Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения

 

Союз Советскмк

Соцмалмстичесмнк

Реса ублнк оо771329 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 291277 (21) 2561128/22-03 с присоединением заявим М (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень З8

Дата опубликования описания 25. 10. 80 (51)М. Кл.з

E 21 B 47/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 622. .242(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.М.Ланда, Е.Н.Петрашек и В.В.Киз

Специальное конструкторское бюро Всесоюзного пром паленного объединения "Геотехника" Министерства геологии СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ СКВАЖИНЫ, В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для непрерывного измерения глубины скважины в процессе бурения.

Известно устройство для непрерывного измерения глубины скважины в процессе бурения, содержащее датчик перемещения бурильной колонны, установленный на кронштейне кранблока, цифровую схему измерения с цифровыми счетчиками, талевую оснастку с канатом, механизм для удержания бурильной колонны на устье скважины. При измерении глубины скважины сигналы, поступающие от датчика перемещения бурильной колонны в счетчик глубины скважины, проходят через приспособление, выполненное в виде гидравлического преобразователя давления с гидравлическим реле. Это реле не пропускает сигналы в моменты, соответствующие перемещению подъемного крюка независиМо от бурильной колонны (11 .

Таков устройство предназначено для непрерывного измерения глубины скважины в процессе бурения со свободной подачей. В этом устройстве гидравлический преобразователь давления установлен на мертвом конце каната, к которому подвешен подвижной блок с подъемным крюком. Гидравлический преобразователь включает гидравлическое реле тогда, когда подъемный крюк находится под нагруз. кой от веса бурильной колонны. При снятии нагрузки с подъемного крюка гидравлический преобразователь выключает гидравлическое реле. Прн

10 бурении с гидравлической подачей, когда бурильная колонна зажата в шпинделе станка и нагрузка на подьемном крюке отсутствует, гидравлическое реле выключается и сигналы

15 с датчика перемещения бурильной колонны не поступают в счетчик глубины скважины несмотря на то, что глубина скважины увели ивается. Таким образом это устройство не пригодно

29 для измерения глубины скважины при бурении с гидравлической подачей.

Известно устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения, включающее датчик перемеще25 ния бурильной колонны, блок исключения холостыхл перемещений буркльной колонны и схему регистрации (21 .

Недостатком указанного устройства является то, что при вращении ро Щ тора и одновременной подаче Гнстру771329 мента требуется вмешательство бурового мастера для включения счетчика, а при подъеме инструмента показания счетчика не сохраняются.

Целью данного изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что блок исключения холостых перемещений выполнен в виде конусного кольца с установленной над ним подвижной пластиной с коническим стержнем, вэаимбдействующим с бурильной колонной, и размещенного в полости конусного кольца микровыключателя, подключенного к схеме регистрации.

На фиг. 1 изображена схема устройства для непрерывного измерения глубины скважины в процессе бурения; на фиг. 2 — приспособление для исключения измерения в моменты, когда буриль ная колонна опирается на устье скважины, вид сверху; на Фиг. 3 — разрез

A-A на фиг. 2; на фиг: 4 — разрез

Б-Б на фиг. 2.

Устройство содержит буровую вышку

1, кронблок 2 с роликами 3, бурильную колонну 4, подъемный крюк 5, механизм б для удержания бурильной колонны на устье скважины, блок 7 исключения холостого хода бурильной колонны с микровыключателем 8, датчик 9 перемещения бурильной колонны, установленный на кронблоке 2. Схема измерения включает реверсивный счетчик 10, схемы совпадения 11 и 12, схему сравнения 13, схему отключения

14, счетчик глубины 15.

Блок 7 исключения холостого хода бурильной колонны содержит конусное кольцо. 16, в котором выполнена полост для размещения в ней кронштейна 17 с микровыключателем 8. Над конусным кольцом установлена подвижная пластина 18, к которой приварены один конический стержень 19 и четыре направляющие 20 с пазами под винты 21. В отверстиях конусного кольца 16 установлены пружины 22. Блок 7 устанавливается в механизме б для удержания бурильной колонны 4 на устье скважины, которая в процессе бурения прохо. дит через центральное отверстие конусного кольца 16.

Работает устройство следующим образом.

