Устройство питания забойной телеметрической системы


 


Владельцы патента RU 2505673:

Общество с ограниченной ответственностью "Геопласт Телеком" (RU)

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано для питания навигационных и геофизических устройств, применяемых в процессе бурения. Технической задачей изобретения является повышение надежности устройства питания забойной телеметрической системы и упрощение его конструкции. Устройство питания забойной телеметрической системы содержит электрогенератор, забойный двигатель вращательного типа, низкоскоростной синхронный электрогенератор, ротор которого через вал посредством магнитной муфты кинематически соединен с валом забойного двигателя. При этом магнитная муфта выполнена в герметичном корпусе заодно с низкоскоростным синхронным электрогенератором. Низкоскоростной синхронный электрогенератор работает на частоте вращения вала забойного двигателя. 4 з.п.ф-лы, 1ил.

 

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано для питания навигационных и геофизических устройств, применяемых в процессе бурения.

Известен электрогенератор забойной телеметрической системы (RU 2265720, опубл. 10.12.2005), содержащий статор, внешний ротор с не менее чем двумя турбинами на нем, каждая из которых содержит наклонные лопатки, при этом лопатки всех турбин выполнены с разными углами подъема, причем у каждой последующей турбины угол подъема лопаток меньше, чем у предыдущей.

Однако известное устройство обладает низкой надежностью из-за возможности попадания в крыльчатку электрогенератора твердых частиц, содержащихся в буровом растворе, что может заблокировать вращение указанной крыльчатки или приведет к ее поломке.

Известен генератор-мультипликатор для питания забойной телеметрической системы (RU 2215139, опубл. 27.10.2003), содержащий установленные внутри вставки в колонну бурильных труб, генератор, кинематически соединенный с мультипликатором, который через муфту соединен со шпинделем забойного двигателя, при этом мультипликатор выполнен в виде планетарного редуктора, имеющего находящиеся в сцеплении фрикционные диски, и снабжен быстроходным и тихоходным валами, кроме того, генератор содержит статор с обмотками и ротор с магнитами, при этом ротор генератора кинематически соединен с быстроходным валом мультипликатора, тихоходный вал которого соединен со шпинделем забойного двигателя, в качестве которого используется турбобур или винтовой забойный двигатель, а в корпусе планетарного редуктора выполнены окна для прохождения бурового раствора, использующегося в качестве смазочной жидкости.

Однако известный генератор-мультипликатор отличается сложностью конструкции из-за использования мультипликатора как элемента, содержащего много движущих и трущихся частей. Кроме того, через кинематическую муфту на мультипликатор и электрогенератор воздействуют высокие вибрации и удары со стороны вала бурового двигателя, что может привести к поломке первых. Поломка мультипликатора или электрогенератора может привести к заклиниванию бурового двигателя, поскольку вал бурового двигателя жестко и кинематическим образом связан с валом электрогенератора, что сделает невозможным продолжение бурения по причине недостатков конструкции прототипа.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности устройства питания забойной телеметрической системы и упрощение его конструкции.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что устройство питания забойной телеметрической системы содержит электрогенератор, забойный двигатель вращательного типа, установленный с возможностью передачи вращательного движения ротору электрогенератора, при этом в качестве электрогенератора используют низкоскоростной синхронный электрогенератор, ротор которого через вал посредством магнитной муфты кинематически соединен с валом забойного двигателя, вместе с тем магнитная муфта выполнена в герметичном корпусе заодно с низкоскоростным синхронным электрогенератором. Низкоскоростной синхронный электрогенератор работает на частоте вращения вала забойного двигателя. При этом электрогенератор дополнительно выполняет функции датчика оборотов забойного двигателя. В качестве забойного двигателя вращательного типа используют турбобур или винтовой забойный двигатель.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство питания забойной телеметрической системы (фиг.) содержит вал 1 турбинного или винтового забойного двигателя, муфту 2, пальцы 3, гибкий вал 4, муфту 5, переходник 6, чулок 7, магнитную муфту 8, вал 9 низкоскоростного синхронного электрогенератора 17, ротор 10 низкоскоростного синхронного электрогенератора 17, статор 11 низкоскоростного синхронного электрогенератора 17, кабель 12, гайку 13, защитный кожух кабеля 14, разъем 15, ступицу 16, низкоскоростной синхронный электрогенератор 17.

