RU2732163C1

RU2732163C1 - Over-bit module

Info

Publication number: RU2732163C1
Application number: RU2019143410A
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Васильев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "БИТАС"
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-09-14

Abstract

FIELD: geophysical survey.

SUBSTANCE: invention relates to field geophysical survey and is intended for measurement of downhole parameters of well in process of directional and horizontal drilling, in particular, to devices that enable to obtain information in close proximity to bit. Over-bit module comprises a housing with a central bore formed of a coupling and a nipple portion separated by a conical threaded surface through an electrical insulating material, and electronic circuit boards placed in the recesses of the hermetic housing part, closed on the outer side by a protective casing, wherein power supply is arranged in separate housing and installed in flow section of over-bit module. Power supply housing consists of two parts connected along conical threaded surface with electrically insulating material in thread gap, one of the parts of the power supply housing is connected to the hermetic part of the body of the over-bit module, in which the electronic boards are placed, and the other part of the power supply housing is connected to the lower part of the over-bit module.

EFFECT: prolongation of the term of use of the over-bit module without export to the service center due to possibility of replacement of the battery pack at the drilling unit.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области промысловых геофизических исследований и предназначено для измерения забойных параметров скважины в процессе наклонно-направленного и горизонтального бурения, в частности к устройствам, позволяющим получать информацию в непосредственной близости от долота.The invention relates to the field of field geophysical research and is intended to measure the bottomhole parameters of a well in the process of directional and horizontal drilling, in particular to devices that allow you to obtain information in the immediate vicinity of the bit.

Известен наддолотный модуль, содержащий корпус с центральным промывочным отверстием. На корпусе расположен центральный электрод, размещенный между изоляторами и электрически изолированный от корпуса. Электронные схемы и источник питания размещены в выемках корпуса и защищены с внешней стороны кожухом -центральным электродом (патент РФ №27839, МПК Е21В 47/12, 2000 г.).Known supra-bit module containing a housing with a central flushing hole. A central electrode is located on the body, located between the insulators and electrically isolated from the body. The electronic circuits and the power supply are located in the recesses of the case and are protected from the outside by a casing-central electrode (RF patent No. 27839, IPC Е21В 47/12, 2000).

За прототип принята конструкция наддолотного модуля по патенту РФ №2633884, МПК Е21В 47/00, 2012 г.). Корпус наддолотного модуля выполнен в виде электрического разделителя известной конструкции и состоит из ниппельной и муфтовой частей, соединенных по конической винтовой поверхности через электроизоляционный материал. Датчики и батарейный блок размещены в выемках герметичной части корпуса. Снаружи они закрыты защитной гильзой.The prototype is the design of the supra-bit module according to RF patent No. 2633884, IPC Е21В 47/00, 2012). The body of the above-bit module is made in the form of an electrical separator of a known design and consists of a nipple and a sleeve parts, connected along a conical helical surface through an electrical insulating material. The sensors and the battery pack are located in the recesses of the sealed part of the case. They are covered from the outside with a protective sleeve.

Во всех известных конструкциях наддолотных модулей источник питания размещен вместе с датчиками в герметичной части корпуса. Используемые в качестве источника питания батарейки имеют непродолжительный срок службы. Фактически источник питания наддолотного модуля является одноразовым и требует замены после каждого рейса. Такая замена представляет собой достаточно сложную операцию, которую трудно выполнить на буровой. В частности, при использовании наддолотного модуля по патенту №2633884 для замены батарейного блока необходимо снять фиксирующую втулку, снять изолятор, закрывающий разъемное соединение ниппельной и муфтовой частей наддолотного модуля, снять защитную гильзу, заменить батарею, потом снова установить защитную гильзу, изолятор и фиксирующую втулку. При установке защитной гильзы необходимо обеспечить ее герметичность с помощью набора уплотнительных колец, что подразумевает выполнение минимального сборочного зазора, требующего определенных сборочных приспособлений, недоступных в условиях буровой.In all known designs of above-bit modules, the power source is placed together with the sensors in a sealed part of the housing. The batteries used as a power source have a short life. In fact, the power supply of the above-bit module is disposable and needs to be replaced after each flight. This replacement is a rather complex operation that is difficult to perform on the rig. In particular, when using the above-bit module according to patent No. 2633884, to replace the battery pack, it is necessary to remove the retaining sleeve, remove the insulator covering the detachable connection of the nipple and sleeve parts of the above-bit module, remove the protective sleeve, replace the battery, then reinstall the protective sleeve, insulator and retaining sleeve ... When installing a thermowell, it is necessary to ensure its tightness with a set of o-rings, which implies a minimum assembly clearance, requiring certain assembly fixtures not available in the rig environment.

