RU16523U1 - Забойная телеметрическая система с гидравлическим каналом связи - Google Patents

Abstract

1. Забойная телеметрическая система с гидравлическим каналом связи, содержащая корпус скважинного прибора с диафрагмой, перекрывающей проходное сечение колонны бурильных труб, рабочий клапан, имеющий сквозное отверстие и состоящий из штока, клапана и поршня, выполненных совместно, и управляющий клапан, отличающаяся тем, что шток выполнен выше клапана и выполняет роль дополнительного поршня, а поршень ниже него, причем рабочий клапан установлен между входным и выходным окнами, управляющий клапан выполнен с отверстием и уплотнен относительно корпуса скважинного прибора, а между управляющим клапаном и его седлом выполнено окно сброса давления.2. Забойная телеметрическая система по п.1, отличающаяся тем, что рабочий клапан сцентрирован в корпусе скважинного прибора с помощью штока и поршня.3. Забойная телеметрическая система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что управляющий клапан содержит возвратную пружину.4. Забойная телеметрическая система по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что привод управляющего клапана с возвратной пружиной установлены в отдельной полости.

Description

ЗАБОЙНАЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ

КАНАЛОМ СВЯЗИ

Полезная модель относится к геофизическим исследованиям и предназначена для контроля забойных параметров в процессе бурения.

Известна телеметрическая система для передачи информации с забоя но гидравлическому каналу связи но А.С. СССР № 471 429, МПК Е 21 В 47/12, содержащая корпус, электрический генератор, датчики и приемники забойных параметров, а также расноложенный в конфузорно-диффузорном канаяе корнуса герметичный сосуд с жидкостью, вьнтолненным в виде двух усеченных конусов, соединенных между собой сильфоном с жесткой перегородкой, которая делит сосуд на две части, в каждой из которых расположены электроды, соединенные через блок унравления с датчиками забойных нараметров.

Недостатками устройства являются его низкая надежность и большое потребление энергии для питапия разрядпого контура и низкая скорость передачи информации с забоя скважины, вызванная высокой инерцио1шостью системы.

Известна телеметрическая система по А.С.СССР № 286891, МПК Е21 В 47/12 (прототип), которая содержит рабочий клапан, управляющий клапан, связанный с преобразователем информации, цилиндр с поршнем, связанный с рабочим кдапапом, полость высокого и низкого давления, сообщенные между собой через калиброванные каналы, донолнительную камеру с каналами, перекрывающимися зттравляющим клапаном.

Недостатками этой телеметрической системы являются:

МТЖЕ21 В 47/12

высокие энергозатраты тта привод управляющего клапана, вызванные отсутствием разгрз ки от осевых усилий, которые возникают при перекрытрш проточного отверстия под рабочим клапаном,

инерционность системы, обусловленная задержкой срабатывания управляющего и рабочего клапанов, вызванная перепадом давления перед и после управляющего клапана,

большие диаметральные габариты, препятствзтощие применению устройства для бурения скважин малого диаметра,

высокое гидравлическое сопротивление вызванное налргшем трех диафрагм с отверстиями, снижающее эффективность работы забойтюго двигателя и генератора питания телеметрической системы.

Задачами создания полезной модели являются снижение гидравлического сопротивления, уменьпхение мощности привода телеметрической системы, повьппение быстродействия управляющего и рабочего клапанов.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что в телеметрической системе, использующей для передачи информации положительные импульсы давления промывочной жидкости, содержащей, корпус скважинного нрибора с диафрагмой, перекрывающей проходное сечение колонны бурильных труб, рабочий клапан, имеющий сквозное отверстие и состоящий из штока, клапана и поршня, выполненных совместно и управляющий клапаны. Клапан выполнен между поршнем и штоком, причем шток находится в его верхней части и выполняет роль дополнительного поршня. Рабочий клапан установлен между входным и выходньтм окнами. Управляющий клапап выполнен с отверстием и уплотнен относительно корпуса сквджигшого прибора. Между седлом унравляющего клапана и управляющим клапаном выполнено окпо сброса давления. Рабочий клапан сцентрирован с помощью штока и поршня. Управляющий клапан

содержит возвратную пружину. Привод управляющего клапана с возвратной пружиной установлены в отдельной полости.

Предложенное техническое решение обладает критериями полезной модели: новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем. Повизна подтверждается проведенньши патентными исследованиями.

Суш,ность полезной модели поясняется на чертеже (фиг. 1), где изображена телеметрическая система.

