RU2578678C2 - Защитное устройство - Google Patents

Защитное устройство Download PDF

Info

Publication number
RU2578678C2
RU2578678C2 RU2013102965/07A RU2013102965A RU2578678C2 RU 2578678 C2 RU2578678 C2 RU 2578678C2 RU 2013102965/07 A RU2013102965/07 A RU 2013102965/07A RU 2013102965 A RU2013102965 A RU 2013102965A RU 2578678 C2 RU2578678 C2 RU 2578678C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
conductors
protective device
downhole
transmit
contact
Prior art date
Application number
RU2013102965/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013102965A (ru
Inventor
Йерген ХАЛЛУНБЕК
Original Assignee
Веллтек А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Веллтек А/С filed Critical Веллтек А/С
Publication of RU2013102965A publication Critical patent/RU2013102965A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2578678C2 publication Critical patent/RU2578678C2/ru

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0021—Safety devices, e.g. for preventing small objects from falling into the borehole
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11—Perforators; Permeators
    • E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
    • E21B43/1185—Ignition systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/16—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting by rolling; by wrapping; Roller or ball contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/02—Details
    • H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H19/14—Operating parts, e.g. turn knob
    • H01H19/18—Operating parts, e.g. turn knob adapted for actuation at a limit or other predetermined position in the path of a body, the relative movement of switch and body being primarily for a purpose other than the actuation of the switch, e.g. door switch, limit switch, floor-levelling switch of a lift
    • H01H19/186—Operating parts, e.g. turn knob adapted for actuation at a limit or other predetermined position in the path of a body, the relative movement of switch and body being primarily for a purpose other than the actuation of the switch, e.g. door switch, limit switch, floor-levelling switch of a lift with travelling nuts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J4/00—Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as ac or dc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/64—Devices for uninterrupted current collection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)

Abstract

Изобретение относится к скважинному защитному устройству (1) для скважинного инструмента (2), которое регулирует подачу электроэнергии от приводного устройства к электрическому компоненту, размещенному в инструменте (2). Устройство (1) содержит первый элемент (3), содержащий группу проводников (4), второй элемент (6), содержащий группу проводников (7), и движущее устройство (31) для перемещения первого элемента (3) относительно второго элемента (6). Проводники первого элемента (3) представляют собой первые проводники (8) и вторые проводники (9). По меньшей мере два из первых проводников (8) имеют большую площадь поверхности, чем вторые проводники (9), так что первые проводники (8) передают большее количество электроэнергии к проводникам второго элемента (6), чем вторые проводники (9). Технический результат - создание защитного устройства для скважинного инструмента, которое препятствует выполнению непреднамеренных операций при возникновении поломки в инструменте. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к скважинному защитному устройству для скважинного инструмента, регулирующему подачу электроэнергии от приводного устройства к электрическому компоненту, расположенному в указанном инструменте, содержащему первый элемент с группой проводников и второй элемент с группой проводников. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу приведения в действие указанного защитного устройства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При выходе из строя содержащегося в инструменте электронного компонента, например реле, существует опасность, что к другим компонентам указанного инструмента будет подано слишком много электроэнергии. Многие электрические компоненты могут выдерживать подачу слишком большого количества электроэнергии, и в электрических системах, как правило, предусматривают возможность отключения электроэнергии в подобных случаях.
Однако при работе в скважине двусторонняя связь с инструментом, а также внутри указанного инструмента может быть затруднена. Особенно важно обеспечивать высокую степень безопасности в инструментах, управляющих бурильными устройствами, взрывчатыми веществами или цементным раствором, чтобы предотвратить вероятность осуществления неуправляемых операций, таких как отсутствие детонации во взрывчатых веществах, бурение, осуществляемое бурильными инструментами, в нежелательном направлении, или непреднамеренный выпуск цементного раствора, приводящий к закрытию скважины.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы полностью или частично устранить вышеуказанные недостатки предшествующего уровня техники. В частности, задача изобретения заключается в создании защитного устройства для скважинного инструмента, препятствующего выполнению непреднамеренных операций так, чтобы, например, при возникновении поломки в инструменте не срабатывал выключатель перфоратора.
