Устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для соединения составных частей телеметрической системы. Устройство содержит электрические разъемы, установленные на торцах соединяемых модулей, элемент, обеспечивающий направление и предотвращающий поворот модулей, и соединяющую модули деталь. На одном из модулей выполнена кольцевая канавка, а на другом - Г-образный паз, соединяющая модули деталь выполнена в виде запорного кольца с выступающими наружу концами, установленного в кольцевой канавке одного из модулей, для вхождения в Г-образный паз другого модуля. По меньшей мере, один выступающий наружу конец запорного кольца выполнен с фигурным изгибом с возможностью при развороте запорного кольца в поперечной части Г-образного паза вхождения фигурного изгиба в указанный паз и фиксации запорного кольца от окружного перемещения. Для улучшения фиксации концы запорного кольца могут быть разведены и не лежать в одной плоскости. Один из электрических разъемов может быть установлен на втулке, осевое перемещение которой ограничивают штифты, входящие в пазы гильзы, зафиксированной в модуле от осевого перемещения винтом, причем втулка подпружинена относительно гильзы, а гильза на наружной поверхности имеет выступ, который входит в паз, выполненный на торце модуля. Изобретение направлено на повышение надежности крепления с ускорением процессов монтажа и демонтажа модулей с исключением их повреждения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а также для других целей. Конкретно, изобретение может применяться для надежного крепления генератора или отдельных составных частей скважинного прибора, входящего в состав забойной телеметрической системы. Устройство обеспечивает электрическое соединение отдельных частей окружную и осевую фиксацию отдельных модулей телеметрической системы.

Известно устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы (узел крепления генератора в телеметрической системе), по патенту РФ №2109940, МКП Е 21 В 47/00, приоритет от 27.04.98 г.

Устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы совмещено с узлом регулировки расхода бурового раствора. Этот механизм достаточно сложный и содержит много деталей. Кроме того, он нетехнологичный в изготовлении и сборке. Такая конструкция уменьшает проходное сечение бурового раствора, что приводит к увеличению скорости бурового раствора и быстрому абразивному износу деталей, предназначенных для фиксации генератора.

Известно устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы (узел соединения генератора с телеметрической системой) по а.с. СССР №1006738, содержащее установленные в охранном кожухе генератора переводник и крепежную деталь, смонтированную на торце переводника посредством фланцевого соединения с одной стороны и сопряженную с генератором с другой стороны. Недостатки этого устройства: низкая надежность соединения модулей, входящих в состав телеметрической системы; сложность соединения модулей; возникновение кавитации при прохождении бурового раствора вследствие значительного изменения гидравлического сечения, уменьшение проходного сечения, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления и интенсивному абразивному износу; необходимость применения больших усилий для демонтажа. В связи с этим, для разборки соединения требуется специальный съемник, а при демонтаже модуля не исключена возможность повреждения сопрягаемых деталей: уплотнений и разъемов электрических соединений.

Известно также устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы по патенту РФ №2184227, приоритет от 10.08.2000 (прототип). Устройство содержит соединяющую модули деталь, выполненную в виде внутренней втулки, снабженной полукольцами стопорными, полукольцами упорными и запорным кольцом. При этом внутренняя втулка выполнена с резьбой и упирающейся своим торцом в полукольца упорные, удерживаемые полукольцами стопорными, зафиксированными запорным кольцом, а в одном из модулей установлен элемент, обеспечивающий осевую фиксацию и предотвращающий поворот модулей. Недостатками устройства являются: сложность устройства соединения модулей; большое количество изготовленных с высокой точностью деталей, которые при разборке устройства не закреплены на его отдельных частях и могут быть потеряны при обслуживании телеметрической системы на буровой; необходимость использования накидного ключа для сборки и разборки отдельных частей телеметрической системы.

Задачами создания изобретения являются обеспечение надежного крепления, уменьшение его диаметральных габаритов, ускорение монтажа и демонтажа модулей, исключение повреждения сопрягаемых с модулем деталей.

Указанные задачи достигнуты за счет новой компоновки устройства. Устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы содержит электрические разъемы, установленные на торцах соединяемых модулей, элемент, обеспечивающий направление и предотвращающий поворот модулей, соединяющую модули деталь. На одном из модулей выполнена кольцевая канавка, а на другом - Г-образный паз. Соединяющая модули деталь выполнена в виде запорного кольца с выступающими наружу концами, установленного в кольцевой канавке одного из модулей, для вхождения в Г-образный паз другого модуля. При этом, по меньшей мере, один выступающий наружу конец запорного кольца выполнен с фигурным изгибом с возможностью при развороте запорного кольца в поперечной части Г-образного паза вхождения фигурного изгиба в указанный паз и фиксации запорного кольца от окружного перемещения. Для улучшения фиксации отдельных модулей телеметрической системы концы запорного кольца разведены и не лежат в одной плоскости. Один из электрических разъемов установлен на втулке, осевое перемещение которой ограничивают штифты, входящие в пазы гильзы зафиксированной в модуле от осевого перемещения винтом, причем втулка подпружинена относительно гильзы, а гильза на наружной поверхности имеет выступ, который входит в паз, выполненный на торце модуля.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем, т.е. удовлетворяет критериям изобретения. Изобретательский уровень подтверждается тем, что новая совокупность существенных признаков обеспечивает получение новых технических результатов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 приведен разрез устройства соединения модулей телеметрической системы,

на фиг.2 приведены отдельные детали устройства,

на фиг.3 приведено запорное кольцо, соединяющее модули телеметрической системы,

на фиг.4 приведено запорное кольцо вид А.

Устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы содержит первый модуль 1 и второй модуль 2. Внутри модулей 1 и 2 установлены электронные блоки 3. На торцах модулей установлены разъемы 4 и 5. Разъем 5 установлен на втулке 6, осевое перемещение которой ограничивают штифты 7, входящие в пазы гильзы 8. Втулка 6 подпружинена относительно гильзы 8 пружиной 9. Гильза 8 на наружной поверхности имеет выступ 10, который входит в паз, выполненный на торце модуля 1. В модуле 1 гильза 8 зафиксирована от осевого перемещения винтом 11. Соединяющая модули деталь выполнена в виде запорного кольца 12 с выступающими наружу концами 13 установленного в кольцевой канавке модуля 1 и входящего в Г-образный паз 14 модуля 2. По меньшей мере, один выступающий наружу конец запорного кольца 13 выполнен с фигурным изгибом 15, который при развороте запорного кольца в поперечной части Г-образного паза 16 входит в него и фиксирует запорное кольцо 12 от окружного перемещения. Для улучшения фиксации концы 13 запорного кольца разведены на угол β и не лежат в одной плоскости. В модуле 2 установлен элемент, выполненный в виде шпонки 17, обеспечивающий взаимную окружную ориентацию разъемов 4, 5, создающий осевое направление при сборке модулей и предотвращающий их поворот во время работы. Во время сборки шпонка 17 входит в паз 18, расположенный на модуле 1. Модули 1 и 2 уплотнены также кольцами 19.

Соединение модулей 1 и 2 осуществляется следующим образом. Предварительно ориентируют паз 18 модуля 1 относительно шпонки 17. Модуль 1 вставляют в модуль 2 до запорного кольца 12. Запорное кольцо разворачивают в кольцевой канавке модуля 2 до совпадения его выступающих концов 13 с продольной частью Г-образного паза. Концы 13 запорного кольца сжимают и модуль 1 вставляют в модуль 2 до упора. При этом фигурный изгиб запорного кольца 15 при развороте запорного кольца в поперечной части Г-образного паза 16 входит в него и фиксирует запорное кольцо от окружного перемещения. Одновременно соединяются разъемы, установленные на торцах модулей 1 и 2. Причем установка разъема 5 на втулке 6 с возможностью ограниченного штифтами 7 осевого перемещения позволяет более точно сориентировать разъем и предотвратить его механическое повреждение при сборке, а наличие пружины 9 - повысить надежность электрического контакта.

Применение изобретения позволило:

1. Обеспечить надежность монтажа модулей в телеметрической системе и их фиксацию в окружном и осевом направлениях.

2. Ускорить и облегчить монтаж и демонтаж модулей.

3. Улучшить условия эксплуатации системы.

4. Предотвратить повреждение сопрягаемых с модулями деталей, в том числе соединительного электрического разъема.

5. Предотвратить поворот модулей при сборке, что позволило обеспечить сборку электрического соединительного разъема без закручивания проводов.

6. Уменьшить гидравлическое сопротивление и абразивный износ за счет неизменного сечения для прохождения бурового раствора и малых диаметральных габаритов устройства.

1. Устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы, содержащее электрические разъемы, установленные на торцах соединяемых модулей, элемент, обеспечивающий направление и предотвращающий поворот модулей, соединяющую модули деталь, отличающееся тем, что на одном из модулей выполнена кольцевая канавка, а на другом Г-образный паз, соединяющая модули деталь выполнена в виде запорного кольца с выступающими наружу концами, установленного в кольцевой канавке одного из модулей, для вхождения в Г-образный паз другого модуля, при этом, по меньшей мере, один выступающий наружу конец запорного кольца выполнен с фигурным изгибом с возможностью при развороте запорного кольца в поперечной части Г-образного паза вхождения фигурного изгиба в указанный паз и фиксации запорного кольца от окружного перемещения.

2. Устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы п.1, отличающееся тем, что для улучшения фиксации концы запорного кольца разведены и не лежат в одной плоскости.

3. Устройство соединения отдельных модулей телеметрической системы по п.1 или 2, отличающееся тем, что один из электрических разъемов установлен на втулке, осевое перемещение которой ограничивают штифты, входящие в пазы гильзы, зафиксированной в модуле от осевого перемещения винтом, причем втулка подпружинена относительно гильзы, а гильза на наружной поверхности имеет выступ, который входит в паз, выполненный на торце модуля.