Способ регистрации вибрации бурильных труб на устье скважины и датчик для его осуществления

 

Изобретение относится к технике измерения продольных колебаний бурильных труб (БТ) на устье скважины в процессе бурения. Цель изобретения - повышение удобства и надежности регистрации вибраций БТ за счет бесконтактного съема информационного сигнала с помощью катушки индуктивности. Для этого вибрационные перемещения БТ преобразуются в электрический сигнал, пропорциональный амплитуде и частоте перемещений. Преобразование осуществляется путем генерирования за счет вибрации БТ электрического сигнала в катушке (К) индуктивности. При этом участок трубы, генерирующий электрический сигнал, постоянно подмагничивается. Датчик (Д) для регистрации вибраций БТ выполнен в виде двух К, концентрически расположенных одна относительно другой и относительно БТ. Внутренняя К является сигнальной, а внешняя служит для создания поля подмагничивания. Обе К размещены в цилиндрическом корпусе из низкоуглеродистой стали, закрытом с торцов шайбами из того же материала. За счет поля подмагничивания намагничивается элемент БТ внутри Д. За счет вибрации намагниченный участок БТ перемещается внутри Д и наводит ЭДС в сигнальной К, которая и является информационным сигналом. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (111

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4367782/23-03 (22) 21. 12.87 (46) 30.03. 90, Бюп. Р 12 (71) Всесоюзный научна-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений (72) В.С.Злобин, В.И.Горбенко, В.С.Васильченко и Ф.Ф.Михайличенко (53) 621.398:622.23 (088.8)

-(56) Дозоров Т.А,, Кутузов Б,H.

Исследование cr-:åêòðîâ колебаний, возникающих в процессе шарашечного бурения. — Реферативный научно-тех- нический сборник "Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности„ 1975, N- 7.

-(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ВИБРАЦИИ

БУРИЛЬНЫХ ТРУБ НА УСТЬЕ СКВАЖИНЫ И

ПАТ КК ДПЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике измерения продольных колебаний бурильных труб (БТ) на устье скважины в процессе бурения. Цель изобрете= ния — повышение удобства и надежности регистрации вибраций БТ за счет .бес .контактного съема информационного

Изобретение относится к технике измерения продольных колебаний бурильных труб на устье скважины в процессе бурения.

Цель изобретения — повышение удобства и надежности регистрации вибрации бурильных труб на устье скважины за счет бесконтактного съема информационного сигнала с помощью катушки индуктивности. (51)5 Е 21 В 7 2 45 00

2 сигнала с помощью катушки индуктивности. Для этого вибрационные перемещения БТ преобразуются в электрический сигнал, пропорциональный амплитуде и частоте .перемещений. Преобразование осуществляется путем генерирования за счет вибрации БТ электрического сигнала в катушке (К) индуктивности. При этом участок трубы, генериру;лаяй электрический сигнал, постоянно подмагничивается. Датчик (Д) дпя регистрации вибраций БТ выполнен в виде двух К, концентрически расположенных одна относительно дру гой и относительно БТ. Внутренняя

К явл тся сигнальной, а внешняй служ-.-,т для "оздания поля подмагничивания. Обе К размещены в цилиндрическом корпусе из низкоуглеродистой стали, закрытом с торцов шайбами из того же материала. За счет поля подмагничивания намагничивается элемент БТ внутри Д. За счет вибрации намагниченный участок БТ перемещается внутри Д и наводит ЭДС в сигнальной

К, которая и является информационным сигналом. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

На чертеже изображена структур= ная схема устройства регистрации и буровая установка.

Преобразование вибрационных пере-. мещейий труб в электрический сигнал производится путем генерирования за счет вибрации труб электрического сигнала в катушке индуктивности. При этом участок трубы, генерирующий электрический сигнал и катушке ин1553662 дуктивности, постоянно подмагничивается.