Вышеуказанные задачи наряду с другими задачами, преимуществами и признаками, которые более подробно описаны ниже, решены в соответствии с предложенным изобретением посредством скважинного защитного устройства для скважинного инструмента, регулирующего подачу электроэнергии от приводного устройства к электрическому компоненту, размещенному в указанном инструменте, содержащему:
первый элемент, содержащий группу проводников, второй элемент, содержащий группу проводников, и
движущее устройство для перемещения указанного первого элемента относительно указанного второго элемента,
в котором указанные проводники первого элемента представляют собой первые проводники и вторые проводники, при этом по меньшей мере два из указанных первых проводников имеют большую площадь поверхности, чем указанные вторые проводники, так что первые проводники передают большее количество электроэнергии к проводникам второго элемента, чем вторые проводники.
Если первые проводники имеют большую площадь поверхности, чем вторые проводники, то первые проводники могут использоваться для передачи электроэнергии, а вторые проводники могут использоваться для передачи сигнала, подтверждающего правильное положение первых проводников.
Один элемент остается неподвижным относительно другого элемента до тех пор, пока не возникнет необходимость в передаче электроэнергии к электрическому компоненту.
Таким образом, контакт между первыми проводниками первого элемента и проводниками второго элемента не инициируется до подтверждения того, что вторые проводники первого элемента находятся в правильном положении. Если площади поверхности вторых проводников меньше, хотя и являются достаточно большими для передачи сигналов о положении защитного устройства, то первые проводники могут не контактировать до тех пор, пока не возникнет необходимость в электроэнергии для следующего электрического компонента. Таким образом, слишком большая электроэнергия, передаваемая к защитному устройству, не может быть случайно передана к следующему электрическому компоненту.
В соответствии с одним вариантом осуществления площадь поверхности может иметь контактный участок, на котором возможен контакт с другим проводником.
Помимо этого, вторые проводники могут служить для проверки условия наличия или отсутствия электрического контакта между первыми проводниками и проводниками второго элемента.
Кроме того, первые проводники могут быть электрически соединены в первую электрическую цепь, а вторые проводники могут быть электрически соединены во вторую электрическую цепь.
Движущее устройство может представлять собой электродвигатель.
Кроме того, первый и второй элемент могут быть соединены посредством вала.
Указанное движущее устройство может быть расположено в соединении с валом либо внутри первого или второго элемента, либо снаружи первого и второго элементов.
В соответствии с вариантом осуществления площадь поверхности проводников второго элемента по существу равна или превышает площадь поверхности первых проводников первого элемента.
Кроме того, площадь поверхности первого проводника может быть по меньшей мере в 1,5 раза больше площади второго проводника, предпочтительно по меньшей мере в 2 раза больше площади второго проводника.
Площадь поверхности первого проводника может иметь контактный участок, площадь которого равна по меньшей мере 20 мм2, предпочтительно по меньшей мере 25 мм2 и более предпочтительно по меньшей мере 30 мм2.
Дополнительно, площадь поверхности второго проводника может иметь контактный участок, площадь которого составляет менее 50% площади контактного участка первого проводника, предпочтительно менее 30% и предпочтительнее менее 15%.
В соответствии с вариантом осуществления защитное устройство может принимать первое и второе положение, при этом в первом положении первые проводники первого элемента не контактируют с проводниками второго элемента, а вторые проводники находятся в электрическом контакте с проводниками второго элемента, и во втором положении первые проводники первого элемента контактируют с проводниками второго элемента.
Дополнительно, защитное устройство может принимать другие положения между первым и вторым положениями.
В другом варианте осуществления проводники первого или второго элемента могут представлять собой спиральные пружины.
Далее проводники первого или второго элемента могут представлять собой спиральные пружины, а проводники другого элемента могут представлять собой токопроводящие кольца или токопроводящие планки.
Кроме того, указанная конструкция может быть выполнена из непроводящего ток материала.
Также первый и второй элементы могут содержать периферические или продольные канавки для вмещения указанных проводников.
Кроме того, первый элемент может быть соединен со вторым элементом резьбовым соединением на валу, при этом вращение вала относительно корпуса вызывает перемещение первого и второго элементов относительно друг друга в осевом направлении.
Дополнительно, либо первый элемент, либо второй элемент может представлять собой полую конструкцию, а другой из указанных элементов представляет собой тело, расположенное по меньшей мере частично внутри указанной полой конструкции.
Вышеописанное защитное устройство может дополнительно содержать корпус, вмещающий указанные первый и второй элементы, а также токопроводящие средства, такие как кабель или провода для соединения с приводным устройством инструмента на одном конце корпуса и для соединения с рабочим органом инструмента, таким как бурильная головка, перфоратор или установка для цементирования, на другом конце корпуса.
Настоящее изобретение также относится к скважинному инструменту, содержащему защитное устройство для регулирования подачи электроэнергии к перфоратору, бурильному устройству или установке для цементирования.
