Забойная телеметрическая система
Изобретение относится к области бурения и касается средств передачи сигналов из скважины на поверхность во время бурения. Задачами изобретения являются обеспечение надежного крепления генератора, ускорение его монтажа и демонтажа в корпусе телеметрической системы. Забойная телеметрическая система содержит корпус, генератор и устройство для крепления генератора к корпусу телеметрической системы. Генератор состоит из ротора и статора, выполненного с неподвижной осью, имеющей паз с лысками и на торце которой размещен соединительный электрический разъем. Устройство для крепления генератора к корпусу телеметрической системы выполнено в виде цанги, внутри которой размещена конусная разрезная втулка, зажатая внутренней гайкой, которая зафиксирована стопорной шайбой. Цанга зафиксирована от проворота и осевого перемещения в корпусе телеметрической системы, выполнена с цилиндрической проточкой и содержит сквозной паз. Конусная втулка имеет уступы, выполнена из двух половинок и установлена на оси статора. Внутренний профиль уступов конусной втулки совпадает с внешним профилем паза с лысками оси статора. Внутренняя гайка при демонтаже генератора выполняет роль съемника. Цангу от проворота и осевого перемещения в корпусе телеметрической системы фиксируют ключ и внешняя гайка. При этом внутри корпуса телеметрической системы выполнен продольный паз, а ключ выполнен в форме пластины, входящей в продольный паз внутри корпуса телеметрической системы и в сквозной паз в цанге. 1 з. п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к средствам передачи сигналов во время бурения под нефть, газ и для других целей. Конкретно, изобретение направлено на обеспечение надежного крепления генератора забойной телеметрической системы и его окружной и осевой фиксации.
Известна забойная система, содержащая генератор переменного тока для питания скважинной аппаратуры в процессе бурения скважин малого диаметра, включающий турбину и собственно генератор, выполненные отдельно и установленные последовательно друг за другом и соединенные магнитной муфтой (патент РФ N 2109940, МКИ E 21 B 47/00, приоритет от 27.04.98 г. ). Узел крепления генератора в забойной телеметрической системе совмещен с узлом регулирования расхода бурового раствора. Этот механизм достаточно сложный и содержит много деталей. Кроме того, он нетехнологичный в изготовлении и сборке. Такая конструкция уменьшает проходное сечение бурового раствора, что приводит к увеличению скорости бурового раствора и быстрому абразивному износу деталей, предназначенных для фиксации генератора. Известна забойная телеметрическая система (А. С. СССР N 1006738, МКИ E 21 B 47/022, опубл. 23.03.1983), содержащая генератор с гидротурбиной. Ротор генератора установлен на подшипники, которые защищают уплотнительные устройства. Монтаж генератора в корпусе телеметрической системы выполнен при помощи фланца, шпилек и гаек. Недостаток этого устройства - низкая надежность крепления генератора в корпусе телеметрической системы. Особенно это актуально для скважин малого диаметра, где невозможно осуществить крепеж, который бы обеспечивал надежность соединения генератора с забойной телеметрической системой. Кроме того, при разборке соединения возникают проблемы, связанные с необходимостью применения больших усилий для демонтажа. В связи с этим для разборки соединения требуется специальный съемник, а при демонтаже генератора не исключена возможность повреждения сопрягаемых деталей и уплотнений. В качестве ближайшего аналога выбрана забойная телеметрическая система, содержащая корпус, генератор и устройство для крепления генератора к корпусу телеметрической системы (патент РФ N 2105880, МКИ E 21 B 47/12, опубл. 27.02.1998). Генератор зафиксирован в специальном переводнике, установленном в корпусе телеметрической системы, и соединен с другими модулями системы гибкими в радиальном направлении и жесткими в продольном направлении связями. Недостатком ближайшего аналога является сложность монтажа и демонтажа генератора. Задачами создания изобретения является обеспечение надежного крепления, ускорение монтажа и демонтажа генератора и исключение повреждения сопрягаемых с генератором деталей. Указанные задачи достигнуты за счет того, что в забойной телеметрической системе, содержащей корпус, генератор и устройство для крепления генератора к корпусу телеметрической системы, генератор состоит из ротора и статора, выполненного с неподвижностью осью, имеющей паз с лысками и на торце которой размещен соединительный электрический разъем, устройство для крепления генератора к корпусу телеметрической системы выполнено в виде цанги, внутри которой размещена конусная разрезная втулка, зажатая внутренней гайкой, которая зафиксирована стопорной шайбой, при этом цанга зафиксирована от проворота и осевого перемещения в корпусе телеметрической системы, выполнена с цилиндрической проточкой и содержит сквозной паз, конусная втулка имеет уступы, выполнена из двух половинок и установлена на оси статора, причем внутренний профиль уступов конусной втулки совпадает с внешним профилем паза с лысками оси статора, а внутренняя гайка при демонтаже генератора выполняет роль съемника. Цанга от проворота и осевого перемещения может быть зафиксирована ключом и внешней гайкой, при этом внутри корпуса телеметрической системы выполнен продольный паз, а ключ выполнен в форме пластины, входящей в продольный паз внутри корпуса телеметрической системы и в сквозной паз в цанге. Предложенное техническое решение позволило в несколько раз ускорить разборку соединения за счет того, что цангу можно разъединить гораздо быстрее, чем, например, фланцевое соединение. Кроме того, внутренняя гайка в конкретном случае используется как съемник, что упрощает эксплуатацию забойного комплекса и его ремонт и предотвращает повреждение сопрягаемых деталей. Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной и промышленной применимостью. Анализ выявил, что оно также обладает критерием "изобретательский уровень", т. к. не является очевидным для специалиста, а именно в устройстве применено совмещение нескольких функций в одном узле, в частности, обеспечение быстрого разъема, фиксация оси генератора от проворота и выполнение роли съемника. Сущность изобретения поясняется чертежами, где: - на фиг. 1 - изображена забойная телеметрическая система, - на фиг. 2 - цанга, - на фиг. 3 - цанга (вид сбоку), - на фиг. 4 - конусная разрезная втулка, - на фиг. 5 - конусная разрезная втулка (вид сбоку), - на фиг. 6 - ключ, - на фиг. 7 - ключ (вид сбоку), - на фиг. 8 - внутренняя гайка, - на фиг. 9 - внутренняя гайка (вид сбоку). Забойная телеметрическая система (фиг. 1) содержит генератор 1, защитный кожух генератора 2, корпус 3 забойной телеметрической системы, внутри которого установлен скважинный прибор 4 с электронной аппаратурой 5 и устройство для крепления генератора к корпусу телеметрической системы. Генератор 1 предназначен для преобразования энергии промывочной жидкости в электрическую энергию, использующуюся для питания электронной аппаратуры 5, в том числе скважинных навигационных и геофизических приборов. Состоит генератор из ротора и статора (на фиг. не показаны), выполненного с неподвижной осью 16, на торце которой размещен соединительный электрический разъем 17. На оси 16 выполнен паз с лысками 15. Устройство для крепления генератора к корпусу телеметрической системы выполнено в виде цанги 6, внутри которой размещена конусная разрезная втулка 7, зажатая внутренней гайкой 8, которая, в свою очередь, зафиксирована стопорной шайбой 9. Стопорная шайба 9 может разбиваться в пазы 10 торца цанги 6 (см. фиг. 2 и 3) и в шлицы 11 внутренней гайки 8 (см. фиг. 8 и 9). Цанга 6 установлена в корпусе 3 телеметрической системы, зафиксирована от проворота и осевого перемещения, выполнена с цилиндрической проточкой 19, предназначенной для центровки скважинного прибора 4 в корпусе забойной телеметрической системы (см. фиг. 2 и 3). Цанга 6 также содержит сквозной паз 18, и при затяжке внутренней гайки 8 конусная разрезная втулка 7 разжимает цангу 6 и фиксирует ее в корпусе 3 забойной телеметрической системы. Фиксация цанги от проворота и осевого перемещения может осуществляться посредством ключа 12 и внешней гайки 13, при этом внутри корпуса телеметрической системы выполнен продольный паз 21. Ключ (см. фиг. 6 и 7) выполнен в форме пластины, входящей в продольный паз 21 внутри корпуса 3 телеметрической системы и в сквозной паз 18 в цанге 6. Конусная втулка 7 (см. фиг. 4 и 5) установлена на оси 16 статора посредством уступов 14, внутренний профиль которых совпадает с внешним профилем паза с лысками 15 оси 16 статора, что исключает его осевое перемещение и проворот. Кроме того, конусная втулка 7 состоит из двух половинок, в каждой из которых выполнен несквозной паз (разрез) 20. Внутренняя гайка 8, показанная на фиг. 8 и 9, также выполняет функции съемника при демонтаже генератора, который осуществляется следующим образом. Для демонтажа генератора 1 отворачивают внутреннюю гайку 8. Цанга 6 разжимается. Внутренняя гайка 8 поднимается по резьбе и упирается в торец генератора 1, перемещая его и выталкивая из электрического соединительного разъема 17. Уступы 14 половинок конусной втулки 7 снимаются из паза с лысками 15, выполненного на оси 16. Таким образом, аккуратно разъединяется соединение генератора 1 с корпусом забойной телеметрической системы 3. При этом не повреждаются уплотнения оси генератора и соединительный электрический разъем 17. Ключ 12 не только фиксирует генератор 1 от проворота, но и предотвращает прохождение бурового раствора через сквозной паз 18 в цанге 6 (фиг. 2 и 3), что уменьшает ее абразивный износ. Применение изобретения позволило:1. Обеспечить монтаж генератора в забойной телеметрической системе и его фиксацию в окружном и осевом направлениях. 2. Упростить конструкцию соединения генератора с силовым корпусом забойного комплекса. 3. Ускорить и облегчить монтаж и демонтаж генератора. 4. При демонтаже обходиться без съемника. 5. Улучшить условия эксплуатации системы. 6. Предотвратить повреждение сопрягаемых с генератором деталей, в том числе соединительного электрического разъема. 7. Предотвратить поворот оси, на которой установлен разъем, за счет разжима цанги в корпусе забойной телеметрической системы и ключа, входящего в паз торца корпуса. 8. Центровать скважинный прибор в корпусе забойной телеметрической системы, что является важным условием для повышения точности измерения зенитного угла.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9