RU2333355C2 - Operation mode regulator for power supply generator of well telemetric system device - Google Patents
Operation mode regulator for power supply generator of well telemetric system device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333355C2 RU2333355C2 RU2006101016/03A RU2006101016A RU2333355C2 RU 2333355 C2 RU2333355 C2 RU 2333355C2 RU 2006101016/03 A RU2006101016/03 A RU 2006101016/03A RU 2006101016 A RU2006101016 A RU 2006101016A RU 2333355 C2 RU2333355 C2 RU 2333355C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- sub
- generator
- cross
- nut
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к наклонно-направленному бурению нефтяных и газовых скважин. Конкретно к генераторам питания скважинной аппаратуры, входящей в состав забойных телеметрических систем.The invention relates to directional drilling of oil and gas wells. Specifically to the power generators of the downhole equipment, which is part of the downhole telemetry systems.
Известно устройство регулировки режима работы генератора по патенту РФ 42265 "Способ и устройство регулировки режима работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы".A device for adjusting the operating mode of a generator according to RF patent 42265 "Method and device for adjusting the operating mode of a power generator for a downhole telemetry system device" is known.
Способ регулировки режима работы генератора, включающий генератор и скважинный прибор, установленный внутри электрического разделителя, и заключающийся в перепуске части бурового раствора, отличающийся тем, что часть бурового раствора перепускают из колонны труб в затрубное пространство. Причем часть бурового раствора может перепускаться после генератора или после телеметрической системы. Устройство для регулировки режима работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы содержит размещенный внутри защитного кожуха генератор, установленный за ним электрический разделитель, внутри которого смонтирована скважинная аппаратура и система перепуска бурового раствора, отличающееся тем, что система перепуска бурового раствора выполнена в виде отверстий за генератором или за скважинным прибором. Отверстия системы перепуска бурового раствора направлены под углом вверх. В отверстия установлены гидромониторные твердосплавные или керамические насадки. Гидромониторные насадки установлены расширяющейся частью в сторону затрубного пространства. Часть отверстий под гидромониторные насадки закрыта заглушками. Отверстия под гидромониторные насадки могут иметь различное проходное сечение. Гидромониторные насадки смещены по высоте относительно друг друга. Отверстия закрыты кольцом, выполненным с возможностью поворота, со сквозными отверстиями, расположенными напротив отверстий, предназначенных для перепуска. Недостатками устройства являются:A method of adjusting the operating mode of the generator, including the generator and the downhole tool installed inside the electric separator, which consists in bypassing part of the drilling fluid, characterized in that part of the drilling fluid is passed from the pipe string into the annulus. Moreover, part of the drilling fluid may be bypassed after the generator or after the telemetry system. The device for adjusting the operating mode of the power generator of the downhole tool of the telemetry system contains a generator located inside the protective casing, an electric separator installed behind it, inside which the downhole equipment and the mud transfer system are mounted, characterized in that the mud transfer system is made in the form of openings behind the generator or behind the downhole tool. The holes of the mud bypass system are angled upward. In the holes are installed hydromonitor carbide or ceramic nozzles. The hydraulic nozzles are installed with the expanding part in the direction of the annulus. Some of the holes for the hydraulic nozzles are closed with plugs. Holes for hydraulic nozzles may have a different flow area. The hydraulic nozzles are offset in height relative to each other. The holes are closed by a ring made with the possibility of rotation, with through holes located opposite the holes intended for bypass. The disadvantages of the device are:
1. Снижение прочности бурильной колонны в месте установки твердосплавных насадок.1. The decrease in the strength of the drill string in the place of installation of carbide tips.
2. Ступенчатая регулировка объема бурового раствора, перепускаемого из колонны труб в затрубное пространство, и, как следствие, ступенчатая регулировка частоты оборотов генератора.2. Stepwise adjustment of the volume of drilling fluid bypassed from the pipe string into the annulus, and, as a result, stepwise adjustment of the generator speed.
3. Повышенное или пониженное напряжение на выводах генератора, связанное с тем, что частота вращения его турбины отличается от номинальной.3. Increased or reduced voltage at the terminals of the generator, due to the fact that the speed of its turbine is different from the nominal.
