Устройство для передачи забойной информации по гидроканалу связи

 

Изобретение относится к скважинным устройствам и может быть использовано в телеметрических системах оперативного контроля забойных параметров при бурении. Цель изобретения - повышение надежности за счет снижения вероятности засорения модулятора. Устройство содержит наружный корпус с размещенным в нем модулятором в виде установленных с осевым зазором друг относительно друга седла и дросселирующего элемента (ДЭ), приводную турбину, роторные лопасти которой размещены на силовом гидроцилиндре (ГЦ), установленном с возможностью вращения вокруг продольной оси, и функциональные элементы. ДЭ закреплен на штоке поршня силового ГЦ. Рабочие поверхности седла ДЭ могут быть снабжены насадками из износостойкого материала и выполнены ребристыми или многогранными. С целью стабилизации величины гидроимпульсов ДЭ установлен с возможностью рабочего хода не менее суммы длин осевого зазора в модуляторе и рабочих поверхностей седла и ДЭ. Во время работы ДЭ постоянно вращается вместе с силовым ГЦ. За счет этого инородное тело, попавшее в зазор модулятора, будет истираться его рабочими поверхностями до тех пор, пока его размеры не уменьшатся и оно не пройдет в зазор. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1490268 . А 1 (51)4 Е 21 В 47/12

4 00HA) п .д :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к скважинным устройствам и может быть использовано в телеметрических системах оперативного контроля забойных параметров при бурении.

Цель изобретения — повышение надежности эа счет снижения вероятности засорения модулятора, а также стабилизация величины гидроимпульсов.

На фиг.1 и 2 представлено устройство, общий вид; на фиг.3 — модулятор.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4309060/23-03 (22) 14 .07.88 (46) 30.06.89. Бюп. М 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам освоения нефтяных и газовых ресурсов- континентального шел ьфа (72) Э.А.Вольгемут, С.Г. Белкин, В.Б.Зак, В.М.Гадалов и А.Д.Гассельблат (53) 621.398 (088.8) (56) Патент СНА и 4184545, кл. Е 21 В 47/022, опубл, 1980.

Патент Великобритании М 2123458, кл. Е 21 В 47/12, опубл. 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЗАБОЙНОЙ

ИНФОРМАЦИИ ПО ГИДРОКАНАЛУ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к скважинным устройствам и может бьггь использовано в телеметрических системах оперативного контроля забойных параметров при бурении. Цель изобретения— повышение надежности эа счет снижения вероятности засорения модулятора. Уст2 ройство содержит наружныи корпус с размещенным в нем модулятором в виде установленных с осевым зазором друг относительно друга седла и дросселирующего элемента (ДЭ), приводную турбину, роторные лопасти которой размещены на силовом гидроцилиндре (ГЦ), установленном с воэможностью вращения вокруг продольной оси,и функциональные элементы,ДЭ закреплен на штоке поршня силового ГЦ. Рабочие поверхности седла ДЭ могут бьггь снабжены насадками из износостойкого материала и выполнены ребристыми или многогранными. С целью стабилизации величины гидроимпульсов ДЭ установлен

Ф с воэможностью рабочего хода не менее суммы длин осевого зазора в модуляторе и рабочих поверхностей седла и ДЭ, Во время работы ДЭ постоянно вращает- (» ся вместе с силовым ГЦ. За счет этого инородное тело, попавшее в зазор модулятора, будет истираться его рабочими поверхностями до тех пор, пока кС

его размеры не уменьшаться и оно не Я ) пройдет в зазор. 1 э,п. ф-лы, 3 ил. () Внутри наружного корпуса 1 в верхней его части установлено седло 2.

В средней части установлен цилиндрический герметичный внутренний корпус

3, в.котором размещены редуктор 4, генератор 5, гидроблок 6 с насосом 7, злектрогидрораспределитель 8 с электромагнитом 9 и редукционный клапан

10. Гидрораспределитель: 8 представляет собой цилиндрический плунжер, установленный с возможностью переме68

3 14902 щения вдоль своей продольной оси. К верхней части цилиндрического герметичного корпуса 3 присоединен гицроцилиндр 11, на наружной боковой поверхности которого установлены ротор5 ные лопатки 12 приводной турбины.

К верхнему торцу гидроцилиндра 11 присоединен компенсатор 13, выполненный в виде эластичного рукава, а сам гидроцилиндр 11, внутри которот о помещены поршень 14 и шток 15, установлен в подшипниках 16 и 17. Нижний конец штока 15 примыкает к поршню 14, а сам шток 15 пропущен насквоэ». через 15 гидрои злиндр 11, с которым он взаимодействует посредством шпонки 18, и компенсатор 13, и на верхнем конце штока 15 установлен дросселирующий элемент 19 ° В корпусах гидроблока 6, электрического генератора 5 и редуктора 4 выполнена напорная линия 20.

Устройство снабжено уплотнением 21, . например, торцового типа, установленным между гидроцилиндром 11 и ци- 25 линдрическим герметичным корпусом 3 уплотнениями 22 между входным валом

23 и корпусом редуктора 4, уплотнениями 24 в стыках 25 цилиндрического герметичного корпуса 3 ° В устройстве выполнены полости 26 и 27, предназначенные для заполнения буферным материалом с целью предохранения компенсатора 13 и уплотнения 21 от непосредственного агрессивного воздействия бурового раствора. Полость 28 цилиндрического герметичного корпуса 3 заполнена рабочей жидкостью, например, высокотемпературной силиконовой. В гидроблоке 6 выполнено перепускное отверстие 29, сообщающее напорную

40 линию 20 с полостью 28. В нижней части переводника 1 установлены электронный блок 30 и комплекс датчиков

3 1, связанные между собой электричес ким кабелем 32. Седло 2 и дросселирующий элемент 19 образуют модулятор устройства. С переводником 1 жестко связаны статорные лопатки 33 приводной турбины. Дросселирующий элемент

19 и седло 2 снабжены износостойкими 50 насадками 34 и 35 с рабочими поверхностями 36 и 37 и установлены с осевым зазором 38 относительно друг друга.

