Забойный датчик сигнализатора встречи угольных пластов

Забойный датчик сигнализатора встречи угольных пластов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЗАБОЙНЫЙ ДАТЧИК СИГНАЛИЗАТОРА ВСТРЕЧИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, содержащий полый корпус, внутреннюю герметичную капсулу, подпрзтжиненный инерционный элемент со сменными регулировочными грузами, две полости с демпферной жидкостью, расположенные по торцам инерционного элемента, соединенные выполненным в инерционном элементе каналом с дросселем, а также гидрозатвор, выполненный, в виде гильзы с подводящими и отводящими каналами и золотника с кольцевой проточкой и уплотнениями, расположенными по обе стороны от кольцевой проточки, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы и экономии -материалов, гильза гидрозатвора совмецена с капсулой , а уплотнения вьтолнены в виде эластичных чулкообразных диафрагм, о при этом золотник гидрозатвора является инерционньм элементом.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(51) Е 21 В 47/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3670606/22-03 (22) 09.12.83 (46) 07.05.85. Бюл. Р 17 (72) Б.С.Лобанов (71) Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений (53) 622.232.72(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3567367/22-03, кл. Е 21 В 47/12, 24.03.83. (54)(57) ЗАБОЙНЫЙ ДАТЧИК СИГНАПИЗАТОРА ВСТРЕЧИ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, содержащий полый корпус, внутреннюю герметичную капсулу, подпружиненный инерционный элемент со сменными регулировочными грузами, две полости

„„SU„„> 154453 с демпферной жидкостью, расположенные по торцам инерционного элемента, соединенные выполненным в инерционном элементе каналом с дросселем, а также гидрозатвор, выполненный, в виде гильзы с подводящими и отводящими каналами и золотника с кольцевой проточкой и уплотнениями, расположенными по обе стороны от кольцевой проточки, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы и экономии -материалов, гильза гидрозатвора совмещена с капсулой, а уплотнения выполнены в виде эластичных чулкообразных диафрагм, р

1при этом золотник гидрозатвора явля- Е ется инерционным элементом.

1154453

Изобретение относится к горному делу, а именно к сигнализаторам встречи угольных пластов в процессе бурения скважин, и может быть использовано при геологоразведочных работах на угольных месторождениях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является забойный датчик с полым корпусом, внутренней герметичной капсулой, содержащей подпружиненный инерционный элемент со сменными регулировочными грузами и торцовыми демпферными полостями, соединенными выполненным в инерционном элементе каналом, содержащим дроссель, а также гидрозатвором, выполненным с виде гильзы с подводящими и отводящими каналами и помещенного в нее золотника с кольцевой проточкой и расположенными по обе ее стороны уплотнениями, соединенного с инерционным элементам посредством штока E1).

Однако надежность р-боты известного датчика понижается вследствие попадания::агрязнений из промывочной

P жицкости в зазор между золотником и гильзой гидрозатвора, что способствует заеданию и заклиниванию золотника гидрозатвора, а также вследствие повышенного механического износа кольцевых уплотнительных элементов забойного датчика, абуславленнога высокочастотными колебаниями золотника и штока„перепаваемыми от инерционного элемента, и попаданием в рабочую зону уплотнений механических загрязнений из промывочной жидкости. В свою очередь, повышенный износ уплотнений забойного датчика вызывает попадание промывочной жидкости и содержащихся в ней загрязнений в демпферные торцовые полости инерционного элемента в процессе буренин и утечку демпферной жидкости из указанных полостей в процессе хранения и транспортировки забойного датчика. Кроме того, забойный датчик имеет сравнительно большую длину и металлоемкость.

Целью изобретения является повышение надежности работы забойного датчика, снижение его габаритов и экономия материалов за счет совмещения гидразатвара с инерционным элементом и капсулой.