4. Разрушение стенок скважины буровым раствором, перепущенным через отверстия в бурильной колонне.4. The destruction of the walls of the borehole by the drilling fluid, passed through the holes in the drill string.
Известны способ и устройство для регулировки режима работы генератора по патенту РФ 15585 (прототип). Устройство для регулировки режима работы генератора входит в состав забойной телеметрической системы. Забойная телеметрическая система содержит размещенный внутри кожуха генератор, устройство для его крепления, электрический разделитель и немагнитную вставку, внутри которой смонтирована скважинная аппаратура. Между кожухом генератора и генератором установлена цилиндрическая вставка, образующая перепускной канал, и заслонка. Способ заключается в отводе части бурового раствора через кольцевой перепускной канал. С помощью заслонки открывают либо закрывают перепускной канал. Недостатками устройства являются:A known method and device for adjusting the operating mode of the generator according to the patent of the Russian Federation 15585 (prototype). A device for adjusting the operating mode of the generator is part of the downhole telemetry system. The downhole telemetry system contains a generator located inside the casing, a device for its fastening, an electric splitter and a non-magnetic insert, inside of which the downhole equipment is mounted. A cylindrical insert forming a bypass channel and a shutter are installed between the generator casing and the generator. The method consists in diverting part of the drilling fluid through an annular bypass channel. Using the damper open or close the bypass channel. The disadvantages of the device are:
1. Грубая регулировка, ограничивающаяся положениями полностью закрыто или полностью открыто.1. Coarse adjustment limited to fully closed or fully open.
2. Отсутствие плавной предварительной регулировки скорости вращения турбины генератора для получения номинального напряжения на его выводах.2. The lack of smooth preliminary adjustment of the rotation speed of the generator turbine to obtain the rated voltage at its terminals.
Задачами изобретения являются: плавная предварительная регулировка скорости вращения турбины генератора для получения номинального напряжения на его выводах, повышение надежности корпусных деталей, входящих в состав колонны бурильных труб, а также перемещение и надежная фиксация лопаток направляющего аппарата относительно рабочих лопаток турбины.The objectives of the invention are: smooth preliminary adjustment of the rotation speed of the generator turbine to obtain the rated voltage at its terminals, increasing the reliability of the body parts included in the drill pipe string, as well as moving and securely fixing the blades of the guide vane relative to the turbine blades.
Решение указанных задач достигнуто за счет того, что регулировка режима работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы выполняется изменением взаимного положения лопаток направляющего аппарата и рабочих лопаток генератора. Устройство регулировки режима работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы содержит установленный над электрическим разделителем генератор, размещенный внутри защитного кожуха, с верхней стороны которого установлен переводник для крепления к колонне бурильных труб. Внутри переводника закреплена крестовина с окнами для прохождения бурового раствора, в центре которой зафиксирована штанга. На штанге установлен с возможностью осевого перемещения направляющий аппарат. Штанга выполнена со ступенчатой внутренней расточкой и резьбой, а направляющий аппарат крепится через продольные окна, выполненные в штанге, к подпружиненной втулке, осевое положение которой определяется регулирующим винтом, проходящим через центральное отверстие втулки и установленным на резьбе во внутренней расточке штанги. Головка винта выполнена с гранями, профиль которых повторяет углубление во втулке, обеспечивающей фиксацию винта. Наружная поверхность штанги выполнена ступенчатой, одна из ступеней предназначена для крепления в крестовине, а другая служит для ограничения перемещения по штанге направляющего аппарата. На штанге установлена шпонка, входящая в паз, выполненный в отверстии крестовины. Штанга зафиксирована от осевого перемещения в крестовине гайкой крестовины. Между крестовиной и гайкой крестовины установлена шайба, разогнутая в шлицы, выполненные на гайке крестовины, и в пазы, выполненные на торце крестовины. На наружном кольце крестовины выполнены выступы, входящие в пазы, выполненные внутри переводника. В переводнике крестовина крепится гайкой переводника, зафиксированной от поворота стопорной шайбой, разогнутой в шлицы гайки переводника и в пазы, выполненные на торце переводника. Внутренняя поверхность отверстия направляющего аппарата выполнена с выступом, который входит при максимальном перемещении в зацепление с кольцевой поверхностью, образованной ступенчатым переходом штанги с одного диаметра на другой. Направляющий аппарат выполнен в виде турбины с противоположным углом подъема лопаток.The solution to these problems was achieved due to the fact that the adjustment of the operating mode of the power generator of the downhole tool of the telemetry system is performed by changing the relative position of the blades of the guide apparatus