Забойный датчик осевой нагрузкина долото

 

(i i) 794! 77

ОП И САН И Е

ИЗО6РЕ ГEHN$I

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.03.78 (21) 2594966/22-03 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

Е 21В 19/08 (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (53) УДК 622.241 (088.8) па делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. Н. Ковшов, М. Ф. Зарипов, Л. Х. Зайнутдинова и В. М. Миловидов

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе и ордена Ленина производственное объединение «Башнефть» (71) Заявители (54) ЗАБОЙНЪ|Й ДАТЧИК ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ

НА ДОЛОТО

ГосУдаРственный комитет (23) Приоригег

Изобретение относится к области автоматического контроля процесса бурения, и может быть использовано для непрерывно.го контроля осевой нагрузки на долото в .забое скважины. 5

Известен забойный регистратор на долото, содержащий корпус, установленный на опорах в бурильной трубе, передающий элемент, часовой механизм, барабан, перописец и диаграммную ленту, причем передаю- 10 щий элемент выполнен в виде гайки с болтом, связанной через шток с трехплечим рычагом, соединенным с пером самописца, а диаграммная лента своим верхним концом закреплена в замке, который снабжен 15 тросиком, намотанным на барабан (1).

Ввиду сложности конструкции она обладает низкой надежностью.

Известен также забойный датчик осевой нагрузки на долото, содержащий кольцевой 20 упругий элемент, размещенный внутри кольцевого корпуса (2).

Известный забойный датчик в случае аварийной ситуации, например при «прихвате» не достаточно надежен, поскольку 25 упругие элементы испытывают значительные растягивающие напряжения, кроме того имеет невысокую точность.

Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства. 30

Указанная цель достигается тем, что забойный датчик снабжен кольцевым центратором, плунжером с наружными шлицами и опорой с наружной резьбой, а корпус выполнен с внутренним кольцевым выступом в нижней части и с шлицами в средней для взаимодействия со шлицами плунжера и резьбой в верхней части под резьбу опоры, при этом чувствительный элемент установлен между центратором и корпусом.

На чертеже показан датчик.

Упругий чувствительный элемент 1, например, магнитоупругий, установлен в корпусе 2, выполненном в верхней части с внутренней резьбой 3 и в нижней части — с кольцевым выступом 4 на торце. Магнитоупругий чувствительный элемент 1 выполнен в виде монолитного кольца с радиальными отверстиями, в которые укладываются обмотки (на чертеже не показаны).

Чувствительный элемент 1 поджат к корпусу 2 через центратор 5 и плунжер 6, с помощью опоры 7, положение которой зафиксировано контргайкой 8, Плунжер 6 надет на центратор 5. Последний выполнен с наружным кольцевым двусторонним выступом. Плунжер 6 и корпус 2 выполнены со шлицами 9.

Опора 7 свободно надета на плунжер 6 с упором в его шлицы и снабжена наружной

7f4177

Составитель И. Карбачинская

Редактор В. Большакова Техред Л. Куклина Корректор О. Тюрина

Заказ 202/13 Изд. № 144 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

3 резьбой, входящей в зацепление с внутренней резьбой 3 корпуса.

Резьбовое и шлицевое соединение, корпус 2, плунжер 6 и опора 7 рассчитаны на передачу нагрузок, значительно превышающих номинальную нагрузку чувствительного элемента 1. Зто обеспечивает высокую надежность устройства без снижения его чувствительности.

Датчик снабжен на концах присоединительными резьбами 10, на которые навинчиваются переводники для соединения устройства с бурильной колонной.

Соединения между элементами уплотняются при помощи резиновых колец 11.

Соединительные провода от магнитоупругого чувствительного элемента 1 выведены через канал, выполненный в центраторе 5 (на чертеже не показан) и подсоединены к контейнеру с телеметрической аппаратурой.

Устройство работает следующим образом.

Настройка датчика осуществляется ввинчиванием опоры 7 в корпус 2 до появления выходного сигнала на обмотках магнитоупругого элемента 1. После этого положение опоры 7 фиксируется контргайкой 8.

После спуска датчика на забой скважины и при создании осевой нагрузки на долото колонной бурильных труб, усилие сжатия передается через плунжер 6, центратор 5 и кольцевой выступ 4 на торце корпуса 2 на магнитоупругий чувствительный элемент 1.

При этом резьбовое соединение 3 не нагружено.

Приложение усилия к магнитоупругому чувствительному элементу 1 вызывает пропорциональное изменение его магнитной проницаемости, которое фиксируется с помощью обмоток, уложенных в его отверстия и подключенных к контейнеру с телеметрической аппаратурой. При прихвате бурового инструмента во время подъемных операций возникает значительное растягивающее усилие, которое передается через плунжер 6, резьбовое соединение 3 и корпус 2, минуя упругий чувствительный элемент 1, что повышает надежность работы датчика и точность измерений.

Уменьшение погрешности обусловлено тем, что действие крутящего момента и воздействие давления промывочной жидкости на упругий элемент исключено. Кроме того, благодаря приложению нагрузки к чувствительному элементу через промежуточные элементы, частично устранено влияние изгибающих усилий.

4

Формула изобретения

Забойный датчик осевой нагрузки на долото, содержащий кольцевой упругий чувствительный элемент, размещенный внутри кольцевого корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы датчика, он снабжен кольцевым центратором, плунжером с наружными шлицами и опорой с наружной резьбой, а корпус выполнен с внутренним кольцевым выступом в нижней части, с шлицами в средней для взаимодействия со шлицами плунжера и резьбой в верхней части под резьбу опоры, при этом чувствительный элемент установлен между центратором и корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 306254, кл. Е 21В 47/12, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 282215, кл. Е 21В 19/08, 1969.