Поставленная цель достигается тем, что в забойном датчике сигналиэатора встречи угольных пластов, содержащем. полый корпус, внутреннюю герметичную капсулу, подпружиненный инерционный элемент со сменными регулировочн.гми грузами, две полости с демпферной жидкостью, расположенные по торцам инерционного элемента, соединенные выполненным в инерционном элементе каналом с дросселем, а также гидрозатвор, выполненный в виде гильзы с подводящими и отводящими каналами и золотника с кольцевой проточкой и уплотнениями, расположенными по обе стороны от кольцевой проточки, гильза гидрозатвора совмещена с капсулой, а уплотнения выполнены в виде эластичных чулкоабразных диафрагм, при этом золотник гидрозатвара является инерционным элементом, 5

l5

На фиг. 1 изображена конс груктивная схема забойного датчика сигнали20 затора встречи угольных пластов; на фиг. 2 — гидрозатвор забойного датчика в положении, соответствующем

25 переходу бурового снаряда из породы кровли в угольный пласт; на фиг. 3 то же, при переходе бурового снаряда из угольного пласта в породу.

Сигнальное устройство .1 снабжено

50 датчиком 2 давления, подключенньп . к линии 3 нагнетания бурового -acoca 4.

В скважине над б F.овьгм снарядом расположен забойный датчик, содержащий полый корпус 5 с верхним перехопни35 ком 6, входным каналом 7 и ниж-.им переходником 8 с выходным каналом 9 и размещенную в корпусе 5 капсулу 10 с помещенным в ней инерционным элементом 11 с образованием полос."eA 12

4 и 13 с демпфернай жидкостью, расположенных по торцам инерционного элемента 11 и соединеннь|х друг с другом выполненным в ине"UHQHFfoM элементе 11 каналом 14> содержащим регулировочный дроссель, выполненный, например, в виде дроссельной решетки, содержащей набор дроссельных шайб 15, установленных с зазором 16, который обеспечивается разделительными шайбами

17. Инерционный элемент 11 снабжен сменными регулировочными грузами 18 и пружинной подвеской, включающей верхнюю пружину 19, установленную в полости 12 капсулы 1О, и и;сжнюю пру55 жину 20, установленную в лопасти 13 капсулы. Капсула 10 соединена г корпусам 5 верхними 21 и нижними 22 ребрами крепления и ус таис ь с IIa канцентрична с указа.IIII ì корпусс м

1154 с Образованием ко:l«,««e«1«o: капало«1 23 и 24 для прохсла промывочной жидкости, которые в за в«п и..«п<-.ти от положения инерционного 11«еме«1«а 11 соединяются друг с другом или раэъсдиняются. 5

Забойный« датчик снабжен золотниковым гидрозатвором, включающим гильзу и пома«хен««ь«««в ««ее золотник, причем гильза гидрозатвора копструктивно совмещена с капсулой 10, а 10 золотник — с инерционным элементом

11, для чего иа инерционном элемен-те 11 выполнена кольцевая проточка

25, а в капсуле 10 выполнены подводящие 26 и Отводящие 27 каналы, гидравлически связанные друг с другом через кольцевую прото-«ку 25 инерциОннОГО элс« eèòa !1. В ГидрОзатЯОре по обеим сторонам ко.«ьцевой проточки

25 установлены уп1«ОТ««е«п1я, выполненные в виде эластичных чулкообраэпых диафрагм 28 и 39, каждая из которых защемлена по периферии в капсуле 10, а по пентру — в инергп«онпом элементе 11. В конструкции пред-:смотрена 25 смазка внутре««них поверхностей диафрагм 28 и 29) перекатывающихся по стенкам каг«сули 10 и инерционного элемента 11 в пропессе работы забойного датчика,, а также гидравлическая разгрузка укаэанных диафрагм От давsIpния «1pnb«b(Bo+ 1Ой жидко сти. I:««« этих целей вну«ренин 30 и 31 уплотненсй 28 и 29 подключены соответстве«1но каналами 32 и 33 к каналу 14, 35

