Устройство компенсации жидкости в генераторе телеметрической системы

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано в электрогенераторах питания скважинных приборов забойных телеметрических систем для компенсации изменения объема жидкости, заполняющей полость генератора, в рабочих условиях при изменении температуры, а также для выравнивания давлений внутри генератора и в окружающей среде. Изобретение содержит корпус, закрепленный на роторе генератора, заправочный шток, соединенный с корпусом при помощи гофрированного рукава и установленный с возможностью осевого перемещения, фиксатор заправочного штока, установленный с возможностью осевого перемещения по продольному пазу, выполненному в корпусе, обратный клапан и установленный поверх корпуса обтекатель-защитный кожух с пазами и отверстием для заправочного штока. Достигается повышение долговечности компенсирующего жидкость устройства, как следствие, - увеличение рабочего ресурса генератора, а также удобство использования в скважинных условиях. 2 ил.

 

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано в электрогенераторах питания скважинных приборов забойных телеметрических систем для компенсации изменения объема жидкости, заполняющей полость генератора, в рабочих условиях при изменении температуры, а также для выравнивания давлений внутри генератора и в окружающей среде.

Известен компенсатор давления и температуры смазывающей жидкости (см. Молчанов А.А., Сираев А.Х. Скважинные автономные системы с магнитной регистрацией. М.: Недра, 1979, с.102-103). Компенсатор выполнен внутри входного обтекателя генератора и состоит из двух тонких профильных пластин, одна из которых выпуклая, а другая - вогнутая.

Недостатком данного компенсатора является то, что из-за упругости стенок компенсатора давление смазывающей жидкости всегда меньше давления окружающей среды. Это может привести к попаданию промывочной жидкости в систему смазки генератора и к износу подшипников, уплотнений и других деталей.

Известно устройство, компенсирующее жидкость в генераторе питания, поршневого типа (см. патент RU №2239699, МПК Е21В 47/022, Н02К 5/12). Устройство выполнено в виде поршня, установленного внутри ротора генератора с возможностью осевого перемещения, и уплотнения, установленного внутри поршня с возможностью осевого перемещения вместе с ним, при этом смазывающая жидкость имеет возможность дренажа при полной заправке через зазор между ротором и поршнем.

Недостатком компенсатора поршневого типа при работе в агрессивной среде (промывочная жидкость) является свойство подклинивания, что существенно снижает эксплуатационные сроки генератора.

Задача изобретения - создание устройства для компенсации жидкости в генераторе телеметрической системы, лишенного недостатков аналогов.

Техническим результатом изобретения является повышение долговечности компенсирующего устройства, и как следствие, увеличение рабочего ресурса генератора, а также удобство использования в скважинных условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство компенсации жидкости в генераторе телеметрической системы содержит корпус, закрепленный на роторе генератора, заправочный шток, соединенный с корпусом при помощи гофрированного рукава и установленный с возможностью осевого перемещения, фиксатор заправочного штока, установленный с возможностью осевого перемещения по продольному пазу, выполненному в корпусе, обратный клапан и установленный поверх корпуса обтекатель-защитный кожух с пазами и отверстием для заправочного штока.

Использование в компенсирующем устройстве эластичного гофрированного резинового рукава идеально обеспечивает выравнивание внутреннего давления компенсатора с давлением окружающей среды, а также исключает возможность заклинивания. Это увеличивает рабочий ресурс электрогенератора в несколько раз в сравнении с поршневыми компенсаторами.

Заправочный шток в процессе заправки компенсатора жидкостью перемещается и выступает относительно торцевой поверхности обтекателя-защитного кожуха, выполняя функцию индикатора уровня избыточного масла. Это существенно облегчает работу оператора, обслуживающего данное оборудование, который может проконтролировать количество заправленной смазывающей жидкости по выступу заправочного штока.

Установленный поверх корпуса обтекатель-защитный кожух с пазами и отверстием под заправочный шток выполняет одновременно несколько функций: предохраняет компенсирующее устройство от лобового удара скважинной жидкости, позволяет быстро заменить устройство даже в сложных условиях скважинных работ, является своей торцевой поверхностью базой для показания перемещения заправочного штока, а наличие пазов и отверстий обеспечивает циркуляцию промывочной жидкости при бурении.

Предложенное устройство представлено на чертежах, где

фиг.1 - продольный разрез устройства в сборе;

фиг.2 - установка устройства в генераторе.

Корпус 1 устройства установлен в роторе генератора (фиг.1) и защищен обтекателем-защитным кожухом 2. К корпусу 1 с передней стороны генератора крепится заправочный шток 3. Гофрированный рукав 5 закреплен одним концом на неподвижном корпусе 1 компенсатора, а другим - на подвижном заправочном штоке 3 при помощи бандажа 6, выполненного из капроновой нити. Гофрированный рукав 5, выполненный из резины, является мембраной между заправленной жидкостью и окружающей средой. Заправочный шток 3 при своем перемещении удерживается фиксатором 4, который перемещается по пазу 10 на корпусе 1. Для удержания жидкости предназначен обратный клапан 7. На наружном конце заправочного штока 3 установлена герметичная пробка 8.

При монтаже компенсирующего устройства в генераторе (фиг.2) между заправочным штоком 3 и внутренней поверхностью обтекателя-защитного кожуха 2 размещается пружина 9, которая создает избыточное давление в генераторе, обеспечивая превышение давления внутри генератора над давлением окружающей среды.

Работает предложенное компенсирующее устройство следующим образом.

На ротор генератора герметично вворачивают корпус 1 компенсирующего устройства с фиксатором 4 в продольном пазу. На корпус 1 с помощью бандажа 6 крепят гофрированный рукав 5, а к рукаву 5 в свою очередь крепят заправочный шток 3 с установленным в нем обратным клапаном 7. Поверх готовой сборки устройства устанавливают обтекатель-защитный кожух 2.

Через заправочный шток 3 в компенсирующее устройство заправляют жидкость (трансформаторное масло), выполняющую функции электроизоляции и смазки. Жидкость по мере поступления толкает заправочный шток 3 и растягивает гофрированный рукав 5, увеличивая внутренний объем устройства. Заправочный шток 3 перемещается, и по его положению относительно торцевой поверхности обтекателя-защитного кожуха 2 (на фиг.2 расстояние А) оператор, обслуживающий скважинное оборудование, может проконтролировать количество заправленной жидкости. Жидкость удерживается обратным клапаном 7 до среднего положения фиксатора 4 в пазу 10 на корпусе 1, что позволяет компенсировать давление в генераторе с окружающей средой при разнице температур от -40 до 130 градусов.

После заполнения устройства жидкостью на конец заправочного штока 3 устанавливают герметичную пробку 8.

Устройство компенсации жидкости в генераторе телеметрической системы, содержащее корпус, закрепленный на роторе генератора, заправочный шток, соединенный с корпусом при помощи гофрированного рукава и установленный с возможностью осевого перемещения, фиксатор заправочного штока, установленный с возможностью осевого перемещения по продольному пазу, выполненному в корпусе, обратный клапан и установленный поверх корпуса обтекатель-защитный кожух с пазами и отверстием для заправочного штока.