and the working blades of the generator. The device for adjusting the operating mode of the power generator of the downhole tool of the telemetry system contains a generator mounted above the electric separator, located inside the protective casing, on the upper side of which there is an adapter for fastening to the drill pipe string. A cross with windows for drilling fluid passage is fixed inside the sub, in the center of which a rod is fixed. A guide apparatus is mounted with a possibility of axial movement on the rod. The rod is made with a stepped internal bore and thread, and the guide apparatus is attached through longitudinal windows made in the rod to a spring-loaded sleeve, the axial position of which is determined by the adjusting screw passing through the central hole of the sleeve and mounted on the thread in the internal bore of the rod. The screw head is made with faces, the profile of which repeats the recess in the sleeve, ensuring the fixation of the screw. The outer surface of the rod is made stepped, one of the steps is designed for fastening in the cross, and the other serves to limit movement along the rod of the guide apparatus. A dowel is installed on the rod, which enters the groove made in the hole of the crosspiece. The rod is fixed from axial movement in the cross by the cross nut. Between the cross and the cross nut, a washer is installed, unbent into the slots made on the cross nut and in the grooves made on the end of the cross. On the outer ring of the cross is made of ledges included in the grooves made inside the sub. In the sub, the cross is fastened with a sub nut fixed from rotation by a lock washer, unbent into the slots of the sub nut and into the grooves made at the end of the sub. The inner surface of the hole of the guide apparatus is made with a protrusion, which, when displaced to the maximum extent, engages with an annular surface formed by a stepped transition of the rod from one diameter to another. The guide apparatus is made in the form of a turbine with the opposite angle of the blades.
Предложенное техническое решение обладает новизной, промышленной применимостью и изобретательским уровнем, что подтверждается патентными исследованиями и тем, что оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.The proposed technical solution has novelty, industrial applicability and inventive step, which is confirmed by patent research and the fact that it does not explicitly follow from the prior art for a specialist.
Сущность изобретения поясняется на чертежах.The invention is illustrated in the drawings.
На фиг.1 приведен генератор с минимальным расстоянием «L» между рабочими лопатками генератора и лопатками направляющего аппарата.Figure 1 shows the generator with a minimum distance "L" between the working blades of the generator and the blades of the guide apparatus.
На фиг.2 приведен генератор с максимальным расстоянием «L» между рабочими лопатками генератора и лопатками направляющего аппарата.Figure 2 shows the generator with a maximum distance "L" between the working blades of the generator and the blades of the guide apparatus.
На фиг.3 приведены отдельные детали устройства регулировки режима работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы.Figure 3 shows the individual details of the device for adjusting the operating mode of the power generator of the downhole tool of the telemetry system.
На фиг.4 приведены отдельные детали устройства регулировки режима работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы, вид под другим углом.Figure 4 shows the individual details of the device for adjusting the operation mode of the power generator of the downhole tool of the telemetry system, a view from a different angle.
Пример реализации способа. Направляющий аппарат создает предварительное направление буровому раствору. Например, в конструкции турбобура после прохождения через лопатки направляющего аппарата буровой раствор изменяет направление и попадает на рабочие лопатки под оптимальным углом. При изменении расстояния между лопатками направляющего аппарата и рабочими лопатками генератора изменяется угол, под которым буровой раствор воздействует на рабочую лопатку, и меняется эффективность этого воздействия, а следовательно, частота оборотов и напряжение на выводах генератора. Регулировка режима работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы выполняется изменением взаимного положения лопаток направляющего аппарата и рабочих лопаток генератора.An example implementation of the method. The guide vane creates a preliminary direction to the drilling fluid. For example, in the design of a turbodrill, after passing through the blades of the guide vane, the drilling fluid changes direction and falls on the working blades at an optimal angle. When the distance between the vanes of the guide vane and the working blades of the generator changes, the angle at which the drilling fluid acts on the working blade changes, and the effectiveness of this effect, and therefore the speed and voltage at the generator terminals, changes. The adjustment of the operating mode of the power generator of the downhole tool of the telemetric system is performed by changing the relative position of the blades of the guide apparatus and the working blades of the generator.