Все эти операции практически невозможно провести на буровой, поэтому для замены батареек требуется доставка оборудования в сервисный центр.All these operations are almost impossible to carry out on the rig, therefore, to replace the batteries, the equipment must be delivered to the service center.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является продление срока использования наддолотного модуля без вывоза в сервисный центр за счет обеспечения возможности замены батарейного блока на буровой.The problem solved by the present invention is to extend the life of the above-bit module without taking it to the service center by providing the possibility of replacing the battery pack on the drilling rig.

Указанная задача решается тем, что в наддолотном модуле, содержащем корпус с центральным отверстием, образованный из муфтовой и ниппельной частей, разделенных конической резьбовой поверхностью через электроизоляционный материал, и размещенные в выемках герметичной части корпуса электронные платы, закрытые с наружной стороны защитным кожухом, источник питания размещен в отдельном корпусе и установлен в проточной части наддолотного модуля, корпус источника питания состоит из двух частей, соединенных по конической резьбовой поверхности с электроизоляционным материалом в зазоре резьбы, одна из частей корпуса источника питания соединена с герметичной частью корпуса наддолотного модуля, в которой размещены электронные платы, а другая часть корпуса источника питания соединена с нижней частью корпуса наддолотного модуля.This problem is solved by the fact that in the above-bit module containing a housing with a central hole, formed from the coupling and nipple parts, separated by a conical threaded surface through an electrical insulating material, and located in the recesses of the sealed part of the housing, electronic boards, closed from the outside with a protective casing, a power source placed in a separate housing and installed in the flowing part of the above-bit module, the power supply housing consists of two parts connected along a tapered threaded surface with an electrical insulating material in the thread gap, one of the parts of the power supply housing is connected to the sealed part of the housing of the above-bit module, in which the electronic board, and the other part of the power supply housing is connected to the lower part of the housing of the above-bit module.

На фиг. 1 представлена конструкция наддолотного модуля. Наддолотный модуль имеет составной корпус, образованной ниппельной 1 и муфтовой 2 частями, соединенными по коническому резьбовому соединению 3, в зазоре которого установлен электроизоляционный материал. В герметичной муфтовой части 2 корпуса наддолотного модуля выполнены выемки 4, в которых размещены электронные платы 5 (модуль инклинометрии, гамма-детектор, система управления НДМ и др.) закрытые с наружной стороны защитным кожухом 6. В местах окончания конического резьбового соединения установлены изоляторы 7 и 8. Коническое резьбовое соединение 3 с электроизоляционным слоем, изоляторы 7 и 8 разделяют корпус наддолотного модуля и образуют диполь.FIG. 1 shows the design of the above-bit module. Above-bit module has a composite body formed by nipple 1 and coupling 2 parts, connected by a conical threaded connection 3, in the gap of which an electrical insulating material is installed. In the sealed coupling part 2 of the casing of the above-bit module, recesses 4 are made, in which the electronic boards 5 (inclinometry module, gamma detector, NDM control system, etc.) are closed from the outside with a protective casing 6. At the end of the conical threaded connection, insulators 7 are installed and 8. Conical threaded connection 3 with an electrically insulating layer, insulators 7 and 8 separate the body of the above-bit module and form a dipole.

