Устройство для регистрации гидродинамического давления и осевой нагрузки

 

1. УСГРОЯеТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ГИДРСЩИНАМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ И OCEBOflt НАГРУЗКИ, содержащее цилиндрический корпус с перегсч од1)сой, в которой образована рабочая камера, с одной стороны ее установлен ре: ,:,.,,. « ,:: . .. . :v г ii .;«;.fiab JiiiiA гистрир)пощий узел, а с другой поршень , в корпусе и перегородке выполнены отверстия для подачи промывочной жидкости, шток с коаксиальвБМ и ргшиальныкш каналами размещен внутри корпуса на направлшощих , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительным психанем и фиксатором, при этом дополнительный поршень размещен в коаксиальном канале, . а во внутренней части корпуса со стороны установки штока выполнен паз, в котором размещен один конец фиксатора, другой конец которого i подпружинен и установлен в коакси . альном канале, в нижней части штока СП выполнен аксиальный канал. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что оно снабжс но заглушками, установленными с обеих сторон коаксиального кангша штока« | эо о 4 00

ОЮ (111

МЯ) Е 21 В 47 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCIC(IMV CHggg%I%CTEV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОЧНРЬПЮ (21 ) 3490048/22-03 (22) 07.09 ° 82 (46) 07Л3 .84. Бю . В 9 (72) Г.Б. Кабищер, A.Â. Демин и

-В.К. Карпенко (71) Артемовская геологоразведочная экспедиция Производственного геологического объединения "Донбассгеология" (53) 622.248 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 821977, кл. Е 21 В 47/0$, G 01 L 19/98, 1980.

2. Вянув Г.A. и др. Антнвибрационные средства для алмазного геологеразведочного бурения. Л., "Недра", 1974, с. 19 (прототип). (54 ) (57 ) 1 . ° УС ПРОИС% ВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ГИДРОДИНАИИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

И ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ, содержащее цилиндрический корпус с перегородкой, s которой образована рабочая камера, с одной стороны ее установлен регистрирующий узел, а с другойпоршень, в корпусе и перегородке выполнены отверстия для подачи промывочной жидкости, шток с коак сиальньж и радиальными каналами размещен внутри корпуса на направляющих, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительным поршнем и фиксатором, при атом дополнительный поршень размещен в коаксиальном канале, а во внутренней части корпуса со стороны установки штока выполнен паз, в котором размещен один конец фиксатора, другой конец которого подпружинен и установлен в коакси» I .альном канале, в нижней части штока выполнен аксиальный канал.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабж но заглушками, установленными с обеих сторон коаксиального канала штока.

1078043

Изебретеиие относится к измерительией технике, в частности к устройствам дяя исследования режима бурения геологоразведочных скважин.

При проведении комплексных исследований ври бурении геологоразве- 5 лочных сквщкмн необходим контроль осевой нагрузки и гидродинамического давления. Особый интерес представляет измерение величины гидроданамического давления, возникающе- 10 го при спуске бурильной колонны эа счет гидросоиротивлений при движении промывочной жидкости в малых зазорах между буровьм снарядом и стенками скважины. По величине это-. го давления можно делать выводы о воэможности гидрораэрыва горных пород, поглощения проверочной жидкости,. обвалах стенок скважины, а также усталостиого разрушения гор 20 ных пород и т.п.

Известен глубинный манометр для измерения гидродинамического давления жидкости в процессе спуска его в скважину, который содержит 75 чувствительный элемент в виде трубчатой пружины, соединенной одним концом с полостью измеряемого давления, а другим — с пером регистрирующего блока, и барабан записи, 30 кинематически связанный с часовым приводом, а также механизм запуска часового привода(1 )

Недостатком данного прибора является то, что он предназначен. только для измерения гидродинамического давления и не может измерять осевую нагрузку.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регистрации гидроди- 40 иаимческого давления и осевой нагрузки, содержащее цилиндрический корпус с перегородкой, в которой образована рабочая камера, с одной стороны ее установлен регистриРую- 45

aNN узел, с другой — поршень, в корпусе и перегородке выполнены отверстия для подачи промывочной жидкости, шток с коаксиальным и радиааъиыии каналами размещен внутри 50 корпуса на направляющих f2 ), Однако недостатком известного устройства является большая неточность измерения величины гидродявамического давления ввиду того, что при спуске прибора в скважину на величину гидродинамического давления накладывается усилие, возникающее от трения породоразрушающего инструмента и колонковой трубы 60 о стенки скважины, и которое передается через шток и поршень на реГистоиоующий узел.

Целью. изобретения является повышение точности измерений. 65

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регистрации гидродинамического давления и осевой нагрузки, содержащее цилиндрический корпус с перегородкой, в которой образована рабочая камера, с одной стороны ее .установлен регистрирующий узел, с другой — поршень, в корпусе и перегородке выполнены отверстия для подачи промывочной жидкости, шток с коакси- альным и радиальными каналами размещен внутри корпуса на направляющих, оно снабжено дополнительным поршнем и фиксатором, при этом дополнительный поршень размещен в коаксиальном канале, а во внутренней части корпуса со стороны установки штока выполнен паэ, в котором размещен один конец фиксатора, другой конец которого подпружинен и установлен в коаксиальном ка-, нале, причем в нижней части штока выполнен аксиальный канал.