Ротор 10 низкоскоростного синхронного электрогенератора 17 соединен через вал 9 электрогенератора 17 при помощи магнитной муфты 8 с валом 1 забойного двигателя непосредственно или через промежуточные элементы. В верхней части электрогенератора 17 выполнены стыковочный узел и электрический разъем 15 для соединения с забойной телеметрической системой (на чертеже не показана).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При бурении после подачи давления в скважину с поверхности по буровой трубе на забойный двигатель поступает буровой раствор. Поток бурового раствора создает крутящий момент на валу 1 забойного двигателя. Крутящий момент от вала 1 забойного двигателя в нижней его части через редукторы поступает на буры, за счет чего и происходит крошение породы и осуществляется процесс бурения. Одновременно за счет подключения к верхней части вала 1 забойного двигателя через соединительную магнитную муфту 8 он передает крутящий момент на вал 9 низкоскоростного синхронного электрогенератора 17, энергия от вращающегося вала передается непосредственно на ротор 10 электрогенератора 17, который вырабатывает электроэнергию для питания телеметрической системы. Таким образом, за счет замены стандартного электрогенератора на низкоскоростной синхронный электрогенератор 17 предлагаемое устройство обеспечивает генерацию эдс без использования мультипликатора, как это реализовано в известных устройствах. Низкоскоростной синхронный электрогенератор 17 работает на частоте вращения вала 1 забойного двигателя. Применение магнитной муфты 8 обеспечивает защиту конструкции низкоскоростного синхронного электрогенератора 17 от воздействия вибраций и ударов со стороны забойного двигателя и также от воздействия бурового раствора, а также магнитная муфта 8 защищает забойный двигатель от заклинивания, так как в случае поломки низкоскоростного синхронного электрогенератора 17 или его частей, при которых электрогенератор 17 заклинит, магнитная муфта 8 будет проскальзывать. В этом случае забойный двигатель продолжит свое вращение и бурение продолжится. Предлагаемое устройство обеспечивает:

- повышение надежности электрогенератора за счет исключения из конструкции мультипликатора;

- повышение надежности электрогенератора за счет замены жесткой или эластичной муфты на магнитную, обеспечивающую защиту электрогенератора от воздействия ударов и вибрации, возникающих на валу забойного двигателя;

- повышение надежности устройства за счет введения магнитной муфты, предотвращающей заклинивание забойного двигателя;

- герметичность конструкции.

Таким образом, предлагаемым техническим решением достигается упрощение конструкции и повышение надежности устройства питания забойной телеметрической системы за счет удаления из конструкции движущихся и трущихся частей и защиты его от воздействия вибраций и ударов.

1. Устройство питания забойной телеметрической системы, содержащее электрогенератор, забойный двигатель вращательного типа, установленный с возможностью передачи вращательного движения ротору электрогенератора, отличающееся тем, что в качестве электрогенератора используют низкоскоростной синхронный электрогенератор, ротор которого через вал посредством магнитной муфты кинематически соединен с валом забойного двигателя.

2. Устройство питания забойной телеметрической системы по п.1, отличающееся тем, что магнитная муфта выполнена в герметичном корпусе заодно с низкоскоростным синхронным электрогенератором.

3. Устройство питания забойной телеметрической системы по п.1, отличающееся тем, что низкоскоростной синхронный электрогенератор работает на частоте вращения вала забойного двигателя.

4. Устройство питания забойной телеметрической системы по п.1, отличающееся тем, что электрогенератор дополнительно выполняет функции датчика оборотов забойного двигателя.

5. Устройство питания забойной телеметрической системы по п.1, отличающееся тем, что в качестве забойного двигателя вращательного типа используют турбобур или винтовой забойный двигатель.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электроприводам и средствам индикации, и может быть использовано в качестве элемента передачи единицы информации растровых изображений больших форматов.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к синхронным электрическим машинам, и может быть использовано, например, на газотурбинных электростанциях с несколькими газовыми турбинами и соединенными с ними генераторами, которые выполнены в виде синхронных машин, используемых для пуска газовых турбин.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано, например, в электрогенераторах с высокой частотой вращения. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к бесконтактным синхронным электрическим машинам переменного тока с постоянными магнитами на роторе.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам переменного тока, предназначенным для использования в электроприводах с питанием от источников как регулируемого, так и нерегулируемого переменного тока, а также в генераторных установках в качестве источника переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей выполнения генераторов электрического тока. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при проектировании электрогенераторов и электродвигателей с высокой частотой вращения.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при проектировании электрогенераторов и электродвигателей с высокой частотой вращения.

Изобретение относится к отраслям электротехники, теплотехники, машиностроения, в которых осуществляется совместное производство электрической и тепловой энергии, в частности к бесконтактным электрическим синхронным генераторам.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, предназначенным для использования в качестве двигателей или генераторов. .
Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Техническим результатом является упрощение и повышение надежности способа управления работой скважинного прибора.

Предложенная группа изобретений относится к области передачи забойной информации из скважины на поверхность по электромагнитному каналу связи и может быть использована для каротажа в процессе эксплуатации скважины.

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и предназначено для обеспечения контакта электровводов с обсадной колонной в многоэлектродном скважинном зонде электрического каротажа через металлическую колонну.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при электрическом каротаже скважин. .

Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для передачи геофизической информации по электромагнитному или гидравлическому каналу связи. .

Изобретение относится к исследованию скважин, в частности к измерению параметров в зонах обработки добывающих скважин. .
Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к забойным телеметрическим системам. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для диагностики прискважинной зоны пластов. .

Группа изобретений относится к системам и способам для управления многочисленными скважинными инструментами. Многочисленные скважинные инструменты можно приводить в действие между рабочими положениями. Скважинные инструменты соединяют с множеством многоотводных модулей, при этом каждый многоотводный модуль обычно соединяют с одним или двумя скважинными инструментами. Линии управления соединяют с многоотводными модулями, а многоотводные модули обладают способностью управлять скважинными инструментами в большем количестве, чем количество линий управления. Каждый скважинный инструмент можно приводить в действие индивидуально, создавая подачи давления по одной или нескольким линиям управления. Техническим результатом является облегчение управления многочисленными скважинными инструментами. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 25 ил.
Наверх