Электрический ориентатор
Иллюстрации
Реферат
ою..; .тч в". т е "
) O Il N C A Н И Е (746073
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советские
Социалистическик
Республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заивлено16.01.78 (21 ) 2571 216/22-0 (5! )М. Кд. с присоелинением заявки Ж
Е 21 В 7/04
E 2l В 47/022
9еоударстеенный комитет
СССР до делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 07,07.80. Бюллетень №25 (53) УДК 622,243.. 2(088.8) Дата опубликования описания 08.07.80 (72) Автор изобретения
Н, С. Левченко
Уральское территориальное геологическое управление
Министерства геологии РСФСР (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОРИЕНТАТСР
Изобретение относится к бурению, а иМенно к устройствам для становки отклонителей, предназначенных для искусс твенных искривлений скважин.
Известен ориентатор, включаюший кор5 пус, внутри которого размешен шарнирно укрепленный отвес (1).
Недостаток устройства заключается в малой точности ориентирования при малых зенитных углах, а также низкая надежность работы из-за быстрого окисления контактных поверхностей замыкателя.
Известен электрический ориентатор для установкиотклонителей в наклонныхскваl.æHHàõ, содержаший чувствительный элемент,, взаимодействуюший с ним контакт иэлект-, ромагнитный вибратор (2).
Недостатком.. ориентатора является сложность конструкции, частые отказы в рабо те из-за недостаточно плотного соприкос- 2О новения контактируюших поверхностей, недостаточная точность ориентирования при малых зенитных углах; а также необходимость включения и» выключенйя вибратора с определенными выдержками после каждого получения сигнала.
Цель изобретения - повышение надежности и точности ориентирования.
Цель достигается тем, что чувствительный элемент подпружинен, a его рабочая поверхность выполнена в виде спирали.
Вибратор и чувствительный элемент с взаимодействующим с ним контактом могут быть включены параллельно.
B магнитопровод вибратора может быть включен постоянный магнит.
На фиг. 1 показан электрический ориентатор, продольный разрез, на фиг. 2 - вид
А фиг. 1; на фиг. 3 - электрическая схема ориентатора с наземными приборами и оборудованием.
Электрический ориентатор состоит из стакана 1, в который ввинчена токовводяшая головка 2, в центральном отверстии которой с помощью изолируюшей втулки 3, выполненной из клеевой массы, укреплен выводной стержень 4. С нижней частью стержня 4 жестко соединена кассета 5, 3 . 7460 выполненная в виде патрубка с боковым вырезом. B кассете располагается вибратор, состоящий из постоянного магнита 6, катушки 7, один конец которой соединен электрически со стержнем 4, а второй через пружинный контакт 8 и контактный патрубок 9 — с головкой 2. Внутри катушки 7 укреплен магнитопровод, включающий вместе с постоянным. магнитом 6 сердечник 10 и якорь 11, имеющий возможность 10 продольного перемещения и взаимодействутбщий с пружиной 12. Наличие в магнито проводе постоянного магнита 6 повьпиает
Эффективность работы вибратора, следо : вательно, и точность ориентирования, дает возможность использования для питания пе-, ременный ток без включения в схему прерывателя цепи. Элементы вибратора уде зживаются ниппелем 13, скрепленным с кассетой 5 бандажом 14, который, кроме gp того, вместе с бандажом 15 являются центрирующими элементами.
Чувствительный элемент состоит из от веса 16, сферическая головка которого рас. полагается внутри ниппеля 13, поджимае т zg ся пружиной 17, закрепленной внутри нип« неля шайбой 18 и соединенного с отвесом 16 контактного кольца 19, рабочая; (боковая) поверхность S которого выполнена в виде спирали. Между цилиндрической поверхностью отвеса 16 и внутренней поверхностью шайбы 18 имеется зазор, обеопечивающий отвесу угловое перемещение перемещение ограничивается контактным патрубком 9, в нижней части которого укреплена изолирующая втулка 20, имеющая пластинчатый контакт 21. Со стороны контакта 21 на головке 2 вынесена продольная риска Р, соответствующая моменту замыкания цепи. 40
Чувствительный элемент и контакт 21 составляют замыкатель электрической цепи. Вводы вибратора и чувствительного элемента вместе с пластинчатым контактом
21 соединены с выводным стержнем 4, 45 а выводы через головку 2 с массой, в качестве которой используется бурильная колонна (на чертежах не показана). Таким образом, вибратор и замыкатель соединены между собой параллельно, что обеспечива- 5р ет автоматическое включение и выключение вибратора. Верхняя часть контактной втулки 9 имеет расширяющийся книзу "вырез и поперечный надрез С,,которые в сочетании со штифтом 22, укрепленным на голов-у5 ке 2, образуют пружинный зажим, обеспечивающий взаимное соединение деталей 9 и 22.
На верхнюю часть выводного стержня 4 навинчена муфта 23, соединенная с проводом 24, Для устранения утечки тока соединяемые детали имеют изолирующее покрытие 25, выполненное из изоляционной ленты. Предохранение изолирующего покрытия от механического повреждения обеспечивается за счет ниппеля 26. Герметизация внутренней полости стакана 1 осуществляется уплотнительными кольцами 27.
Стакан 1 снизу резьбой соединен с самоустанавливающимся хвостовиком 28, выполненным в виде патрубка с боковым продольным вырезом и скошенным торцом.
Нижняя часть стакана 1 выполнена в виде втулки с наружной конической поверхностью.
