Датчик системы телеуправления автономногоприбора

 

!

1 с

Союз Соеетскиа

Социалистическил республик

ОП.:И--С-А H И Е

ИЗОЬРЕтЕЧИЯ

240626

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 5а, 47/00

Заявлено 05.XI.1967 (№ 1194865/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 01,IV.1969. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 12.VIII.1969

1ЧПЕ, Е 21b

УДЕ, 550.839.622.241 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

И. I(. Саркисов

3 аявитель

Азербайджанский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки

ДАТЧИК СИСТЕМЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНОГО

ПРИБОРА

Известен датчик системы телеуправления автономного прибора для каротажа в процессе бурения, выполненный в виде турбогенератора, который реагирует на изменение расхода жидкости и формирует сигналы управления прибором.

Известны автономные управляемые приборы для каротажа скважин в процессе бурения, аппаратура которых по сигналам управления, посылаемым с поверхности, включается на измерение и регистрацию. Известны также способы привязки диаграммы к глубине скважины, при которых измерение и регистрация идут непрерывно, а сигналы, посылаемые с поверхности, отмечаются на диаграмме как марки глубины.

Один из способов телеуправления скважинным прибором состоит в том, что сигнал телеуправления формируется изменением расхода промывочной жидкости.

В одном из известных вариантов приема сигналов телеуправления в качестве датчика приемника сигналов телеуправления, представленных изменением расхода жидкости, используется автономный турбогенератор — источник питания аппаратуры скважинного прибора, т. е. изменение скорости вращения турбогенератора при изменении расхода жидкости формирует сигнал управления в виде измсиения напряжения, снимаемого с генератора.

В случае же житанпя автономного прибора от сухих элементов необходимо вводить в аппаратуру турбогенератор-датчик сигналов управления.

Такой датчик конструктивно сложен (турбина, генератор, уплотнение вала между турбиной и генератором и др.) и малонадежен.

10 На время спуска автономного прибора в буровой инструмент его аппаратуру отключают от источника питания, чтобы избежать бесполезного расхода энергии и диаграммной ленты. Для вк;почения аппаратуры в момент бу1 рения используют реле времени, настроенное на определенный момент. При таком способе включения время включения аппаратуры расходится, и иногда значительно, с временем бурения. При í-ращивании и подъеме инстру20 мента а.-паратура продолжает работать.

В предлагаемом датчике задающий элемент состоит из вертушки с осью, подвижно размещенной в скользящем подшипнике, и гофрированной мембраны, жестко и герметично соеди25 ненной с осью вертушки и корпусом датчика.

Исполнительный элемент состоит из гибкого контакта и двухобмоточного соленоида.

Этп особенности датчика обеспечивают включение аппаратуры автономного прибора

30 только при бурении скважины и выделение

240626

65 сигналов телеуправления независимо от глубины скважины. Наряду с этим упрощается конструкция датчика и повышается его надежность.

На оси вертушки, с целью повышения четкости срабатывания датчика, предусмотрен ограничитель вращения.

На чертеже изображена головка автономного скважинного прибора с датчиком приемника сигналов управления.

Между патрубком 1, находящимся в призабойной части колонны бурильных труб, и трубой 2 подвешивают автономный скважинный прибор.

Головка автономного прибора выполнена в варианте, при котором датчик монтирует я в ней. К головке же крепится шасси с аппаратурой автономного прибора, которая защищена от попадания раствора прочным корпусом

8 с уплотнением 4 (резиновое кольцо).

Головка скважинного прибора состоит из корпуса 5 и диска б для подвески прибора с отверстиями 7 для прохождения глинистого раствора.

В выточке в верхней части корпуса 5 расположен датчик, состоящий из вертушки (ротор турбины) 8 на оси 9, проходящей через мембрану 10, которая герметично припаяна к корпусу и к оси 9.

Г!ри использовании мембраны из резины места соединения ее с валом и корпусом уплотняются самим материалом мембраны.

Ось 9 из ферромагнитного материала проходит через металлическую втулку 11, опирающуюся на втулку 12 из изоляционного материала, которая сидит на дне выточки корпуса 5.