Телеметрическая система содержит, установленньге в колонне бурильных труб 1 корпус скважинного прибора 2 с диафрагмой 3. В корпусе скважинного прибора 2 выполнены входные и выходтгые окна для прохождения бурового раствора «А и «Б и окно сброса давления «В. Все детали устройства установлены в корпусе скважинного прибора 2. Система содержит рабочий клапан 4, состоящий из клапана 5, поршня 6 и штока 7, выполненных совместно и имеющих сквозное отверстие «Г. При этом в отличие от прототипа, шток 7 выполняющий роль дополнительного поршня и расположен вьшхе клапана 5, а поршень 6 ниже него. Седло рабочего клапана 8 выполнено в корпусе скважипного прибора 2 между окнами «А и «Б Под поршнем 6 рабочего клапана 4 образуется полость камеры «Д, соединенная отверстием «Е с полостью «Ж. Пижний выход отверстия «Е образует седло управляющего клапана 9, под которым расположен управляющий клапан 10. Концентрично управляющему клапану 10 установлен привод 11. Привод 11 может быть выполнен, например, в виде соленоида. Между приводом 11 и упорным буртом 12 управляющего клапана 10 установлена возвратная пружина 13. Управляющий клапан 10 фиксируется в крайних положениях етонорньм кольцом 14 и упорным буртом 12. В управляющем клапане 10 вьшолнено отверстие «И, предназначенное для выравнивания давления перед и после управляющего клапана 10 для

уменьшения n;i привод 11. В прототипе аналогичное отверетие оте тствует. Управлягондий клапан К) и привод 1 I рачхтегцсны к дополпительгюй полости «К ниже рабочего клапана 4. Рабочий клапан 4, диафрагма 3 и тгравляющий клапан 10 ynjioTHenbi кольцами 17.

Под отдельной полостью «К установлена и (мернтельная аппаратура 15 и источник питания 16.

Принцип действия устройства основан на изменении проходного сечения нромывочной жидкости в результате которого создается волна давления, несутцая информацию об измеренных нараметрах. Импульс давления региетрируетея в нагнетательной лигши насосов и обрабатывается ггаземной аппаратурой.

Устройство работает следуюпщм образом. Промывочная жидкость проходит через отверстия диафрагмы 3 и копнус скважинного прибора 2. Па диафрагме 3 создается перепад давления, причем давление Р1 над диафрагмой 3 вьппе /тавления Р2 под ней.

От измерительной аппаратуры 15 fra привод 11 подается элeктp iчecкий сигнал. Управляющий клапан 10 сжимает возвратную пружину 13, движетея вверх и перекрывает седло управляющего клапана 9. В результате чего давление в полости «Д гювынтается до давления Р1 над диафрагмой 3. За счет разности нлощадей штока 7 и поргпня 6 рабочего кланана 4 происходит его движение вверх при котором перекрывается седло 8 и

1iм

прекрапщется прохождение бурового раствора между окнами «А и «Б. В результате чего еоздается волна давления.

При отс тствии сигнала пр}окина 13 возвращает управляющий клапан 10 в исходное положение. Управляющий клапан 10, двигаясь вниз, открывает отверстие «Е, что приводит к выравниванию давления через окна сброса давления «В, отверстие «Е в полостях «Д и «Ж. Причем давление под рабочим поршнем становится равным Р2, котор возвр

Авторы

/ 09.2000г.

,,/ Григашкин Г. А.

,.( .х хххХВарламов С. Е.

f V. Э9, ое значительно меньше, чем Р1. За ечет разницы давлений появляется сила, ащающая рабочий кланан 4 в крайне нижнее положение. Применение полезной модели позволило: 1.Уменьшить гидравлическое сопротвление прохождению промьточной жидкости внутри колонны бурильных труб за счет отказа от лишних диафрагм и постоянного диаметра корпуса скважинньтх приборов по всей длине. 2.Улучшить условия работы забойного двигателя, использующего энергию бурового насоса, и генератора питания телесистемы 3.Уменьшить расход энергии, потребляемый прргводом. 4.Увеличить надежность системы. 5.Уменьшить запаздьгеание срп-нала и инерционность системы. 6.Вьшо.1шить компоновку всех узлов устройства модульной. 7.Уменьшить диаметральные габариты устройства. 8.Улучшить компоновку привода. 9.Разгрузить управляющий клапан от осевьк сил.

Claims (4)

1. Забойная телеметрическая система с гидравлическим каналом связи, содержащая корпус скважинного прибора с диафрагмой, перекрывающей проходное сечение колонны бурильных труб, рабочий клапан, имеющий сквозное отверстие и состоящий из штока, клапана и поршня, выполненных совместно, и управляющий клапан, отличающаяся тем, что шток выполнен выше клапана и выполняет роль дополнительного поршня, а поршень ниже него, причем рабочий клапан установлен между входным и выходным окнами, управляющий клапан выполнен с отверстием и уплотнен относительно корпуса скважинного прибора, а между управляющим клапаном и его седлом выполнено окно сброса давления.

2. Забойная телеметрическая система по п.1, отличающаяся тем, что рабочий клапан сцентрирован в корпусе скважинного прибора с помощью штока и поршня.

3. Забойная телеметрическая система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что управляющий клапан содержит возвратную пружину.

4. Забойная телеметрическая система по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что привод управляющего клапана с возвратной пружиной установлены в отдельной полости.