Устройство работает следующим об- 55 разом.

При прохождении бурового раствора (показан стрелками) через приводную турбину 12, 33 возникает крутящий момент, который от гидр оцичиндра 11 через ш|онку 18 и шток 15 передается яа дросс епирующий элемент 9 . Одновременно крутящий момент посредством

«зал а 23 и ðåäàåòñÿ ва редуктор 4 и далее на вал генератора 5 и насоса 7.

Жидкость, пер екачива емая насос ом 7, направляется по напорной линии 20 в гидр о цилиндр 1 1 и, паралл ел ьно, в гидрораспределитель 8, цилиндрические золотники которого могут перемещаться вдоль своей продольной оси, При от— сутствии сигнала от электронного блока 30 перепускное отверстие 29 открыто, и вся жидкость идет на слив в полость 28. В напорнои липин нет из— бьггочного давления, поршень 14 находится в крайнем нижнем положении и зазор в модуляторе максимален. При поступлении сигнала от электронного блока 30 срабатывает электромагнит 9, управляющий электрогидрораспределителем 8, и отверстие 29 перекрывается.

Жидкость от насоса 7 поступает в напорную линию 20, давление в линии, а стало бьггь и под поршнем 14, повышается, поршень 14 перемещается вверх. перемещая шток 15 и дросселирующий элемент 19. Прп этом зазор в модуляторе уменьшается, и перепад давления бурового 1 аствора увеличивается. Возникает импульс давления, Необходимая величина импульса известна заране» и она не должны зависеть от износа элементов модулятора, оставаясь постоянной. В устройстве это условие обеспечиваетсл тем, что гидроблок 6 снабжен редукционным клапаном 10, настраиваемым на поддержание в напорной линии 20 постоянного давления, достаточного, чтобы обеспечить такое усилие н;. поршне, чтобы оно равнялось заранее известному усилию, дейс твующему на r;p oc с елир ук .Ций эл емент 19 во время и.чпудьса, ы ограничитель хода поршпя вверх установлен на расстоянии зт в. рхнего торца поршня 14, определяемом из следующих с оображений: при работе модулятора, за счет -бразивного воздействия бурового раствора, наиболе" сильно будут изнашиваться кромки из«осостойких насадок, обращенные друг к другу и образующие рабочий зазор, т. е. верхпяя кромка насадки дросселирующего элемента 19 и нижняя рабочая кромка седла 2. Очевидно, что работоспособность модулятора сохранится вплоть до износа всей длины рабочих поверх68

5 14902 ностей Зо и 37 насадок 34 и 35, по-этому полный возможный ход поршня 14 должен быть не менее суммы длин рабочих поверхностей насадок и максималь5 ной величины зазора в модуляторе в осевом направлении. В данном устройстве дросселирующий элемент 19 перемещается вверх до тех пор, пока возрастающее усилие от увеличивающегося перепада давления бурового раствора не остановит его. Таким образом, по мере износа насадок 34 и 35 ход поршня 14 при формировании информационного гидроимпульса будет увеличиваться, а величина информационного гидроимпульса будет оставаться постоянной.

Поскольку дросселирующнй элемент

19 постоянно вращается относительно седла 2, то попавшее в зазор модулятора инородное тело будет истираться их рабочими поверхностями до тех пор, пока его размеры не уменьшатся и оно не пройдет в зазор. Для повышения долговечности укаэанные элементы 25 снабжены износостойкими насадками, а для более эффективного перетирания инородных тел рабочая поверхность насадок может быть выполнена, например, ребристой или многогранной.

ЗО

При расположении электрогидрораспределителя 8 в плоскости, перпендикулярной плоскости оси устройства, направление максимальных виброускорений, возникающих при бурении, не 35 совпадает с направлением движения золотников электрогидрораспределителя

8 и сердечника электромагнита 9, за счет чего уменьшается вероятность появления ложных импульсов. фор мула из обретения

1. Устройство для передачи забойной информации по гидроканалу связи, содержащее наружный корпус с размещенным в нем модулятором в виде установленных с осевым зазором относительно друг друга седла, жестко скрепленного с наружным корпусом, и дросселирующего элемента, приводную турбину с роторными и cTBTopHblMH лопатками, внутренний корпус, в котором размещены гидроцилиндр, на штоке которого закреплен дросселирукяций элемент, соединенные между собой и кинематически связанные с приводной турбиной генератор и насос, электрогидрораспределитель и компенсатор, установленный на гидроцилиндре, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет снижения вероятности засорения модулятора, дросселирующий элемент модулятора и роторные лопатки приводной турбины закреплены на корпусе гидроцилиндра, который установлен с возможностью вращения вокруг его продольной оси.

2 . Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации величины гидроимпульсов, дросселирующий элемент установлен с возможностью рабочего хода не менее суммы длин осевого зазора в модуляторе и рабочих поверхностей седла и дросселирующего элемента.

1490268

72

1490268

Редактор М.Товтин

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдате. ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель Л.Лукашанец

Техред М. Ходанич Корректор Т,Малец

Заказ 3675/35 Тираж 514 Подписное