Забойный измеритель осевой нагрузки на долото

Забойный измеритель осевой нагрузки на долото

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 141830

Класс 5а, 18зю ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л9 10

А. А. Погарский, А. А. Минин и К. А. Чефранов

ЗАБОЙНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО

Заявлено 31 марта 1961 г. за № 724324/22 в Комитет по делам изобретений и открьггий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 20 за 1961 г.

Известные забойные измерители осевой нагрузки на долото весьма сложны и дают кратковременную запись показателей без их передачи на поверхность. Это исключает возможность использовать в процессе бурения полученную информацию для управления процессом.

Для устранения этого недостатка описываемый забойный измеритель осевой нагрузки на долото выполнен в виде герметичного маслонаполненного поршневого устройства с саморегулирующим клапаном, поршневыми измерителями расхода и гидроусилителем, гидравлически связанными между собой и обеспечивающими автоматическое взаимодействие поршня датчика и дросселя. Измеритель генерирует и посылает на дневную поверхность импульсы давления, частота которых пропорциональна осевой нагрузке Такой забойный измеритель позволяет вести процесс бурения, используя информацию о величине осевой нагрузки.

На фиг. 1 показана принципиальная схема забойного измерителя; на фиг. 2 — его конструктивное выполнение.

Реакция осевой нагрузки действует на поршень 1, вследствие чего в цилиндре 2 создается давление, пропорциональное величине осевой нагрузки на долото. Из цилиндра 2 по трубе 8 жидкость (масло) дросселирует через отверстие 4 саморегулируемого сечения и поршневой измеритель 5 расхода с перекидным клапаном 6 в камеру 7 и из нее — по трубе 8 в камеру 9 низкого давления. По мере заполнения цилиндра 10 измерителя расхода жидкости его поршень 11 поднимается, сжимает пружину 12 и в конце хода диском 18 штока поворачивает рычаг 14 перекидного клапана б. Вследствие этого цилиндр 10 сообщается с камерой 7 и камерой 9 низкого давления, поршень 11 под действием пружины 12 начинает опускаться и в конце хода диском 15 1итока поворачивает рычаг 14 в исходное положение.

Автоматическое изменение сечения дросселирующего отверстия осуществляется при помощи поршневого регулятора 16, поршень 17 которо№ 141830

Ф гоф)тжимается йруриной !8. Верхняя часть 19 цилиндра постоянно сооб@аетйяИ Ыфу ЯЙМ поэтому при увеличении давления в цилиндре 2 величина дроссуциующей сечения 4 возрастает, обеспечивая необходимуе лиЫеину1ю зави l ñòü между расходом жидкости и перепадом да 6ния уъЩб)юзом,1частота колебаний измерителя расхода будет пр орциональна осевой фгрузке на долото. Для преобразования этих сл ых кМФзЖ1 Ь гидравлические импульсы достаточной мощносги дл peg("ийформац и на поверхность предназначен гидроусилптель 20, действующий при малом (1,5 — 2 ать) перепаде давления, создаваемом дросселированием потока промывочной жидкости в клапане гидроусилителя.

Верхняя часть штока поршня 11 перемещает диафрагму 21, выступ 22 которой закрывает отверстие 23 цилиндра гидроусилителя. Давление в цилиндре 24 возрастает, поршень 25 перемещается вверх и частично перекрывает дросселирующсе отверстие 26, вследствие чего разность между давлениями в полостях 27 и 28 возрастает на несколько десятков атмосфер. Гидравлический импульс (скачок давления) передается на поверхность, где улавливается известными устройствами и преобразуется в показания величины осевой нагрузки на долото.

Ро сведению авторов интервалы времени между импульсами до глубины 4 ки должны быть 5 — 6 сек, а ударное повышение давления иа клапане 26 должно быть 15 — 20 атч.

Забойный измеритель помещается в трубе длиной 2 — 2,5 м, монтируемой между турбобуром и бурильной колонной В верхней части этой же трубы расположен гидроусилитель 20. Измеритель 5 расхода и поршневой регулятор 16 дросселирующсго отверстия помещены внутри герметичного баллона 29. Баллон связан с цилиндром 2 посредством трубопровода 80 и с полостью 9 низкого давления — трубопроводом 81.

Масляная система герметично изолирована от внешней среды и не имеет сальниковых уплотнений. Выравнивание внутреннего давления с внешним осуществляется через сильфон 82, В нижней части трубы размещено устройство, компенсирующее дополнительно возникающую осевую нагрузку от перепада давления между внутренней полостью и затрубным пространством. Усилие на подвижный шток 88 в уплотнении 34 компенсируется встречно направленным усилием на кольцевую площад. поршня 85, равную площади штока 33. Поэтому усилия на шток будут уравновешены. Скользящий шестигранник 86 передает крутящий момент штока.

При каждом приподъеме и струмснта HB;I забоем устройство авгдматически перезаряжается. При этом поршень 1 пружиной 87 перемщается вниз, вызывая Ilcpelo < жидкости из подпоршневой зоны через клапан 88 в надпоршневучо.

Предмет изобретения

Забойный измеритель осевой нагрузки на долото, использующий столб жидкости, находящейся в скважине, для передачи информации с забоя на поверхность, отличающийся тем, что, с целью создания гидравлических импульсов с частотой, пропорциональной осевой нагрузке на долото, он выполнен в виде герметичного маслонаполненного поршневого устройства с саморегулирующим клапаном, поршневыми измерителями расхода и гидроусилителем, имеющими между собой гидравлическую связь, обеспечивающую автоматическое взаимодействие поршня датчика и дросселя. № 141830 Риг. 1

Составитель P. М. Раскин

Редактор Л. М. Струве

Техред А. Л. Резник Корректор Е. Л. Коган

Подп. к печ. 14.XII-61 г

Зак. 12179

Формат бум. 70 Х 108 />б

Тираж 700

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Объем 0,35 изд. л

Цена 7 коп.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14. № 141830