Обе втулки фиксируются распорным пружинным кольцом 18. Между втулкой 11 и выступом на оси 9 в зоне мембраны находится пружина 14, работающая на сжатие.

Нижний конец оси 9 расположен внутри двухобмоточного соленоида 15. На изоляционной втулке 12 укреплен контакт 1б. Провода от соленоида 15 и контакта 1б проходят через групповое сальниковое уплотнение, состоящее из стекловолокнистых пробок 17 и 18 и резиновой пробки 19.

В каждой пробке имеется отверстие под диаметр проводов, которые проходят в аппаратуре скважинного прибора. Пробки поджимаются гайкой 20 с отверстием по центру для прохождения проводов.

Такие групповые уплотнения в скважинных геофизических приборах допускают работу при больших давлениях.

Внутреннюю полость датчика заливают непроводящей и несжимаемой жидкостью через отверстия внутри оси с выходом в полость датчика через окна 21 и входом в верхнем торце оси, закрываемым после заливки уплотняемым винтом 22.

Возможен вариант исполнения датчика, при котором вторую мембрану устанавливают на боковой поверхности корпуса 5.

Принцип действия датчика сводится к следу ющему.

До прокачки раствора мембрана 10 находится в среднем нейтральном положении. Вес вертушки (ротора турбины) уравновешивает. я IlpyжиноЙ 14.

При прокачке бурового раствора ротор 8 турбины испытывает два усилия: осевое и касательное к окружности ротора. Первое усилие стремится опустить ось 9, а второе — повернуть ротор. Второму усилию препятствует жесткость мембраны, которая имеет гофры в виде концентрических кругов, т. е. мембрана способна работать на изгиб, но не на закручивание, Усилие, стремящееся опустить ось 9, после определенного смещения оси, определяемого расходом (скоростью) жидкости, уравновешивается силой сжатия пружины 14. При этом мембрана прогибается в средней части и выпучивается в части, прилегающей к корпусу.

Г1ри применении двух мембран первая только прогибается, а вторая — выгибается.

Пружину 14 рассчитывают так, что при минимально возможном для бурения расходе жидкости ось 9, коснувшись контакта 1б, включает прибор.

При больших расходах жидкости ось 9, опускается ниже и отгибает контакт 1б, не нарушив электрической связи с ним. Таким образом, при прокачке жидкости включается àïïàратура автономного прибора.

При изменении расхода жидкости ось 9 изменяет свое положение внутри соленоида 15, изменяя тем самым коэффициент взаимосвязи между его обмотками, и при этом генерируется импульс.

Приемное устройство реагирует не на абсолютное значение коэффициента взаимосвязи, а на отношение двух коэффициентов взаимосвязи, заданных в определенном промежутке времени. При закодированной последовательности изменения расхода жидкости с выхода соленоида снимается кодированная последовательность импульсов, которая, проходя через электронное избирательное устройство, в случае соответствия снятой последовательности импульсов заданной, включает аппаратуру автономного прибора на измерение и регистрацию или регистрирует метки глубины на диагр амме.

Предмет изобр ет ения

1. Датчик системы телеуправления автономного прибора для каротажа в процессе бурения, предназначенный для включения аппаратуры автономного прибора и выделения сигналов телеуправления, представленных изменением расхода жидкости, состоящий из корпуса, задающего и исполнительного элементов, отличающийся тем, что, с целью включения аппаратуры автономного прибсра только при бурении скважины, выделения сигналов телеуправления независимо от глубины скважины, 240626. Z2

77!

Я

Составитель Э. A. Терехова

Техред A. А. Камышникова Корректор Л. Г. Корогод

Редактор Б, Б. Федотов

Заказ 1852/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 упрощения конструкции датчика и повышения

era наде>кности, задающий элемент датчика состоит из вертушки с осью, подвижно размещенной в скользящем подшипнике, и гофрированной мембраны, жестко и герметично соединенной с осгпо вертушки и корпусом датчика, а исполнительный элемент состо1гг из гибкого контакта и двухобмоточного соленоида.

2. Датчик по п. 1, от,гичающийся тем, что с целью повышения четкости его срабатывания, на оси вертушки предусмотрен ограничитель вращения.

-8

-9

--7Î

-77

-2i

75