Изобретение также относится к способу приведения в действие вышеописанного защитного устройства, включающему этапы, на которых:
располагают первый элемент в первом положении, в котором отсутствует токопроводящий контакт между первыми проводниками и проводниками второго элемента и в котором имеется токопроводящий контакт двух вторых проводников с проводниками второго элемента;
передают сигнал к рабочему органу через вторые проводники и проводники второго элемента;
передают сигнал от рабочего органа через вторые проводники и проводники второго элемента;
перемещают первый и второй элементы относительно друг друга из первого положения во второе положение, причем во втором положении первые проводники находятся в токопроводящем контакте с проводниками второго элемента и два других вторых проводника находятся в токопроводящем контакте с проводниками второго элемента;
передают сигнал к рабочему органу через вторые проводники и проводники второго элемента;
передают сигнал от рабочего органа через вторые проводники и проводники второго элемента; и
передают электроэнергию к рабочему органу.
Наконец, настоящее изобретение относится к другому способу приведения в действие вышеописанного защитного устройства, включающему этапы, на которых:
располагают первый элемент в первом положении, в котором отсутствует токопроводящий контакт между первыми проводниками и проводниками второго элемента и в котором имеется токопроводящий контакт между двумя вторыми проводниками и проводниками второго элемента;
передают сигнал через указанные вторые проводники и указанные проводники второго элемента для подтверждения первого положения защитного устройства;
передают сигнал в обратном направлении для подтверждения первого положения защитного устройства;
перемещают первый и второй элементы относительно друг друга из первого положения во второе положение, причем в указанном втором положении первые проводники находятся в токопроводящем контакте с проводниками второго элемента и два других вторых проводника второго элемента находятся в токопроводящем контакте с проводниками второго элемента;
передают сигнал через вторые проводники и указанные проводники второго элемента для подтверждения второго положения защитного устройства;
передают сигнал в обратном направлении для подтверждения второго положения защитного устройства; и
передают электроэнергию к рабочему органу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже приведено подробное описание изобретения и его преимуществ со ссылкой на сопроводительные схематические чертежи, на которых показаны некоторые не ограничивающие объем осуществления изобретения варианты его осуществления.
На чертежах:
на фиг.1 показано защитное устройство, расположенное в скважинном инструменте;
на фиг.2 в разрезе показано защитное устройство в разомкнутом положении;
на фиг.3 в разрезе показано защитное устройство в замкнутом положении, способное передавать электроэнергию к рабочему органу инструмента;
на фиг.4 в разрезе показано защитное устройство в разомкнутом положении в соответствии с другим вариантом осуществления;
на фиг.5 в разрезе показано защитное устройство, показанное на фиг.4, в замкнутом положении, способное передавать электроэнергию к рабочему органу инструмента;
на фиг.6 в разрезе показано защитное устройство в соответствии с еще одним вариантом осуществления;
на фиг.7 в разрезе показан разрез полой конструкции секущей плоскостью перпендикулярной секущей плоскости разреза, показанного на фиг.6;
на фиг.8 в разрезе показано защитное устройство в соответствии с еще одним вариантом осуществления;
на фиг.9 показан разрез полой конструкции секущей плоскостью перпендикулярной секущей плоскости разреза, показанного на фиг.8.
Все указанные чертежи выполнены схематически и без строгого соблюдения масштаба, при этом на них показаны только те элементы, которые необходимы для пояснения данного изобретения, другие элементы не показаны или только обозначены.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к защитному устройству, выполненному с возможностью подачи электроэнергии к скважинному инструменту так, чтобы предотвратить случайное приведение в действие рабочего органа, такого как бурильная головка, перфоратор или установка для цементирования, при выходе из строя электронного устройства скважинного инструмента.
Скважинный инструмент может содержать несколько защитных устройств, расположенных последовательно, параллельно или в различных местах внутри указанного инструмента, однако, в нижеследующем описании рассмотрен инструмент, содержащий только одно защитное устройство 1, показанное на фиг.1. Чаще всего, указанный инструмент, соединяемый с перфоратором, содержит два защитных устройства, размещенных последовательно так, что первое защитное устройство управляет электроэнергией, подаваемой ко второму защитному устройству, управляющему подачей электроэнергии к выключателю перфоратора или непосредственно на перфоратор.
На своей входной стороне 12 защитное устройство соединено с помощью токопроводящих средств, таких как кабели или провода с приводным устройством (не показано), например с электродвигателем, имеющимся в скважинном инструменте. На выходной стороне 13 защитное устройство 1 с помощью электронных средств соединено с рабочим органом (не показан), например перфоратором, также с использованием токопроводящих средств 15.
