Устройство для дистанционной передачи информации из буровой скважины во время работы бурового станка, выполненного с буровым долотом и буровой колонной, заполненной промывочной жидкостью

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 47/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4028087/03 (22) 28,08» 86 (31) P 3531226,2(32) 31 ° 08 85 (33) DE (46) 15 ° 04 ° 91, Бкп, У 14 (71) Швинг Хюдраулик электроник

ГмбХ унд КО (DE) (72) Михаель Осткемпер и Хайнц Валлу ссек (DE) (53) 621 ° 398 (56) Патент ФРГ 11 3029813, кл Е 21 В 47/12, 1980, Патент ФРГ М 2161353, кл Е 21 В 47/12, 1977 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ

ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ИЗ БУРОВОЙ СКВА»

ЖИНЫ ВО BPEYi8 РАБОТЫ БУРОВОГО СТАНКА, ВЫПОЛНЕННОГО С БУРОВЫМ ДОЛОТОМ И БУ

1 115б 2б 24

„„80„„1642958 A 5

РОВОИ КОЛОННОЙ, ЗАПОЛНЕННОЙ ПРОМЫ»

ВОЧНОИ ЖИДКОСТЬЮ (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для дистанционной передачи информации из буровой скважины, Цель повышение точности передачи сигналов с за боя на устье скважины, Устройство содержит приданные буровой колонне (БК) измерительные приборы (ИП), пре образователь информации в кодированную последовательность сигналов, дроссельный клапан 4 для измерения давления промывочной жидкости (IDK) в

БК» IIpHHop,û для oTKphlTHH и 9BKpbITHH клапана 4, управляемые от сигналов преобразователя и расположенных на устье скважины ИП для измерения давления ПЖ и преобразования принятых

18 30 51

1642958

45 последовательных импульсов давления в поддающуюся анализу информацию В зоне бурового долота расположена на правляющая буровая штанга 1, выпал» ненная из неподвижной наружной трубы

2 и концентрично установленной в ней подвижной для вращения внутренней трубы. 3 ° В трубе 2 расположены ИП с воэможностью передачи информации из 10 скважины к измерительному преобразо вателю по гидравлическому каналу свя зи, образованному БК ° Клапан 4, при вод которого установлен в трубе 2, состоит из кольцевого основного кор 15 пуса 5, неподвижного по вращению, соединенного с трубой 3, и из кон

Изобретение относится к- горной промышленности, а именно к устройст вам для дистанционной передачи инфор 25 мации из буровой скважины °

Цель изобретения - повышение точ ности передачи сигналов с забоя на устье скважины, На фиг 1 схематично изображена направляющая буровая штанга с распо ложенным в ней дроссельным клапаном, приводимым в действие рычагами; на фиг 2 дроссельный клапан, приводи жй в действие рабочей средой, поперечное сечение; на фиг,3. направ ляющая буровой штанги с расположен ным в ней дроссельным клапаном, при водимым в действие рабочей средой, поперечное сечение; на фиг,4 - вид со стороны притекания потока во внут

40 реннюю трубу с расположенным в ней дроссельным клапаном, Направляющая буровая штанга 1 состоит из неподвижной относительно буровой скважины наружной трубы 2 с установленными на ее наружной сторо не (не показаны) планками, которые опираются на боковые стенки скважины и через гидроцилиндры могут по от дельиости переставляться, чтобы кор

50 ректировать направление буровых штанг.

В наружной трубе 2 расположена с возможностью вращения внутренняя тру ба 3, В ней неподвижно по вращению относительно внутренней трубы 3 и концеитрично по расположению иахо дится дроссельяьй клапан:4. Дроссель ный клапан 4 состоит иэ выполненного центрично расположенного в нем поло го корпуса. 6, Последний соединен, с корпусом 5 через перемычки 7 и 8, открыт с обеих сторон и имеет меха низм перемещения в виде рычагов 20 и

21 ° Конец 12 корпуса 5 со стороны притекания потока ПЖ выполнен суженным и является седлом клапана:4, По оси корпуса 6 с возможностью продольного перемещения установлен корпус сопротивления в виде крышек 13 и

