Забойный датчик устройства контроля осевой нагрузки на долото

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к бурению нефтяных и газовых скважин, и предназначено для контроля и управления процессом бурения. Цель - повышение точности контроля путем увеличения крутизны переднего фронта импульса, формируемого в гидравлической линии связи. Для этого в цилиндрическом корпусе (ЦК) 1 датчика выполнена кольцевая камера, разделенная перегородкой 3 на полости 9 и 10. Полость 9 через выполненное на боковой поверхности ЦК 1 радиальное отверстие 2 соединена с затрубным пространством. Полость 10 через выполненное в телескопически установленном в ЦК 1 фигурном штоке (ФШ)6 радиальное отверстие 8 соединена с полостью ФШ 6. Последний подпружинен в осевом направлении и имеет коаксиальное отверстие 7. В перегородке установлен обратный клапан 4. При достижении заданного значения осевой нагрузки на долото перегородка 3 опускается ниже верхнего края отверстия 8. Полость 9 соединяется с пространством внутри ФШ 6. Давление в полостях 9 и 10 выравнивается и клапан 4 открывается. Суммарное сечение проходных отверстий, соединяющих затрубное пространство с пространством внутри ФШ 6, резко увеличивается. Давление промывочной жидкости в гидравлической линии связи резко снижается и фиксируется на дневной поверхности. При помощи клапана 4 за счет релейного эффекта при его работе устраняют обусловленное вибрациями бурильного инструмента дросселирование жидкости. Релейный эффект обеспечивается действием пружины и изменением давлений в полостях 9 и 10 при открытии или закрытии клапана 4. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1479631 А1 (д1) 4 Е 21 В 44/00, E 21 B 19/08

OllHCAHHE ИЭОБРЕТЕНИ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ Гкнт СССР (21) 4269051/23-03 (22) 29.06,87 (46) 15.05.89. Бюл. М- ) 8 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) Г.А.Панфилов и И.И.Столбун (53) 622.245 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1170129, кл. Е 21 В 45/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1146433, кл. F. 21 В 47/12, 1983. (54) ЗАБОЙНЫЙ ДАТЧИК УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ОСЕВОЙ 11АГРУЗКИ НА ДОЛОТО (57) Изобретение относится к горной промьппленности, а именно к бурению нефтяных и газовых скважин, и предназначено для контроля и управления процессом бурения. Цель — повьппение точности контроля путем увеличения крутизны переднего фронта импульса, формируемого в гидравлической линии связи. Для этого в цилиндрическом корпусе (ЦК) 1 датчика выполнена

1479631 кольцевая камера, разделенная перегородкой 3 на полости 9 и 10. Полость 9 через выполненное на боковой поверхности ЦК 1 радиальное отверстие 2 соединена с затрубным пространством. Полость 10 через выполненное в телескопически установленном в ЦК 1 фигурном штоке (ФШ) 6 радиальное отверстие 8 соединена с полостью Ф1!! 6. Последний подпружинен в осевом направлении и имеет коаксиальное отверстие 7. В перегородке установлен обратный клапан 4, При достижении заданного значения осевой нагрузки на долото перегородка 3 опускается ниже верхнего края отверстия

8, Полость 9 соединяется с пространИзобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к контролю и управлению процес- 5 сом бурения, и может быть использова1 но для определения заданного значения осевой нагрузки на долото, Целью изобретения является повышение точности контроля путем увеличения крутизны переднего фронта импульса, формируемого в гидравлической линии связи.

На чертеже схематично приведен

15 забойный датчик устройства контроля осевой нагрузки на долото.