Перед началом бурения, когда бурильная колонна 4 висит на подъемном крюке 5, а нижний конец бурильной колонны установлен на устье скважины, счетчики 10 и 15 сбрасывают на нуль. В момент начала бурения бурильная колонна 4 начинает углублять. ся в скважину. В это время ролик 3 кронблока 2 начинает вращаться и передает свое вращение на датчик 9, который посылает сигнал через каждые 100 мм перемещения бурильной колонны 4. Эти сигналы через схему совпадения 11 поступают в реверсивный счетчик 10, и через схему совпадения

12 — на счетчик глубины 15. В обоих счетчиках накапливается число, соответствующее пройденной бурильной кочонной 4 глубине скважины. По мере углубления скважины требуется наращивать бурильную колонну 4. При наращивании очередной штанги бурильную колонну 4 ставят через специальную вилку на блок 7, находящийся в механизме б. Подвижная пластина

18 под действием веса бурильной колонны 4 через направлякщие 20 сжимает пружины 22 и сближается с конусным кольцом 16. При этом конический стержень 19 входит в отверстие

1$ конусного кольца 16 и нажимает на кнопку микровыключателя 8, который закрывает схему совпадения 11, и сигналы с датчика 9 не поступают в счетчики 10 и 15. Посг.:е этого несмот. щ ря на то, что подъемный крюк 5 перемещается вверх и вниз независимо от бурильной колонны 4, выполняя работы, связанные с подъемом штанг для наращивания бурильной колонны, сигналы с датчика 9 перемещений не поступают в счетчики .0 и 15. После того, как бурильную колонну 4 нарастили очередной штангой, подьемный крюк 5 снимает бурильную колонну 4 с блоком 7. Подвижная плас30 тина 18 выталкивается пружинами 22, а ее положение фиксируется четырьмя винтами 21, ограничивающими перемещение этой -пластины относительно конусного кольца 16. Конический

35 стержень 19 выходит из отверстия конусного кольца 16 вместе с пластиной 18 и освобождает кнопку микровыключателя 8, который открывает схему совпадения 11, и после нача4g ла бурения сигналы с датчика 9 перемещений начинают по"тупать в счетчики 10 и 15. Тогда, когда бурильную колонну 4 начинают поднимать из скважины для смены инструмента или для других целей, с датчика 9

4> перемещений поступает запрещающий сигнал на схему совпадения 12, которая закрывается и не пропускает сигналы в счетчик глубины 15.

$0 Однако в это время: сигналы о движении бурильной кслонны 4 в реверсивный счетчик 10 проходят, и последний начинает сч:итать в обратном направлении. В момент выхода из скважины нижнего конца бурильной колонны 4 реверсивный счетчик 10 пройдет через нулевое состояние. В этот момент с него поступает сигнал на схему отключения 14, с которой в свою очередь поступает запреща60 ющий сигнал на схему совпадения 12.

При этом сигналы с да.тчика 9 перемещений не поступают в счетчик глубины 15 несмотря на то, что подъемный крюк 5, свободный от бурильной ко65 понны 4, перемещаясь вверх и вниз, 771329 может выполнять различные работы.

После замены инструмента бурильную колонну 4 начинают опускать в скважину. При прохождении нижним концом бурильной колонны устья скважины реверсивный счетчик 10 опять проходит через нуль. С него опять поступает сигнал на схему отключения 14, которая посылает разрешающий сигнал на схему совпадения 12. Однако схема совпадения 12 остается закрытой до тех пор, пока в реверсивном счетчике 10 не наберется такое же число, как и в счетчике глубины 15. В этот момент схема сравнения 13 открывает схему совпадения 12, и сигналы с датчика 9 перемещений начинают поступать уже сразу в оба счетчика

10 и 15.

При бурении скважин в геологоразведочном бурении пользуются свободной и гидравлической подачами бурового инструмента.

Формула изобретения

Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения, включающее датчик перемещения бурильной колонны, блок исключения холо стых перемещений бурильной колонны и схему регистрации,. о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы, блок исключения холостых перемещений выполнен в виде конусного кольца с установленной над ним подвижной пластиной с коническим стержнем, взаимодействующим с 6y" рильной колонной, и размещенного в полости конусного кольца микровыклю15 чателя, подключенного к схеме регистрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3643504, ;ф кл. E 21 В 45/00, 1972.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 62570, кл. E 21 В 47/04, 1938.

771329

Фиг. 2

Фиг.4

Составитель И. Карбачинскач

Редактор Г. Мозжечков а Техред f{ . цабурк а Корректор М. Помо — гг—

Тираж 626

ВНИИПИ Государственного комитета ...ССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.

Подписное д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4