Указанная втулкообразная часть стакана имеет продольные надрезы, благодаря которым образуются лепестки. При навинчивании на стакан 1 гайки 29 внутренняя коническая поверхность ее надвигается на наружную поверхность лепестков и закреп» ляет в стакане резьбовую часть хвостовика 29.
Электрическая цепь (фиг. 7) ориентатора совместно с наземными приборами и оборудованием включает чувствительный элемент Ч и вибратор электромагнитный
ВЭ, образующие ориентатор О, лебедку с проводом Л, миллиамперметр ттА и электрическую лампочку ЭЛ.
Работа с электрическим ориентатором сводится к следующим операциям.
Перед спуском в скважину ориентатор
I вставляют в соединенный с отклонителем ловитель, представляющий собой ниппель, в центральном отверстии которого укреп« лена шпонка (на чертежах не показаны) так, чтобы шпонка ловителя вошла в продольньтй вырез сам оустанавливаюшегося хвостовика 28.
Затем стакан 1 путем проворачивания вокруг своей оси устанавливают так, чтт бы в момент расположения внизу устанс вочной риски Р, имеющейся на головке 2, направляющая часть отклонителя,была повернута в требуемом направлении. Это положение стакана 1 относительно самоустанавливающегося хвостовика 28, а следовательно, и отклонителя, фиксируют пу° тем навинчивания до отказа гайки 29 и ориентатор извлекают из ловителя.
После спуска отклонителя в скважину его подвешивают над забоем и в бурильную колонну (на чертежах не показана) на изолированном проводе опускают ориентатор. Дойдя до ловителя, боковой вырез самоустанавливающегося хвостовика наде7460
73 6 на определенный угол, s результате чего контактирующие участки рабочей поверхности Я кольца 19 меняются. Так как рабочая поверхность кольца 19 имеет форму спирали, поворачивание чувствительного элемента вызывает также замену контактирующих участков и на контакте 21, что приводит к повышению срока службы и надежности ориентатора.
В процессе ориентирования бурильную колонну поворачивают на 3-4 оборота.После каждого замыкания поворачивание
: бурильной колонны прекращают и на поворотной части, а также на корпусе вращателя бурового станка наносят подвижную и неподвижную метки. За основную подвижную метку берут метки, наложенные одна на другую, или при их разбросесреднее значение.
Перед началом бурения, сохраняя положение меток, отклонитель опускают на забой, в ориентатор поднимают на поверхность.
Использование электрического ориентатора позволит повысить точность проверки скважин при малых трудо- и энергозатратвх. изобр етени я
1. Электрический ориентатор nmI установки отклонителей в наклонных скважинах, содержащий чувствительный элемент, взаимодействующий с ним контакт и электромагнитный вибратор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности ориентирования, чувствительный элемент подпружинен, а его рабочая поверхность выполнена в виде спирали.
2. Оривнтвтор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности в магнитопровод вибратора включен постоянный магнит.
3. Ориентвтор по п. 1-2, о т л и ч вю ш и и с я тем, что, с целью упрощения обслуживания, вибратор и чувствительный элемент с взаимодействующим с ним контактом включены параллельно.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Куличихин М. И. и Воздвиженский Б.И.
Разведочное бурение. М., "Недра", с. 394398.
2. Авторское свидетельство СССР
N. 187694, кл. E. 21 В 7/08, 1965 (прототип) . нется на шпонку и ориентатор занимает рабочее положение.
В процессе спуска ориентатор, ударяясь о замковые соединения бурильной колонны, подвергается динамическим нагрузкам. B результате этого чувствительный, элемент за счет пружинной подвески перемешается в продольном направлении и осуществляет самозачистку рабочей поверхности кольца 19 и контакта 21, что повышает надежность работы ориентатора.
Процесс ориентирования сводится к медленному поворачиванию бурильной . колонны вправо.
Благодаря наклону скважины и шарнир- 15 ной подвеске кольцо 19 вместе с нижним концом отвеса 16 располагается на лежачей стенке контактного патрубка 9 и перекатывается по внутренней поверхности изолирующей втулки 20. При этом электричес- 20 кий ток проходит только через катушку 7 и, в зависимости от частоты тока, изме- няет величину магнитного потока в магнито проводе, В результате этого равновесие якоря 11 нарушено и он, преодолевая сопротивление пружины 12, колеблется в продольном направлении, нанося удары по сферической поверхности отвеса 16, снижая тем самым трение чувствительного элемента о соприкасающиеся с ним детали,M + о р м у л в
В связи с тем, что катушка вибратора обладает большим сопротивлением, величина тока в цепи незначительна.
После того, как в процессе дальнейше- го проворачивания ориентатора под рабо- З5 чую поверхность S кольца 19 подведен контакт 21 - цепь замыкается и ток в ней резко возрастает, что может быть опреде-лено с помощью показывающего прибора (гиА) или электролампы (ЭП).
При этом ток в катушке ничтожно мал, и действие вибратора прекращается.
В том случае, если колонна поворачивается и дальше, под рабочую поверхность кольца 19 опять подводится изолирую-45 шая втулка 20 и цепь размыкается, При дальнейшем поворачивании буриль-. ной колонны включение и выключение цепи п овторя ется.
Поскольку диаметр полости, образованной изолирующей втулкой 20 и контактом
21, больше наружного диаметра кольца 19, поворачивание полости на определенное число оборотов вызывает несколько 60JIb 5 шее число оборотов кольца 19. Поэтому за каждый оборот ориентаторв кольцо 19 поворачивается относительно контакта 21