Защитное устройство 1 содержит корпус 11, в котором расположены первый элемент 3, второй элемент 6 и токопроводящие средства 14, 15. На фиг.1 корпус 11 и скважинный инструмент 2 показаны штриховой линией.
Как показано на фиг.1, первый элемент 3 представляет собой полую конструкцию, в которой расположен второй элемент 6 в виде тела 6. На одном конце 16 защитного устройства 1 тело 6 соединено с полой конструкцией 3 посредством резьбового соединения 10, так что перемещение полой конструкции 3 или тела относительно другого из указанных элементов приводит к относительному перемещению полой конструкции и тела в осевом направлении. Для перемещения первого элемента 3 относительно второго элемента 6 защитное устройство 1 содержит движущее устройство 31, которое может быть расположено в указанном теле, как показано на фиг.2, или снаружи тела на конце вала 32, как показано на фиг.4. Движущее устройство 31 может приводить во вращение вал, соединяющий посредством резьбы первый и второй элементы, и, таким образом, перемещать первый элемент относительно второго элемента. Движущее устройство 31 может представлять собой электродвигатель.
Первый и второй элементы 3, 6 содержат множество проводников 4, 7 или контактов. Первый элемент 3 содержит пять проводников 4: два первых проводника 8 и три вторых проводника 9, все в виде периферических контактных колец. Второй элемент 6 содержит четыре периферические канавки, содержащие четыре проводника 7 одинакового размера в виде токопроводящих спиральных пружин. Первые проводники 8 имеют большую площадь поверхности, чем вторые проводники 9, и, соответственно, могут передавать больше электроэнергии к проводникам 7 второго элемента 6, чем вторые проводники 9. Указанные вторые проводники 9 выполнены с размерами, позволяющими обеспечить передачу достаточной электроэнергии для того, чтобы передавать сигнал о положении первого и второго элементов 3, 6 относительно друг друга в защитном устройстве 1. Первые проводники 8 электрически соединены с образованием части первой электрической цепи, а вторые проводники 9 электрически соединены с образованием части второй электрической цепи.
В первом положении первый и второй из трех вторых проводников 9 расположены снаружи двух проводников 7 второго элемента 6 второй электрической цепи, при этом первые проводники 8 не находятся в электрическом контакте с двумя другими проводниками 7 второго элемента первой электрической цепи. Для подтверждения этого первого положения, в котором первые проводники 8 не находятся в электрическом контакте с двумя другими проводниками 7 второго элемента первой электрической цепи и в котором, следовательно, отсутствует возможность для передачи электроэнергии к рабочему инструменту, выполняют проверку второй электрической цепи, состоящей из двух вторых проводников 9 и двух проводников 7 второго элемента 6, чтобы удостовериться в наличии электрической связи в указанной цепи. Во втором положении второй и третий из трех вторых проводников 9 расположены снаружи двух проводников 7 второго элемента 6 второй цепи, а первые проводники 8 расположены снаружи других двух проводников 7 второго элемента, образующего часть первой цепи. В этом втором положении первая электрическая цепь находится в замкнутом состоянии и, соответственно, электроэнергия может быть подана к рабочему инструменту. Наличие второго положения подтверждают посредством подтверждения наличия электрического соединения второго и третьего из трех вторых проводников 9 с двумя проводниками 7 второго элемента, образующими часть второй цепи. В первом положении электроэнергия не может быть случайно подана к рабочему органу, даже в случае непреднамеренной подачи высокой мощности, поскольку проводники с малой поверхностью не могут обеспечивать передачу большого количества электроэнергии между первым и вторым элементами.
Площадь токопроводящего контакта первых проводников 8 с проводниками второго элемента 6 может быть меньше площади поверхности первых проводников, особенно, если указанные проводники одного из элементов 3, 6 являются спиральными пружинами.
Проводники 4 первого элемента 3 присоединены к приводному устройству скважинного инструмента 2. Два первых проводника соединены с рабочим органом инструмента 2, а три вторых проводника могут быть присоединены к управляющему устройству указанного инструмента, способному выдавать сигнал для перемещения первого и второго элементов 3, 6 относительно друг друга. Таким образом, указанные три вторых проводника не присоединены к рабочему органу, так как они используются только для определения или проверки положения защитного устройства 1.
