вдоль оси гидроканала бурящейся скважины к поверхности.

Для регистрации пульсаций давления в линии нагнетания промывочной жидкости на стояке в месте присоединения манометра устанавливают тензодатчик (не показан), сигнал с которого записывается на магнитофон.

Данное устройство позволяет получить информацию о характере динамического взаимодействия долота с забоем и контролировать износ вооружения шарошечных долот по уменьшению амплитуды пульсаций давления, обусловленных перекатыванием шарошек с зубца на зубец по мере их абразивного износа, скола и выпадения. Это в свою очередь позволит своевременно осуществить подъем изношенного долота, что в конечном счете также приведет к интенсификации бурения и снижению стоимости 1 м проходки горных пород.

Устройство модуляции забойных параметров в гидравлическом канале связи, содержащее узел ввода забойной информации в гидравлический канал, соединенный с валом забойного двигателя, отличающееся тем, что, с целю упрощения конструкции устройства, узел ввода забойной информации в гидравлический канал выполнен из полумуфты, соединенной с валом забойного двигателя и из диска, жестко закрепленного на верхней части полумуфты, при этом продольная ось полумуфты перпендикулярна плоскости диска, который выполнен из абразивопрочной стали.

1452961

1м

4ЪгЗ

Составитель Г. Алексеева

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 7143 23 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,