Кроме того, устройство снабжено заглушками, установленными с обеих сторон коаксиального канала штока.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид, на фиг.2 — разрез A-A на фиг.1; на фиг.З вЂ” разрез Б-Б на фиг.1 ° устройство для регистрации гидродинамического давления и осевого усилия (фиг.1) состоит иэ корпуса 1, в котором образована камера 2, ограниченная с одной стороны манометром .3 с регистрирующим прибором

4, а с другой — поршнем 5 и заполнена рабочей жидкостью, например трансформаторным маслом. В корпусе

1 на направляющих 6 подвижно установлен шток 7, который при своем движении может перемещать поршень

5. Манометр 3 выполнен в виде геликсной пружины 8, заполненной рабочей жидкостью. Регистрирующий прибор 4 состоит из диаграммного бланка 9, размещенного в каретке

10, соединенной ходовым винтом 11 с часовьэи приводом 12, а на свободном конце геликсной пружины 8 установлено перо 13. В корпусе 1, перегородке и штоке 7 выполнены соответственно каналы 14 и 15 для подачи промывочной жидкости. Средняя часть канала 15 выполнена большего диаметра и на концах средней части выполнены радиальные каналы

16 и 17 для отвода поршня 18 из средней части канала 15. Каналы

16 снабжены соответственно заглушками 19 и 20.В корпусе 1 выполнен кольцевой паэ 21 для фиксации в нем фик .атора 22, например, в виде коромысла, который установлен на оси 23 и подпружинен пружиной 24.

Вверху корпус 1 соединен с колонной

1078043 бурильных труб (не показано), а внизу шток 7 соединен при помощи ниппеля с колонковой трубой (не показано).

Устройство для Регистрации гидродинамического давления и осевой 5 нагрузки работает следующим образом.

При опускании устройства в скважину (фиг.1) происходит измерение гидродинамического давления. При этом шток 7 при помощи фиксатора 22 1О через кольцевой паз 21 зафиксирован относительно корпуса 1 и не входит в контакт с поршнем 5. Усилие от трения породораэрушающего инструмента

H колонковой тРубы (не показаны) 15 о стенки скважины передается к штоку

7 и на корпус 1, но не передается на поршень 5 к манометру 3 и регистрирующему прибору 4.

Измерение гидродинамического давления осуществляется следующим о5разом.

При спуске устройства промывочная жидкость вытесняется из скважины и поступает в колонковую трубу и ниппель (не показаны) к каналу 15 штока 7. При этом поршень 18 потоком промывочной жидкости вытесняется из средней части канала

15 в канал 16, не мешая проходу промывочной жидкости далее по ра- . 30 диальным каналам к поршню 5. Возникающее при спуске гидродинамическое давление передается поршнем 5 рабочей жидкости в камере 2, которая раскручивает геликсную пружину 8 З5 манометра 3 и перо 13 регистрирующего прибора 4 наносит запись на диаграммный бланк 9, размещенный в каретке 10, которая приводится в поступательное движение ходовым винтом 11 и часовым приводом 12.

Таким образом,.происходит точное измерение гидродинамического давления промывочной жидкости.

После завершения спуска устройства в скважину промывочная жидкость подается насосом (не показано) к предЛагаемому устройству, где по каналу 14 и 15 поступает к забою скважины для его промывки.

При этом поршень 18 под действием силы тяжести опускается до фиксатора 22, а затем под давлением промывочной жидкости действует на нижний конец фиксатора 22 и, преодолевая усилие предварительно сжатой пружины 24, выводит верхний конец фиксатора 22 из зацепления с кольцевым пазом 21 корпуса 1. При этом поршень 18 перемещается в нижнее положение в канале 15. В данный момент шток 7 имеет возможность перемещения по направляющим б относительно корпуса 1 и, следовательно, появляется воэможность измерения осевой нагрузки.

Измерение осевой нагрузки происходит следующим образом.

Осевое усилие, возникающее от взаимодействия трения породоразрушающего инструмента .с забоем скважины передается через колонковую трубу и нипеель на шток 7. Шток 7, двигаясь по направляющим б, передает осевое усилие поршню 5, входя с ним в соприкосновение. Далее поршень 5 передает осевое усилие рабочей жидкости в камере 2, манометру

3 и регистрирующему прибору 4.

Перезарядку устройства производят путем удаления поршня 18 из канала 15 и последующего его размещения в верхней части фиксатора, для этого необходимо вывинтить заглушки 19 и 20.

Техническое преимущество предлагаемого устройства для регистрации гидродинамического давления и осевой нагрузки состоит в повышении точности измерения гидродинамического давления промывочной жидкости в процессе его спуска в скважину.

1078043

4Риг. J

Составитель Г. Алексеева

Техред В.Далекорей . корректоРЛ. Пилипенко

Редактор Г. Волкова

Тираж 5б4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ R89/23 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4