Устройство регулировки режима работы генератора питания скважинного прибора телеметрической системы, фиг.1, содержит установленный над электрическим разделителем (не показан) генератор 1 с турбиной 2, размещенный внутри кожуха 3, с верхней стороны которого установлен переводник 4 для крепления к колонне бурильных труб. Внутри переводника 4 закреплена крестовина 5 с окнами для прохождения бурового раствора, в центре которой зафиксирована штанга 6. На штанге 6 установлен с возможностью осевого перемещения направляющий аппарат 7. Штанга 6 выполнена со ступенчатой внутренней расточкой и резьбой, а направляющий аппарат 7 крепится через продольные окна 8, выполненные в штанге, к подпружиненной пружиной 9 втулке 10 винтами 11. Осевое положение втулки 10 определяется регулирующим винтом 12, проходящим через центральное отверстие втулки 10 и установленным на резьбе во внутренней расточке штанги 6. Головка регулирующего винта 12 выполнена с гранями, профиль которых повторяет углубление 13 во втулке 10, обеспечивающей фиксацию регулирующего винта 12. Наружная поверхность штанги 6 выполнена ступенчатой, одна из ступеней предназначена для крепления в крестовине 5, а другая служит для ограничения перемещения по штанге 6 направляющего аппарата 7. На штанге установлена шпонка 14, входящая в паз, выполненный в отверстии крестовины 5. Штанга 6 зафиксирована от осевого перемещения в крестовине 5 гайкой крестовины 15. Между крестовиной 5 и гайкой крестовины 15 установлена шайба 16, разогнутая в шлицы, выполненные на гайке крестовины 15, и в пазы, выполненные на торце крестовины 5. На наружном кольце крестовины 5 выполнены выступы 17, входящие в пазы 18, выполненные внутри переводника 4. В переводнике 4 крестовина 5 крепится гайкой переводника 19, зафиксированной от поворота стопорной шайбой 20, разогнутой в шлицы гайки переводника 19 и в пазы, выполненные на торце переводника 4. Внутренняя поверхность отверстия направляющего аппарата выполнена с кольцевым выступом 21, который входит при максимальном перемещении в зацепление с кольцевой поверхностью 22, образованной ступенчатым переходом штанги 6 с одного диаметра на другой. Направляющий аппарат 7 выполнен в виде турбины с противоположным углом подъема лопаток.The device for adjusting the operating mode of the power generator of the downhole tool of the telemetric system, Fig. 1, contains a
Устройство работает следующим образом. На поверхности определяют характеристику устройства: частоту оборотов в зависимости от производительности бурового раствора и положения направляющего аппарата.The device operates as follows. On the surface, the characteristic of the device is determined: the speed of rotation depending on the performance of the drilling fluid and the position of the guide apparatus.
Так как на буровых используются буровые насосы с различной производительностью, причем режимы промывки скважины для различных забойных двигателей также отличаются, на буровой перед спуском генератора в составе скважинного прибора телеметрической системы в скважину, зная производительность буровых насосов и характеристику устройства, полученную после испытания устройства на поверхности, необходимо выставить зазор «L». Зазор «L» в направляющем аппарате устанавливают такой, чтобы число оборотов турбины обеспечило номинальное напряжение на выводах генератора. Предварительную настройку выполняют в следующей последовательности. Торцевым ключом отжимают втулку 10, головка регулирующего винта 12 выходит из углубления 13. Вращая регулирующий винт 12, перемещают втулку 10, которая за винты 11 сдвигает направляющий аппарат 7 в новое положение. После того как осевое усилие на торцевом ключе ослабевает, головка регулировочного винта защелкивается в углублении 13, что предотвращает самопроизвольное изменение положения лопаток направляющего аппарата относительно рабочих лопаток турбины.Since drilling pumps with different capacities are used at the drilling rigs, and the well washing regimes for different downhole motors also differ, at the drilling rig before the generator in the telemetry system’s downhole device is lowered into the well, knowing the performance of the mud pumps and the device characteristics obtained after testing the device on the surface , it is necessary to set the gap "L". The gap "L" in the guide apparatus is set so that the speed of the turbine provides the rated voltage at the terminals of the generator. Presetting is performed in the following sequence. The
Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:
1. Обеспечить плавную регулировку частоты оборотов турбины и напряжения на выводах генератора.1. Ensure smooth adjustment of the turbine speed and voltage at the generator terminals.