На фиг.2 показана ситуация, когда первые проводники 8 находятся в их первом положении, при котором они электрически не соединены ни с каким из проводников 7 второго элемента 6. В этом положении сигналы могут быть переданы к защитному устройству 1 без прохождения к рабочему инструменту. В случае, если электронное устройство, например реле, вышло из строя и при этом к защитному устройству 1 подводится слишком большая электроэнергия, указанные вторые проводники не могут передавать эту электроэнергию дальше к рабочему органу скважинного инструмента 2.
На фиг.3 показано, что защитное устройство 1 находится в его втором положении, в котором первые проводники 8 находятся в контакте с двумя из четырех проводников 7 второго элемента 6. В этом случае два из трех вторых проводников 9 соединены с двумя другими проводниками 7 второго элемента 6. В этом положении инструмент 2 может передавать большое количество электроэнергии к рабочему органу и от рабочего органа через два первых проводника 8.
Если защитное устройство 1 имеет два положения и два проводника с различными размерами на одной стороне токопроводящего соединения, то большое количество электроэнергии не может быть случайно подано к рабочему инструменту. Перед опусканием в скважину или ствол скважины защитное устройство 1 устанавливают в его первом и разомкнутом положении так, что электроэнергия не может быть подана к рабочему органу.
При передаче к защитному устройству 1 сигналов, подтверждающих, что защитное устройство является функциональным и что рабочий орган находится на своем месте, защитное устройство изменяет положение так, чтобы к рабочему органу могла быть подана электроэнергия. В другом варианте осуществления указанное защитное устройство может иметь другие положения между первым и вторым положениями, в которых ни первый, ни второй проводники 8, 9 первого элемента 3 не находятся в контакте с проводниками 7 второго элемента 6.
В некоторых вариантах осуществления вторые проводники 9 также присоединены к рабочему органу, но поскольку контактная площадь невелика, то к рабочему органу может быть передана только электроэнергия, достаточная для передачи сигнала. Таким образом, состояние рабочего органа может быть определено или подтверждено до передачи большого количества электроэнергии к указанному рабочему органу. Даже, при подаче большого количества электроэнергии, когда защитное устройство 1 находится в его первом положении, контактная площадь между первыми проводниками 9 первого элемента 3 и проводниками 7 второго элемента 6 не является достаточно большой для передачи указанной электроэнергии, при этом указанная электроэнергия, передаваемая к рабочему органу, автоматически уменьшается до значения, меньшего, чем электроэнергия передачи сигнала.
На фиг.4 и 5 показан другой вариант осуществления защитного устройства 1. Четыре проводника 7 второго элемента 6 выполнены в виде токопроводящих колец, а проводники 4 первого элемента 3 в виде спиральных пружин.
При наличии спиральных пружин или уплотнений Bal seal (компании Bal Seal Engineering) на одной стороне токопроводящего соединения упругая пружина способна компенсировать тепловое расширение первого и второго элементов, а также погрешности изготовления первого и второго элементов 3, 6, поскольку упругая пружина может быть расположена в указанных канавках в более или менее сжатом состоянии.
Указанные проводники также могут быть расположены в осевых канавках в первом и/или втором элементах, как показано на фиг.6 и 7. Как показано на чертежах, первый элемент 3 содержит два первых проводника 8 и три вторых проводника 9, проходящих в осевом направлении в виде токопроводящих планок, имеющих различную ширину и, соответственно, различную протяженность по периферии. На фиг.7 показано сечение защитного устройства, перпендикулярное сечению, показанному на фиг.6, в котором токопроводящие планки также проходят в осевом направлении так, что вращательное движение первого и/или второго элементов 3, 6 относительно друг друга приводит в результате к изменению положения с переходом из первого положения ко второму положению, или наоборот. Защитное устройство 1 также может иметь третье положение, в котором ни первый, ни второй проводники 8, 9 первого элемента 3 не находятся в контакте с проводниками второго элемента 6.
Площадь поверхности первого проводника 8 может быть по меньшей мере в 1,5 раз больше площади поверхности второго проводника 9, предпочтительно по меньшей мере в два раза больше площади поверхности второго проводника 9.
Для передачи электроэнергии к рабочему органу, например перфоратору, контактный участок площади поверхности первого проводника 8 первого элемента 3, который находится в контакте с проводником второго элемента 6, равен по меньшей мере 20 мм2, предпочтительно по меньшей мере 25 мм2 и предпочтительнее по меньшей мере 30 мм2. При передаче большого количества электроэнергии, например, во время процесса бурения, может потребоваться увеличение указанной площади поверхности.