Забойный датчик содержит цилиндрический корпус 1, на боковой поверхности которого выполнено радиальное отверстие 2 и в корпусе выполнена кольцевая камера с перегородкой 3, в которой установлен подпружиненный обратный, например тарельчатый, клапан 4 ° Датчик также содержит телескопически установленный в корпусе

1, подпружиненный (пружиной 5) в осевом направлении фигурный шток 6 с коаксиальным и радиальным отверстиями 7 и 8, Обратный тарельчатый клапан 4 смонтирован в кольцевой перегородке, которая делит внутреннее пространство корпуса на две полости: верхнюю 9 и нижнюю 10. Полость.9 чеством внутри Ф!!! 6. Давление в полостях 9 и 10 выравнивается и клапан 4 открывается. Суммарное сечение проходпых отверстий, соединяющих затрубное пространство с пространством внутри Ф1!! 6, резко увеличивается °

Давление промывочной жидкости в гидравлической линии связи резко снижается и фиксируется на дневной поверхности. При помощи клапана 4 эа счет релейного эффекта при его работе устраняют обусловленное вибрациями бурильного инструмента дросселирование жидкости. Релейный эффект обеспечивается действием пружины и изменением давлений в полостях 9 и 10 при открытии или закрытии клапана 4. 1 ил. рез радиальное отверстие 2 корпуса

1 соединена с затрубным пространством, а полость 10 соединена через радиальное отверстие 8 с полостью штока 6.

Регистрацию фронта импульса давления в гидравлической линии связи предусматривается осуществлять с помощью преобразователя (не показан) давления жидкости в электрический сигнал, например, используя измеритель давления типа ИИД-1 или датчики типа ДД, ДЦС, ДДП (1). Для этого выходной электрический сигнал указанных устройств предусматривается подавать на дифференцирующую цепочку, составленную из элементов RC с выхода который может быть получен сигнал, амплитуда которого зависит от крутизны фронта импульса давления, создаваемого в промывочной жидкости, Диаметр отверстия 8 и количество этих отверстий по периметру штока 6, а также количество клапанов 4 в перегородке 3 выбирается из условия создания необходимого перепада давления в гидравлической линии связи. Диаметр отверстия 8 много больше имеющих место в практике бурения амплитуд вибрационных перемещений бурильного инструмента,что исключает воэможность перекрытия отверстия 8 из-за вибрации.

1479631

Фо р мула и э об р е т е ни я

Составитель Г.Алексеева

Редактор Р.Середа Техред @.Õoäàíè÷ Корректор В.Гирняк

Заказ 2514/31 Тираж 515 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Кроме того, дросселирование жидкости, обусловленное вибрациями бурильного инструмента, устраняется наличием релейного эффекта при работе клапана, установленного в перегородке 3, Укаэанный релейный эффект обеспечивается действием пружины и изменением давлений в камерах 9 и 10 при открытии или закрытии клапана. 10

Устройство работает следующим образом.

Под действием осевой нагрузки корпус l перемещается вниз по отно- 15 шению к штоку 6. Обратный тарельчатый клапан 4 закрыт под действием перепада давления между полостью 9 и полостью 10, равным разности давления промывочной жидкости внутри што- 20 ка и в затрубном пространстве. При достижении заданного значения осевой нагрузки на долото кольцевая перегородка опускается ниже верхнего края радиального отверстия 8 и полость

9 соединяется с пространством внутри штока 6. Давление в полости 9 и

10 выравнивается и обратный тарельчатый клапан 4 под действием пружины открывается, тем самым резко увели- 30 чивая суммарное сечение проходных отверстий, соединяющих эатрубное пространство с пространством внутри штока 6, что приводит к резкому снижению давления промывочной жидкости в 35 гидравлической линии связи, фиксируемое по показаниям преобразователя давления жидкости на дневной поверхности, Использование предлагаемого устройства позволит по сравнению с известными увеличить крутизну переднего фронта, импульса давления в нагнетательной линии, тем самым повысить точность контроля эа превышением заданной осевой нагрузки на долото.

Забойный датчик устройства контроля осевой нагрузки на долото, содержащий цилиндрический корпус, на боковой поверхности которого выполнено радиальное отверстие, подпружиненный в осевом направлении фигурный шток с коаксиальным и радиальным отверстиями, телескопически установленный в корпусе, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности контроля путем увеличения крутизны переднего фронта импульса, формируемого в гидравлической линии связи, в цилиндрическом корпусе выполнена кольцевая камера с перегородкой, разделяющей ее на полости, одна из которых через радиальное отверстие корпуса соединена с эатрубным пространством, а другая— через радиальное отверстие штока соединена с полостью штока, при этом забойный датчик снабжен обратным клапаном, установленным в перегородке кольцевой камеры.