2. Обеспечить номинальное напряжение на выводах генератора.2. Provide the rated voltage at the generator terminals.
3. Обеспечить перемещение и надежную фиксацию лопаток направляющего аппарата относительно рабочих лопаток турбины.3. To ensure the movement and reliable fixation of the blades of the guide vane relative to the working blades of the turbine.
4. Повысить надежность корпусных деталей, входящих в состав колонны бурильных труб.4. To increase the reliability of the body parts that make up the drill pipe string.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006101016/03A RU2333355C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Operation mode regulator for power supply generator of well telemetric system device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006101016/03A RU2333355C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Operation mode regulator for power supply generator of well telemetric system device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006101016A RU2006101016A (en) | 2007-07-27 |
RU2333355C2 true RU2333355C2 (en) | 2008-09-10 |
Family
ID=38431418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006101016/03A RU2333355C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | Operation mode regulator for power supply generator of well telemetric system device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2333355C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU229208U1 (en) * | 2023-04-24 | 2024-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС" | TURBOGENERATOR FOR POWERING WELL EQUIPMENT |
-
2006
- 2006-01-10 RU RU2006101016/03A patent/RU2333355C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТРУДЫ ВИГМ. ВЫПУСК XIX. ИССЛЕДОВАНИЯ И РАСЧЕТЫ ГИДРОТУРБИН И РЕГУЛЯТОРОВ. - М.: МАШГИЗ, 1956, с.34, 35, с.20, 21. КОВАЛЕВ Н.Н. Гидротурбины. КОНСТРУКЦИИ И ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ГНТИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. - М.-Л., 1961, с.5, с.24, с.184, 185, с.563-566, с.573-575. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU229208U1 (en) * | 2023-04-24 | 2024-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС" | TURBOGENERATOR FOR POWERING WELL EQUIPMENT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006101016A (en) | 2007-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111148885B (en) | Downhole oscillation device | |
RU2607003C1 (en) | Bottom-hole pulses generating device | |
EP1430199B1 (en) | An inverted motor for drilling | |
US7325630B2 (en) | Hole opener | |
RU2626096C1 (en) | Vibration damper | |
RU2663985C2 (en) | Improved method and device for making lateral opening out of wellbore | |
US10865612B2 (en) | Downhole pulsation system and method | |
US11753901B2 (en) | Fluid pulse generation in subterranean wells | |
US2750154A (en) | Drilling tool | |
NO20171847A1 (en) | Systems And Methods for Controlling Mud Flow Across A Down-Hole Power Generation Device | |
US10934806B2 (en) | Actuation system controlled using rotational speed | |
RU2333355C2 (en) | Operation mode regulator for power supply generator of well telemetric system device | |
CN113767208B (en) | Wear resistant vibration assembly and method | |
US20200157897A1 (en) | Bypass tool for fluid flow regulation | |
RU2324814C2 (en) | Method and control of operating mode of telemetering system power generator | |
RU2127794C1 (en) | Centralizer | |
US11851991B2 (en) | Downhole concentric friction reduction system | |
US20240117696A1 (en) | Extended reach tool for a bottom hole assembly | |
CN114482862B (en) | Multidimensional vibration hydraulic oscillator | |
US20240141750A1 (en) | Electrically activated downhole valve for drilling applications | |
US20230011364A1 (en) | Mud Motor Bearing Assembly for use with a Drilling System | |
GB2540391A (en) | Downhole apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120829 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130111 |