Контактный участок второго проводника 9 составляет менее 50% контактного участка первого проводника 8, предпочтительно менее 30% контактного участка первого проводника и предпочтительнее менее 15% контактного участка первого проводника.
Как показано на чертежах, первый элемент 3 соединен со вторым элементом 6 резьбовым соединением 10, однако, это соединение может быть соединением любого типа, подходящим для обеспечения вращательного или осевого перемещения первого и второго элементов 3, 6 относительно друг друга.
Первый и второй элементы 3, 6 содержат осевые или периферические канавки, в которых расположены проводники. Указанные проводники также могут быть выполнены вместе с первым и/или вторым элементами 3, 6 литьем или формованием.
Первый и/или второй элементы 3, 6 выполнены из непроводящего ток материала, такого как керамика, пластик, композитный материал, стекловолокно или подобного материала.
Первый элемент 3 может быть выполнен в виде цельного тела, а второй элемент 6 в виде полой конструкции, или наоборот, как в другом варианте осуществления, показанном на фиг.8 и 9. Первый и второй элементы 3, 6 могут иметь соответствующую форму, например форму полого элемента, частично полого элемента, рамной конструкции, сплошного цилиндра или даже форму с квадратным сечением, если перемещение из первого положения ко второму положению выполняется только в осевом направлении.
При приведении в действие защитного устройства 1 первый элемент 3 расположен в первом положении, в котором первые проводники 8 не контактируют с проводниками 7 второго элемента 6, а два вторых проводника 9 находятся в токопроводящем контакте с проводниками 7 второго элемента 6. В соответствии с одним вариантом осуществления к рабочему органу или выключателю через вторые проводники 9 и проводники 7 второго элемента 6 передают сигнал для подтверждения того, что инструмент или выключатель функционирует, а обратно в качестве подтверждения передают другой сигнал. Если рабочий орган находится в правильном для работы положении, то первый и второй элементы 3, 6 перемещают с помощью движущего устройства 31 относительно друг друга из первого положения ко второму положению, в котором первые проводники 8 находятся в токопроводящем контакте с проводниками 7 второго элемента 6 и два вторых проводника 9 находятся в токопроводящем контакте с проводниками 7 второго элемента 6 второй электрической цепи. Затем через вторые проводники 9 и проводники 7 второго элемента 6 передают сигнал для подтверждения второго положения, при этом обратно передают другой сигнал. И, наконец, выполняют передачу электроэнергии к рабочему органу.
Под контактным участком понимается участок, на котором участок поверхности первого проводника одного элемента находится в контакте с проводником другого элемента.
Под обсадной трубой понимается труба любого типа, системы труб, трубчатые элементы и тому подобные элементы, используемые в скважине, разрабатываемой для добычи нефти или природного газа.
В том случае, когда указанные инструменты не являются инструментами, постоянно погруженными в обсадную трубу 4, то возможно использование скважинного тягача для постоянного продвижения указанных инструментов на место эксплуатации в скважине. Скважинный тягач представляет собой приводное оборудование любого типа, способное продвигать инструмент в скважину или вытягивать инструменты из скважины, например, такое как устройство, зарегистрированное под товарным знаком Well Tractor®.
Несмотря на то что выше изобретение описано в отношении предпочтительных вариантов его осуществления, специалисту в данной области техники очевидно, что в него может быть внесено нескольких модификаций, не выходящих за рамки объема изобретения, определяемого нижеследующей формулой изобретения.

Claims (15)

1. Скважинное защитное устройство (1) для скважинного инструмента (2), регулирующее подачу электроэнергии от приводного устройства к электрическому компоненту, размещенному в указанном инструменте, содержащее:
первый элемент (3), содержащий группу проводников (4), второй элемент (6), содержащий группу проводников (7), и
движущее устройство (31) для перемещения указанного первого элемента относительно указанного второго элемента,
в котором указанные проводники первого элемента представляют собой первые проводники (8) и вторые проводники (9), при этом по меньшей мере два из указанных первых проводников имеют большую площадь поверхности, чем указанные вторые проводники, так что первые проводники передают большее количество электроэнергии к проводникам второго элемента, чем вторые проводники.
2. Скважинное защитное устройство по п.1, в котором площадь поверхности проводников второго элемента по существу равна или превышает площадь поверхности первых проводников первого элемента.
3. Скважинное защитное устройство по п.1 или 2, в котором площадь поверхности первого проводника по меньшей мере в 1,5 раза больше площади поверхности второго проводника, предпочтительно по меньшей мере в 2 раза больше площади поверхности второго проводника.
