Устройство для определения осевых сжимающих усилий колонны бурильных труб

 

Изобретение относится к скважинным средствам контроля. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства путем устранения влияния температуры окружающей среды. Устройство содержит соединенный с переводником 1 стакан 2, в котором расположен патрубок 5. В последнем размещен цилиндр 8 с поршнем 16 и штоком 17. Верхняя часть цилиндЁ сь ся § ю 27

СОЮЗ COBF CÊÈÕ социАлисти IFOKvlx

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 1О/ОО

ГОСУДАР СТ Б Е1+Ый КОМИТЕ Г по изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4

3 (21) 4400753/03 (22) 18.02.88 (46) 07.06.91. Бюл. N. 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.Х.-М.Дулаев, А.Т,Колесниченко, 0.Ф.Рыбалко, О.B,Äåìèõoâ и Н.М,Садыкова (53) 622. 24.051(088.8) (56) Грачев Ю.В, и Варламов В.П. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. - М.: Недра, 1978, с. 264-266, ..,5U „„1654512 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 00РЕДЕЛЕНИЯ

ОСЕВЫХ СЖИМАЮЩИХ УСИЛИЙ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ (57) Изобретение относится к скважинным средствам контроля. Цель иэобретения— повышение эффективности работы устройства путем устранения влияния температуры окружающей среды. Устройство содержит соединенный с переводником 1 стакан 2, в котором расположен патрубок 5.

В последнем раэмещен цилиндр 8 с порынем 16 и штоком 17, Верхняя часть цилинд1654512 ра 8 расположена в переводнике 1. В стакане 2 установлена камера 13 с измерительным узлом. В нижней части цилиндра 8 выполнена дополнительная камера 21 с измерительным узлом 22, сообщенная с внутренней полостью цилиндра 8. Поршень 16 со штоком 17 выполнены со сквозным осевым каналом 20, сообщенным с камерами 13

Изобретение относится к скважинным средствам контроля и предназначено для измерения сжимающих усилий.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем устранения влияния температуры окружающей среды.

На чертеже показано устройство для определения осевых сжимающих усилий.

Устройство состоит из соединенного с переводииком 1 стакана 2 с внутренним кольцевым выступом внизу 3, на котором установлена с возможностью свободного перемещемия вверх упорная втулка 4. с жестко закрепленным патрубком 5 для присоединения нижней подвижной части колонны 6 с помощью муфты 7. Цилиндр 8 наружным кольцевым выступом 9 свободно подвешен ма упорной втулке 4, канал 10 связывает внутреннюю полость 11 цилиндра 8 с вмутритрубным пространством, а канал 12 соединяет рабочую полость 11 с камерой 13, к которой присоединен измерительный узел в виде глубинного манометра

14, герметизация нижней полости осуществляется уплотнительным элементом 15.

Поршень 16 с штоком 17 посредством пружины 18 наружным кольцевым выступом 19 прижимается к нижнему торцу переводника

1. Внутри поршня 16 и штока 17 выполнен сквозной осевой канал 20,через который давление передается в выполненную в нижней части цилиндра 8 дополнительную камеру 21 и на дополнительный измерительный узел 22. Герметичность обеспечивается упругим элементом.

Устройство работает следующим образом.

Для измерения осевых сжимающих усилий устройство сочленяется с колонной труб и спускается в скважину на заданную глубину с доливом жидкости. С увеличением выталкивающей силы свободно подвешенная на упорной втулке 4 нижняя часть колонны

6 будет подниматься и толкать цилиндр 8, который, двигаясь вверх относительно неподвижного поршня 16, разобщит внутрени 21, С изменением температуры объем жидкости, заключенной в камере 13, будет изменяться, изменяя давление, После спуска колонны иа заданную глубину делают выдержку для набора температурного режима. После этого осуществляют подъем или спуск устройства с колонной труб. 1 ил. нюю полость 11 цилиндра 8 от внутритрубного пространства и от камеры 13. При этом манометр 22 регистрирует давление от выталкивающей силы. В изолированной каме5 ре 13 изменение давления после перекрытия канала 12 не зависит от выталкивающей силы и определяется только изменением температуры в стволе, С изменением температуры обьем жидкости, 10 заключенной в этой камере, будет изменяться, изменяя давление, что зафиксируется манометром 14. После спуска колонны на заданную глубину делают выдержку для набора температурного режима. После этого

15 осуществляют подъем или спуск устройства с колонной труб.

Определение сжимающих усилий, действующих на сечение труб в месте установки устройства. определяется следующим

20 образом.

На диаграмме, записанной верхним прибором, по оси времени определяют соответствующую величину давления. Так как прибор записывает суммарное давление от

25 трех факторов: гидростатического давления внутри колонны, давления за счет осевой нагрузки и давления эа счет изменения температуры. то искомая величина будет определяться из выражения

F = (Р г — P >,, — Рi) S„ где Роищ — зарегистрированное верхмим прибором давление;

35 Р, .w. — внутреннее давление в колонне на глубине установки устройства;

Pt — давление эа счет изменения температуры по нижнему прибору;

S — площадь поршня.

40 Сила, действующая ма нижний торец колонны, определяется иэ выражения

F = Ре+9ку+9ж, где à — осевая сила в сечении на глубине

45 установки устройства;

9,„— вес колонмы ниже устройства;

g+ — вес жидкости в коломне.

1654512

Формула изобретения

Устройство для определения осевых сжимающих усилий колонны бурильных труб, содержащее соединенный с переводСоставитель А.Скалунов

Техред M,Moðãåíòàè Корректор Т.Малец

Редактор А.Мотыль

Заказ 1937 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Так как изменение осевой нагрузки по длине колонны происходит по линейному закону максимальной величины у башмака (низа) колонны до сечения с нулевым значением, то возможно определить ее величину в любом сечении труб по зависимости

Рсеч = Е6 9к.сеч. 9ж где Fe — сила, действующая на низ колонны;

9к.сеч. вес колонны ниже рассматриваемого сечения;

g® — вес жидкости в трубах. ником стакан, расположенный в стакане патрубок, размещенный в патрубке цилиндр, установленный в цилиндре поршень со штоком, верхняя часть которого разме5 щена в переводнике, камеру с измерительным узлом расположенную в стакане. о тл и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения эффективности работы устройства путем устранения влияния температуры

10 окружающей среды, в нижней части цилиндра выполнена дополнительная камера с измерительным узлом, сообщенная с внутренней полостью цилиндра, а поршень со штоком выполнены со сквозным осевым ка15 налом, сообщенным с камерой и дополнительной камерой.