Демпферпое масло, попадая из канала 14 в r.oëoñòè 30 и 31, обеспечивает смазку рабочих поверхностей уплотнений 28 и 29, снижающую их 4р износ. Вместе с тем дам 1ферное масло

В пОлостях 30 и 31 ВОсприн«л«ает давление, действующее на уплотнения 28 и 29 со стороны промывочной;кидкости, и в силу своей несжимаемости препят- 45 ствует растяжению и гидроразрыву указаннь«х уплотнений силами давления промывочной жидкости. Для полного исключения возможности гидроразрыва диафрагм 28 и 29 в забойном датчике 50 предусмотрены меры, Обеспечивающие создание начального давления в полостях 12 и 13 и связанных с ними полостях 30 и 31. Указанное начальное давление можно создавать, например, 55 путем уменьшения объема полости.12 после залигки капсулы 10 демпферной жидкостью. Пля этого верхняя крышка

,;3 4 капсулы 10 снабжается пробкой-плуп— жером 34 с фикс««рук>ше««гайкой«35, а в нижней крышке капсулы устанавливается подпружиненный клапан 36 с входным каналом 37, закрыть«м заглушкой 38. После заливки капсулы 10 демпферной жидкостью на место заглушки 38 вворачивается штуцер, соединенный с контрольным манометром, причем указанный штуцер снабжается наконечником (толкателем), которь«1«,нажимая на шариковый клапан 36, соединяет полость 13 капсулы 10 с манометром.

Затем вращением пробки-плунжера 34 перемещают ее в сторону плоскости 12, что сопровождается уменьшением объема последней и соответствующим ростом давления в гидравлических полостях и каналах капсулы 10, наблюдаемым по контрольному манометру. После достижения в капсуле 10 начального давления пробку 34 фиксируют гайкой 35 от проворачивания и отсоединяют от кап— сулы 10 контрольный манометр, после чего клапан 36 возвращается пружиной в исходное положение. Начальное разгрузочное давление во внутренней полости капсулы 10 можно создавать также путем подкачки в нее демпферного масла .через обратный клапан 36, в этом случае для этого требуется источник давления, например ручная помпа (насос). Кроме того, при заправке капсулы 10 демпферной жидкостью предусматриваются меры, исключающие попадание в демпферную жидкость воздушньл< пузырьков и ее насыщение воздухом, Тем самым, исключается сжимаемость лемпферной жидкости и возможность гивроразрыва диафрагм 28 и 29.

Патчик работает следующим образом.

При бурении пороПы кровли угольного пласта буровой снаряд вместе с забойным датчиком совершает поступательное движение с практически постоянной скоростью. При этом инерционный элемент 11 находится в среднем исходном положении (фиг. 1), при котором его кольцевая проточка 25 сообщает каналы 26 и 27, давая возможность промывочной жидкости проходить через кольцевые каналы 23 и 24 и выходной канал 9 к буровому снаряду. Осевые колебания инерционного элемента 11, возбуждаемые колебаниями бурового снаряда, сопровождающими процесс разрушения -гор.иой породы на. забое скважины, гасятся за счет сил сопротивления вязкого

1154453

3С

2Ó

/б

Л

УО

Фиг / и инерционным элементом 11), защищены от промывочной жидкости и содержащихся в ней загрязнений и снабжены смазкой через каналы 32 и 33. Кроме того, высокая надежность и долговеч- 5 ность используемых диафрагменных уплотнений 28 и 29 обуславливается также тем, что их механический износ не сопровождается потерей герметичности. l0

Предлагаемое техническое решение позволяет снизить металлоемкость и осевой габарит (длину) забойного датчика сигналиэатора за счет совмещения золотника гидрозатвора с инерционным элементом, а гильзы гидроэатвора — с капсулой забойного датчика и увеличить надежность и долговечность датчика за счет эластичных чулкообразных диафрагменных уплотнений.

1154453

2б

Составитель И. Назаркина

Техред Ж. Кастелевич

Редактор В. Иванова

Корректор М. Пожо

Заказ 2654/31

Тираж 540

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4