Устройство для определения нагрузок в колонне бурильных труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Е 21 В 44/00, 45/00, 19/08

Э !

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ п

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3907524/22-03 (22) 10.06.85 (46) 30. 11.86. Бюл, № 44 (71) Туркменский научно-исследова— тельский геологоразведочный институт (72) К.К.Куликов, А.В.Архипов и 10.3.Цырин (53) 622 ° 245.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 720136, кл. Е 21 В 19/08, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 857453, кл. E 21 В 44/ОО, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК В КОЛОННЕ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ (57) Изобретение предназначено для исследования работы бурового инструмента в процессе эксплуатации и повышает точность измерений и надежность работы устр-ва. Для этого на валу 2 концентрично установлена подпружиненная пружиной 9 дифференциальная втулка, разделяющая надпоршневую полость цилиндрического корпуса 1 на изолированные измерительные полости (П) 1273515

ЭО

15 и 16. Отверстие 14 в корпусе 1 сообщает затрубное пространство с его подпоршневой П. Подпоршневая и надпоршневая П корпуса 1 сообщены каналами (К), выполненными в подпружиненном пружиной 5 поршне 4 в кольцевой

П, образованной корпусом 1 и валом 2., Б поршне 4 установлены обратные клапаны 17 и 18. Перед спуском устр-ва

П 15 и 16 заполняются жидкостью. В процессе бурения в зависимости от направления приложения осевой нагрузки (ОН) вниз или вверх вал 2 с поршИзобретение относится к технике исследования работы бурового инструмента в процессе его эксплуатации.

Целью изобретения является повышение точности измерений и повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 изображено устройство для определения нагрузок в колонне бурильных труб в транспортном положении, общий вид; на фиг. 2 — то же, . йри регистрации сжимающих нагрузок; па фиг. 3 — то >ке, при регистрации растягивающих нагрузок.

Устройство для определения нагрузок бурильных труб содержит цилин— дрический корпус 1, полый вал 2, телескоппчески размещенный îTHoсительно корпуса 1 и образующий с ним кольцевую полость 3, в которой установлен поршень 4, подпружиненный пружиной 5 сжатия. Корпус соединен нижней частью с переводником 6, посредством которого устройство соединяется с нижней частью колонны бурильных труб (не показано). Вал 2 шлицами 7 зак— реплен в переводнике 6. Дифференциальная втулка 8 концентрично установлена па валу 2, связана с поршнем 4 и подпружинена относительно вала 2 пружиной сжатия 9. В поршне 4 выполнены каналы 10 — 13, для сообщения подпоршневой и надпоршневой полостей корпуса . В корпусе выполнено отверстие 14 для сообщения затрубного пространства с подпоршневой полостью.

Дифференциальная втулка 8 разделяет надпоршневую полость корпуса 1 на нем 4 перемещается относительно корпуса вниз или вверх. При этом сжимаются пружины 5 или 9. Объем соответствующих направлению П 15 или 16 увеличивается и жидкость по К 12 через клапан 18 и по К 10 через клапан

17 поступает в П 16 или П 15.При снятии ОН клапаны 17 и 18 перекрывают К 10 и 12 и пружины 5 или 9 фиксируются в сжатом состоя нии. При увеличении ОН увеличивается и величина. хода сжатия пру— жин 5 или 9. 3 ил. изолированные друг от друга измерительные полости 15 и 16. В поршне

4 установлены обратные клапаны 17 и 18, перекрывающие каналы 10 и 12.

В корпусе 1 и в вале 2 выполнены каналы 19 и 20, сообщающие измерительные полости 16 и 15 с наружным пространством и перекрытые пробками 21 и 22.

Устройство работает следующим образом.

Перед первым спуском снимаются пробки 21 и 22, полости 15 и 16 и каналы заполняются жидкостью. Пробки устанавливаются на свои места

1 и устройство на колонне труб спускается в скважину. В процессе бурения при осевой нагрузке, направленной вниз, вал 2 вместе с поршнем 4 перемещается относительно корпуса 1 вниз, сжимая пружину 5. При этом объем измерительной полости 16 увеличива— ется, и жидкость из подпоршневой полости корпуса по каналу 12 через клапан 18 поступает в полость 16. При снятии осевой нагрузки, направленной вниз, клапан 18 перекрывает канал 12 и жидкость, находящаяся в полости 16, фиксирует пружину 5 в сжатом состоянии. При этом величина хода пружины

5 в процессе сжатия равна величине изменения размера А (фиг. 2).

При осевой нагрузке, направленной вверх, вал 2 перемещается вверх относительно поршня 4 и корпуса 1, 1273515

21

19

tS п

18 ш

zt

/9

f7 ! п

Фиг..9

Составитель Г. Алексеев а

Редактор Т. Парфенов а Техред И. Попович Корректор JI,Ïèëèïåíêo

Заказ 6400/26 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сжимая пружину 9. В увеличивающуюся измерительную полость l5 поступает жидкость из подпоршневой полости корпуса по каналу l0 При снятии нагрузки клапан 17 перекрывает канал 10 и жидкость фиксирует пружину 9 в сжатом состоянии. Величина хода пружины

9 в процессе сжатия равна величине размера Б (фиг. 3).

Если в процессе бурения увеличивается осевая нагрузка, то увеличивается и величина хода сжатия той или иной пружины, а следовательно, изменяются и размеры А и Б. В конце рей-15 ,са (после извлечения устройства на по. верхность) замеряются размеры А, Б и по тарировочным диаграммам расшиф— ровываются. Для приведения устройст— ва в исходное положение снимаются 20 пробки 21 и 22. Из полостей 15 и 16 выпускается часть жидкости до снижения давления жидкости в полостях до атмосферного, и пробки устанавливаются на место. 25

Формула изобретения

Устройство для определения нагрузок в колонне бурильных труб, содержащее цилиндрический корпус, полый вал, телескопически размещенный относительно корпуса и образующий с корпусом кольцевую полость, в которой установлен с возможностью осевого перемещения подпружиненный пор-, шень, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и повышения надежности работы устройства, оно снабжено обратными клапанами и связанной с поршнем подпружиненной дифференциальной втулкой, концентрично установленной на валу, причем в корпусе выполнено отверстие для "ообщения затрубного пространства с подпоршневой полостью корпуса, подпружиненный поршень выполнен с каналами для сообщения подпоршневой и надпоршневой полостей корпуса, а обратные клапаны установлены в поршне с возможностью перекрытия сообщающихся каналов .