Забойный датчик для измерения усилий в колонне труб

Забойный датчик для измерения усилий в колонне труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220376(21) 2337337/03 с. присоединением заявкн М— (23) Приоритет (43) Опублиновано 0509,77. Бюллетень ЭЙЗЗ (4б) Дата опубликования описания 03.10.77

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 571587 (б1) М. Кл.2

Е 21 В 45/00

1111дэрйтимймй и61%ти

Вррре@ В@@ртррр O65F вв ююаа иювррюиир

1 OTNPMTN (53) УДК622.24: 681. 17 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.A. Кулишенко и Н.Н. Лебедева

Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб (71) Заявитель (54) ЗАБОЙНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УСИЛИИ В КОЛОННЕ ТРУБ

Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин и предназначено для измерения усилий в колонне бурильных, обсадных или насосно-компрессорных труб. 5

Известны забойные датчики для измерения усилий в колонне труб, содержащие упругий чувствительный элемент с иаклееннцми на него тензодатчнками 1,1), f2). l0

Одиако данные датчики требуют применения сложной аппаратуры для формирования телеметрического сигнала, так как проволочные тенэодатчики обладают довольно низкой чувствительностью, а полупроводниковые — значительной температурной погрешностью. Кроме того технология крепления тензодатчиков на упругом элементе относительно сложна и не обеспечивает высокой надежности 3) работы устройств.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является забойный датчик для измерения усилий в колонне труб, содеРжащий упругий чувствитель- 2а ный элемент, индуктивный преобразователь с ферромагнитным..сердечником и якорем и секторы крепления (31

При измерении осевых усилий индуктивные преобразователи крепятся на 30 взаимно параллельных плоскостях, перпендикулярных оси упругого элемента.

Крепление преобразователей на упругом элементе в плоскости, параллельной оси цилиндра, позволяет измерять деформацию от действия крутящего момента. Деформация упругого элемента преобразуется в перемещение сердечника преобразователя, С изменением воздушного зазора в преобразователе меняется его индуктивность, а так как он включен в контур генератора, то в соответствии с изменением усилий меняется и частота измерительного генератора.

Недостатком данного устройства является наличие погрешности, связанной с зависимостью;магнитной проницаемости и индуктивности преобразователя с ферритовым магиктопроводом от воздействия скважинного давления, что снижает точность измерения усилий.

С целью повышения .точности измерения путем уменьшения .поррешности от воздействия скважинного давления секторы крепления выполнены с герметичными полостями

На фиг.1 изображен предлагаемый забойный датчик в продольном разрезе, увеличенный воздушный эаэар преобра571587. эс вателя на фиг.2 - то же, уменьшенНый воздушный зазор преобразователя.

Забойный датчик для измерения усилий в колонне труб содержит упругий чувствительный элемент 1, на котором укреплен с помощью секторов 2 крепления индуктивный преобразователь с ферромагнитным сердечником. Секторы крепления выполнены с герметичными полостями 3. Индуктивный преобразователь включает якорь 4, магнитопровод 5 с обмоткой 6.

Датчик работает .следующим образом.

При изменении усилий, действующих на упругий чувствительный элеМент, нэ меняется saaop в преобразователе, что вызывает изменение его индуктивности и,.следовательно, частоты генератора, в контур которого включен преобразователь. При этом компенсируется .пог- решность путем воздействия давления в0 на сектор крепления, вызывающей его ддФормаиию а1„2 Ь:.Ь-, где Р - давлееЮ-Fn) ни е, F - площадь торцо вой по верхно сти сектора крепления,F„-.площадь сечения Яб полости, параллельной торцовой поверх. ности сектора, 4 - рлина полости, Емодуль упругости.

При изменении деформации полости 3 30 изменяется величина воздушного зазора преобразователя и его индуктивность.

В зависимости от того, как изменяется магнитная проницаемость от скважинного давления для данного типа сердеч- 88 ника, предусматривается либо увеличение, либо уменьшение воздушного зазора преобразователя, что достигается соответствующей конструкцией секторов для крепления преобразователей.

Таким образом, изменение кндуктивности преобразователя, связанное с из менением магнитной проницаемости сердечника от скважинного давления, ком. пенсируется соответствующим иэменени. ем индуктивности, связанным с деформа цией полости сектрра крепления. Подбирая размеры полости, можно свести эту погрешность к минимуму, что позволяет получить более достоверную информацию о распределении усилий по колонне бурильных, обсадных или насосно-компрессорных труб.

Формула изобретения

Забойный датчик для измерения усилий в колонне труб, содержащий упругий чувствительный элемент, индуктив ный преобразователь с ферромагнитным сердечником.и якорем. и, секторы крепления, о. т л:и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения погрешности от воздействия скважинного давления, секторы крепления выполнены с герметичными полостями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент СШй 9 3855853,кл.73-151, 1974.

2. Патент CtOA 9 3855857,кл.73-151,.

1974.

3. Любарский A.П.Глубинная аппаратура контроля механических усилий в процессе бурения скважин, — Машины и нефтяное оборудование,1971,911.с.36

573 587

Фиг. f юг. 2

Составитель Н. Туленинов дЯактор С. Титова Техреду„И андр ук Ко ректор:П.Макаревич

Заказ 2997/22 Тираж 757 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. @.4 5

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