16 с электромагнитным или электромеханическим приводом, При перемещении крышек 13 и 16 в потоке ПЖ фор мируются информационные импульсы давления, 9:з,.п, ф"лы, 4 ил в виде кольцевой формы основного кор пуса 5, в котором концентрично помещен полый корпус 6, соединенный че- i реэ перемычки 7 и 8 с основным корпусом:5 ° Перемычки 7 и 8 внутри полые и выполнены соосно с отверстиями 9 и

10 во внутренней трубе:3 Отверстия

9 и 10 соединены с камерой 11, выполненной в виде кольца в наружной трубе:2, Основной корпус 5 с обеих сторон открыт, причем конец 12 со стороны притекания потока выполнен суженным и является седлом клапана

Полый корпус 6 также открыт с обеих сторон На наружном периметре полого корпуса 6, а именно на его конце, обращенном к суженной стороне основного корпуса 5, установлена с воз« можностью продольного перемещения крышка 13 обтекаемой формы, которая уплотнена относительно полого корпу с са 6 с помощью кольцевых уплотнений

14 и 15 ° На другом конце полый корпус 6 имеет дополнительную крышку 16 обтекаемой формы, которая уплотнена относительно полого корпуса 6 с помощью кольцевых уплотнений 17 и 18

Крышки 13 и 16 представляют собой корпус сопротивлений и соединены с помощью штанги 19 ° Там, где штанга

l9 проходит зону перемычки, с ней связаны концы рычагов 20 и 21,представляющих собой механизм перемещения и выполненных в виде вильчатых коромысел 22 и 23 ° Вильчатые коромысла 22 и 23 установлены на основ« ном корпусе 5 с воэможностью враще

1 ния» Концы 24 и 25 вильчатых коромысел 22 и 23 закреплены на цапфах

26, которые закреплены на кольце 27, расположенном вокруг внутренней трубы 3 и выполненном с воэможностью вращения на опорах 28 вращения, закрепленных на кольцевом поршне 29, Последний может перемещаться только в осевом направлении, Под кольцевой поршень 29 через каналы 30 и 31 можНо подавать рабочее вещество ° С по мощью уплотнений 32, 33 и 34 кольце вой поршень и каналы уплотнены относительно наружной трубы:2 ° Когда кольцевой поршень 29 перемещается в каком"либо направлении, то випьча тые коромысла 22 и 23 перемещают штангу 19 с закрепленными на ней крышками 13 и 16 в противоположном н апр авл енин, Приборы, расположенные в наружной трубе 2 (не показаны) измеряют пространственное положение направляющей штанги и передают информацию на электрогидравлический преобразователь, расположенный во внутренней трубе (не показан). Гидравлические импульсы сигналов через каналы 30 и

31 приводят в действие кольцевой поршень 29, который перемещает крышки 13 и 16, изменяя поперечное сечение потока промывочной жидкости 35 °

За счет этого в потоке промывочной жидкости создаются импульсы давления, которые регистрируются на устье буровой скважины.

Для монтажа вильчатых коромысел и для проведения технического обслуживания в кольцевой камере 11 предусмотрена крышка 36

В отличие от конструкции устройства по фиг,1 в конструкции по фиг 2 и 3 крьппки 13 и 16 приводятся в действие гидравлическим или пневматическим путем Поэтому необходимость в кольцевом поршне и в вильча тых коромыслах отпадает, Вместо этого .в перемычках предусмотрены каналы

37 40, выполненные соосно с канала ми 41 44 во внутренней трубе:3i Рабочее вещество в каналы 37-44 подается от источника (не показано), расположенного в наружной трубе.2 ° Каналы

37 40 входят в две отделенные друг от друга камеры 45 и 46 в полом кор пусе:6, Рабочее вещество в зависимос ти от желаемого направления перемеще

642958 ния крышек 13 и 16 течет в камеры 45 или 46, оказывая давление на крышку

13 в сторону конца 12 ипи на крышку

16 в противоположную сторону, При таком перемещении крышек 13 и 16 в потоке жидкости формируются информационные импульсы давления, За счет соответствукщего выполнения соотноше ний диаметров с1, d<, d11 возможна компенсация гидростатического давления, 5