Датчик для регистрации вибрации бурильных труб содержащий чувствиФ

5 тельный элемент и источник подачи энергии, выполнен в виде двух катушек индуктивности, концентрически расположенных относительно друг друга и относительно буровой трубы. Внутренняя из катушек является сигнальной, а внешняя служит для создания поля подмагничивания. Обе катушки размещены в цилиндрическом корпусе, выполненном из низкоуглеродистой стали„

Торцы корпуса закрыты шайГами из того же материала.

Способ реализуется следующим образом.

3а счет поля подмагничивания происходит намагничивание элемента трубы, находящегося внутри катушек датчика.

За счет продольной вибрации намагниченный участок трубы перемещается внутри катушек датчика и наводит в сигнальной катушке ЗДС. Частота и амплитуда последней пропорциональны частоте и амплитуде вибрационных колебаний бурильной трубы. Наведенная ЭДС в сигнальной катушке и является информационным сигналом, который усили3О вается и регистрируется.

Буровая установка включает породоразрушающий инструмент 1, буровой станок 2, колонну бурильных труб 3 и вертлюг А. На устье скважины íà 35 верху обсадной трубы Б размещается датчик б, первичная обмотка 7 которого соединена с усилителем 8 и регистрирующим устройством 9, вторичная обмотка 10 датчика соединена с 4О источником 11 постоянного тока, датчик размещен внутри цилиндрической обечайки 12, изготовленной из низкоуглеродисгой стали., оечайка сверху и снизу закрывается шайбами 13 из того же металла. Диаметры отверстий в шайбах равны внутрекнеиу диаметру катушки.

Способ осуществляется следующим образом.

Вибрации, вызванные рабэтой породоразрушающего инструмента 1 на забое скважины, приводимог.з во вращение и поступательное движение буровым станком 2, распростран;котся в виде упругих механических колебаний по колонне бурильных труб 3 и устью скважины. Эти вибрации воспринимаются датчиком магнитного поля вибрирующих доменов, амплитуда, форма и частота которых определена амплитудой, формой и частотой механических колебаний бурильных труб на устье скважины, вызванных работой породоразрушающего инструмента на забое скважины. Эти электрические колеба ния поступают на усилитель и регистрирующее устройство. Намагничивание металла трубы в месте расположения сигнальной катушки увеличивает магнитный момент доменов, что увеличивает наводимую ЭДС в сигнальной катушке, т.е, увеличивается чувствительность способа измерений, Внешнее магнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности, по:которой пропускается постоянный ток, позволяет поворачивать случайным образом ориентируемь|е вдоль ли.ний домены и магнитное поле доменов увеличивается, что увеличивает чувствительность датчика, а соответственно, и способа.

Формула из обр ет ения

Способ регистрации вибрации бурильных труб на устье скважины, включающий преобразование вибрационных перемещений труб в электрический сигнал, усиление этого сигнала и его регистрацию, о т л и ч а шийся тем, что, с целью повышения удобства и надежности регистрации за счет бесконтактного съема информационного сигнала с помощью катушки индуктивности, преобразование вибрационных перемещений труб в электрический сигнал производится путем генерирования за счет вибрации труб электрического сигнала в катушке индуктивности, при этом участок трубы„ генерирующий электрический сигнал в катушке индуктивности, постоянно подмагничивается.

2 ° Датчик для регистрации вибра-" IIà бурильных труб на устье скважины, содержащий чувствительный элемент для снятия информационного сигнала с вращающейся трубы и источник подачи энергтм, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства и надежности регистрации за счет бесконтактного съема информационного сигнала, чувствительный элемент для снятия информационного сигнала выполнен в виде катушки индуктивности, концентрически расположенной относительно буровой трубы, источник подачи

Составитель В.Логинов

Корректор О.Кравцова

Редактор М.Бандура

Техред М.Дидык

Заказ 442 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101 энергии выполнен в виде катушки индуктивности,. расположенной концентрически снаружи чувствительного элемента, при этом катушки размещен

1553662 б внутри циклического корпуса, выполненного из ниэкоуглеродистой стали, торцы которого закрыты шайбами иэ

ы того же материала.