4. Скважинное защитное устройство по п.3, в котором площадь поверхности первого проводника имеет контактный участок, площадь которого равна по меньшей мере 20 мм2, предпочтительно по меньшей мере 25 мм2 и более предпочтительно по меньшей мере 30 мм2.
5. Скважинное защитное устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором площадь поверхности второго проводника имеет контактный участок, площадь которого составляет менее 50% площади контактного участка первого проводника, предпочтительно менее 30% площади контактного участка первого проводника и предпочтительнее менее 15% площади контактного участка первого проводника.
6. Скважинное защитное устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором защитное устройство имеет первое и второе положения, при этом в первом положении первые проводники первого элемента не контактируют с проводниками второго элемента, а вторые проводники первого элемента находятся в электрическом контакте с проводниками второго элемента, и
во втором положении первые проводники первого элемента контактируют с проводниками второго элемента.
7. Скважинное защитное устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором проводники первого или второго элемента представляют собой спиральные пружины.
8. Скважинное защитное устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором проводники первого или второго элемента представляют собой спиральные пружины, а проводники другого из указанных элементов представляют собой токопроводящие кольца или токопроводящие планки.
9. Скважинное защитное устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором первый или второй элемент содержит периферические или продольные канавки для вмещения проводников.
10. Скважинное защитное устройство по любому из пп.1, 2, 4, содержащее корпус, вмещающий указанные первый и второй элементы, а также токопроводящие средства, такие как кабель или провода для соединения с приводным устройством инструмента на одном конце корпуса и для соединения с рабочим органом инструмента, таким как бурильная головка, перфоратор или установка для цементирования, на другом конце корпуса.
11. Скважинное защитное устройство по п.10, в котором первый элемент соединен со вторым элементом резьбовым соединением (10) на валу (32), при этом вращение вала относительно корпуса вызывает перемещение первого и второго элементов относительно друг друга в осевом направлении.
12. Скважинное защитное устройство по любому из пп.1, 2, 4, 11, в котором первый или второй элемент представляет собой полую конструкцию, а другой из указанных элементов представляет собой тело, расположенное по меньшей мере частично внутри указанной полой конструкции.
13. Скважинный инструмент (2), содержащий защитное устройство по пп.1-12 для регулирования подачи электроэнергии к перфоратору, бурильному устройству или установке для цементирования.
14. Способ приведения в действие защитного устройства по любому из пп.1-12, включающий этапы, на которых:
располагают первый элемент в первом положении, в котором отсутствует токопроводящий контакт между первыми проводниками и проводниками второго элемента и в котором имеется токопроводящий контакт двух вторых проводников с проводниками второго элемента;
передают сигнал к рабочему органу через вторые проводники и проводники второго элемента;
передают сигнал от рабочего органа через вторые проводники и проводники второго элемента;
перемещают первый и второй элементы относительно друг друга из первого положения во второе положение, в котором первые проводники находятся в токопроводящем контакте с проводниками второго элемента и два других вторых проводника находятся в токопроводящем контакте с проводниками второго элемента;
передают сигнал к рабочему органу через вторые проводники и проводники второго элемента;
передают сигнал от рабочего органа через вторые проводники и проводники второго элемента; и
передают электроэнергию к рабочему органу.
15. Способ приведения в действие защитного устройства по любому из пп.1-12, включающий этапы, на которых:
располагают первый элемент в первом положении, в котором отсутствует токопроводящий контакт между первыми проводниками и проводниками второго элемента и в котором имеется токопроводящий контакт между двумя вторыми проводниками и проводниками второго элемента;
передают сигнал через указанные вторые проводники и указанные проводники второго элемента для подтверждения первого положения защитного устройства;
передают сигнал в обратном направлении для подтверждения первого положения защитного устройства;
перемещают первый и второй элементы относительно друг друга из первого положения во второе положение, причем в указанном втором положении первые проводники находятся в токопроводящем контакте с проводниками второго элемента и два других вторых проводника второго элемента находятся в токопроводящем контакте с проводниками второго элемента;
передают сигнал через вторые проводники и указанные проводники второго элемента для подтверждения второго положения защитного устройства;
передают сигнал в обратном направлении для подтверждения второго положения защитного устройства; и
передают электроэнергию к рабочему органу.