10 расположенные в наружной трубе, ус тановлены с возможностью передачи информации иэ буровой скважины к из мерительному преобразователю по гид равлическому каналу связи, образо ванному промывочной жидкостью, при этом дроссельный клапан, привод ко торого установлен в наружной трубе, Фо рмула из о брет ения

:1 ° Устройство для дистанционной передачи информации из буровой сква, ° живы во время работы бурового станка, выполненного с буровым долотом и бу

20 ровой колонной, заполненной промывочной жидкостью, включающее приданные буровой колонне измерительные прибо ры, преобразователь информации s ко дированную последовательность сигна лов, дроссельный клапан для измере ния давления промывочной жидкости в колонне, расположенной на высоте soны датчика по линии буровой колонны с возможностью изменения ее попереч ного сечения при его перемещении в осевом направлении буровой колонны, приводы для открытия и закрытия дрос сельного клапана, управляемые от ear налов преобразователя и расположен ные на устье скважины измерительных приборов дпя измерения давления про» мавочной жидкости и преобразования принятых последовательностей импуль сов давления в подцающуюся анализу информацию, причем дроссельный клапан снабжен узлом для компенсации дейст вующего на него гидравлического дав ления, отличающее с я тем, что, с целью повьппения точности пере дачи сигналов, оно. снабжено направ ляющей буровой штангой, которая рас положена в зоне бурового долота и выполнена из неподвижной наружной трубы и концентрично установленной в ней подвижной для вращения внутренно

; трубы, причем измерительные приборы, 1642958 состоит из выполненного .в виде коль цевой формы основного корпуса, не подвижного по вращению, соединенно го с внутренней трубой, конец кото-.. рого со стороны притекания потока сужен и служит в качестве седла кла пана, и из концентрично расположен» ного в основном корпусе полого кор пуса, который через перемычки соеди нен с основным корпусом, открыт с обеих сторон, по оси которого с воз можностью продольного перемещения установлен корпус сопротивления, уплотненный относительно полого корпуса и имеющий механизм перемещения °

:2» Устройство по:п,l, о т л и ч а ю щ е е с я уем, что корпус сопротивления имеет со стороны при текающего потока крышку обтекаемой формы, установленную с возможностью перемещения в осевом направлении на полом корпусе, а со стороны вытекак щего потока дополнительную крышку обтекаемой форьы, установленную с возможностью перемещения в осевом направлении в полом корпусе, .3» Устройство rto:tt 1 о чающе е ся тем, что корпус сопротивления выполнен с возможнос тью привода в действие через отверстия во внутренней трубе и в пе ремычках полого корпуса от располо женного в наружной трубе привода для открыв.ания и закрывания дроссельного клапана, причем корпус сопротивле ния имеет две герметично уплотненные одна относительно другой камеры, каждая из которых имеет два сквозныж, отверстия, 4 ° Устройство по пп, l или 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что меха низм перемещения корпуса сопротивления выполнен в виде рычагов с возможносТью взаимодействия с приводом для

1О открытия и закрытия дроссельного клапана, .5» Устройство по:п,4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рычаги вьгполнены в виде вильчатых коромысел»

:6» Устройство по:п,4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рычаги вы. полнены в виде жестких связей» . 7 ° Устройство по:п 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рычаги

2О пневматически соединены с приводом для открытия и закрытия дроссельного . клапана, выполненного в виде кольце- вого поршня с возможностью осевого перемещения и кольца, размещенного с

25 возможностью вращения между наружной и внутренней трубами, :8» Устройство по пп,4 6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рычаги имеют электромеханический привод со стороны нарукной трубы, :9» Устройство по пп»4 6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что рычаги имеют электромагнитньпТ привод со сто роны наружной трубы, 10» Устройство по пп 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что корпус сопротивления имеет электромагнит ный или электромеханический привод. (1642958

1642958

Составитель В Логинов

Техред М.Дидык

Редактор.Л,Пчолинская

Коррек тор АОсаул енко

Заказ 1153 Тираж 374

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат. "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101