Забойный датчик сигнализатора встречи угольных пластов

 

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