RU2013102965/07A 2010-06-30 2011-06-30 Защитное устройство RU2578678C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10167944.7 2010-06-30
EP20100167944 EP2403068A1 (en) 2010-06-30 2010-06-30 Safety device
PCT/EP2011/061031 WO2012001116A1 (en) 2010-06-30 2011-06-30 Safety device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013102965A RU2013102965A (ru) 2014-08-10
RU2578678C2 true RU2578678C2 (ru) 2016-03-27

Family

ID=42782117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013102965/07A RU2578678C2 (ru) 2010-06-30 2011-06-30 Защитное устройство

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9444259B2 (ru)
EP (2) EP2403068A1 (ru)
CN (1) CN102959805B (ru)
BR (1) BR112012033649B1 (ru)
CA (1) CA2803712C (ru)
DK (1) DK2589115T3 (ru)
RU (1) RU2578678C2 (ru)
WO (1) WO2012001116A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184845U1 (ru) * 2018-05-15 2018-11-12 Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") Предохранитель резьбы ниппельного элемента резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2441894A (en) * 1941-09-05 1948-05-18 Schlumberger Well Surv Corp Flexible packer tester
GB2222032A (en) * 1988-06-27 1990-02-21 Shell Int Research Electric connector having underwater mateable parts
US6319073B1 (en) * 1999-12-16 2001-11-20 Amphenol Corporation Hybrid submarine streamer connector
RU2330939C1 (ru) * 2004-04-30 2008-08-10 Кэмерон Интенэшнл Копэрейшн Система энергоснабжения (варианты)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2331867A (en) 1997-11-28 1999-06-02 Asea Brown Boveri Power cable termination
US6481495B1 (en) * 2000-09-25 2002-11-19 Robert W. Evans Downhole tool with electrical conductor
CA2443343C (en) * 2003-09-29 2007-12-04 Extreme Engineering Ltd. Harsh environment rotatable connector
US20120313741A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Hall David R Data Transmission Apparatus Comprising a Helically Wound Conductor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2441894A (en) * 1941-09-05 1948-05-18 Schlumberger Well Surv Corp Flexible packer tester
GB2222032A (en) * 1988-06-27 1990-02-21 Shell Int Research Electric connector having underwater mateable parts
US6319073B1 (en) * 1999-12-16 2001-11-20 Amphenol Corporation Hybrid submarine streamer connector
RU2330939C1 (ru) * 2004-04-30 2008-08-10 Кэмерон Интенэшнл Копэрейшн Система энергоснабжения (варианты)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU184845U1 (ru) * 2018-05-15 2018-11-12 Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") Предохранитель резьбы ниппельного элемента резьбовых соединений нефтегазопромысловых труб

Also Published As

Publication number Publication date
BR112012033649A2 (pt) 2016-11-08
EP2589115A1 (en) 2013-05-08
CN102959805A (zh) 2013-03-06
US9444259B2 (en) 2016-09-13
CN102959805B (zh) 2016-06-08
WO2012001116A1 (en) 2012-01-05
EP2589115B1 (en) 2017-04-12
CA2803712A1 (en) 2012-01-05
EP2403068A1 (en) 2012-01-04
BR112012033649B1 (pt) 2020-02-11
RU2013102965A (ru) 2014-08-10
DK2589115T3 (en) 2017-07-17
US20130093260A1 (en) 2013-04-18
CA2803712C (en) 2019-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019219739B2 (en) Control system for hydrocarbon recovery tools
US7493962B2 (en) Control line telemetry
US5571986A (en) Method and apparatus for activating an electric wireline firing system
EP2554785B1 (en) Safety valve with provisions for powering an insert safety valve
US9631482B2 (en) Method and apparatus for down-hole alignment of optic fibers
CA2936911C (en) Downhole tractor with redundant motor drives with independent circuit breakers
US8511374B2 (en) Electrically actuated insert safety valve
CN102287153A (zh) 井下松脱式连接器
RU2578678C2 (ru) Защитное устройство
CN108278097B (zh) 电动式桥塞坐封系统及其桥塞坐封方法
US20110198099A1 (en) Anchor apparatus and method
US9742106B2 (en) Electrical connection apparatus and method
DE112016007495T5 (de) Kraftaktivierte thermische batterie zur verwendung in einem bohrloch
US10844668B2 (en) Self-aligning wet connection capable of orienting downhole tools
AU2011316682B2 (en) System and method for operating monitoring elements and single use elements with a common cable
EP2390460B1 (en) Extending the life of a compromised umbilical
US20200182012A1 (en) Downhole Trigger Tool
US20100108378A1 (en) Perforation Tool with Switch
WO2019089061A1 (en) Control system for hydrocarbon recovery tools
CA2764210A1 (en) Cord (controled remote drilling)
WO1990001610A1 (en) Safety switch for explosive well tools