В проточной части 9 наддолотного модуля с помощью винтов 10, 11 и центратора 12 установлен источник пихания - батарейный блок 13 в герметичном корпусе, состоящем из двух частей - верхнего центратора 14 и обечайки 15, соединенных между собой по коническому резьбовому соединению 16 через электроизоляционный материал, установленный в зазоре соединения. С нижней стороны герметичный корпус батарейного блока закрыт пробкой 17. С наружной стороны корпуса источника питания нанесен электроизоляционный слой 18. Электроэнергия от батарейного блока 13 через разъем 19 по проводам 20, выведенным через отверстие в винте 11, питает электронные платы 5 наддолотного модуля.In the flowing part 9 of the above-bit module with the help of screws 10, 11 and the centralizer 12, a shoving source is installed - a battery pack 13 in a sealed case, consisting of two parts - an upper centralizer 14 and a shell 15, connected to each other by a conical threaded connection 16 through an electrical insulating material, installed in the joint gap. On the bottom side, the sealed case of the battery pack is closed with a plug 17. On the outside of the case of the power source, an electrical insulating layer 18 is applied. Electricity from the battery pack 13 through the connector 19 via wires 20 led through the hole in the screw 11 feeds the electronic boards 5 of the above-bit module.

Наддолотный модуль работает следующим образом. Батарейный блок 13 создает напряжение для питания электронных плат 5, расположенных в герметичной части 2 корпуса наддолотного модуля. Полученная информация передается в основную телесистему в виде электромагнитного сигнала через диполь, один полюс которого включает верхний центратор корпуса источника питания 14, герметичную часть 2 наддолотного модуля и корпус винтового забойного двигателя (не показан), а другой - обечайку 15 корпуса источника питания, центратор 12, нижнюю частью 1 корпуса наддолотного модуля и долото (не показано).The above-bit module works as follows. The battery pack 13 generates a voltage to power the electronic boards 5 located in the sealed part 2 of the housing above the bit module. The received information is transmitted to the main telemetry system in the form of an electromagnetic signal through a dipole, one pole of which includes the upper centralizer of the power supply body 14, the sealed part 2 of the above-bit module and the housing of the downhole screw motor (not shown), and the other - the shell 15 of the power supply body, centralizer 12 , the lower part 1 of the body of the supra-bit module and a bit (not shown).

При эксплуатации наддолотного модуля требуется замена батарейного блока 13 после каждого рейса. Для его извлечения достаточно открутить пробку 17 и извлечь батарейный блок 13. После замены батарейного блока 13 закручивают пробку 17. Эту операцию легко выполнить на буровой. Разборка разделителя не требуется.When operating the above-bit module, the battery pack 13 needs to be replaced after each flight. To remove it, it is enough to unscrew the plug 17 and remove the battery pack 13. After replacing the battery pack 13, screw the plug 17. This operation is easy to perform on the rig. Separator disassembly is not required.

В то время, когда батарейный блок 13 извлечен из корпуса, цепь передачи сигнала на нижний электрод разомкнута. Это позволяет провести диагностику - измерить сопротивление изоляции между нижним и верхним электродами разделителя НДМ.While the battery pack 13 is removed from the case, the signal transmission circuit to the lower electrode is open. This allows for diagnostics - to measure the insulation resistance between the lower and upper electrodes of the NDM separator.

Возможность замены батарейного блока на буровой продлевает срок использования наддолотного модуля без вывоза в сервисный центр.The possibility of replacing the battery pack on the rig extends the life of the above-bit module without taking it to a service center.

Claims

A supra-bit module containing a housing with a central hole formed of a sleeve and a nipple parts separated by a tapered threaded surface through an electrical insulating material, and electronic boards located in the recesses of the sealed part of the housing, closed from the outside with a protective casing, characterized in that the power source is located in a separate housing and is installed in the flowing part of the above-bit module, the power supply housing consists of two parts connected along a tapered threaded surface with an electrical insulating material in the thread gap, one of the parts of the power supply housing is connected to the sealed part of the housing of the above-bit module, in which the electronic boards are located, and the other part of the power supply housing is connected to the lower part of the above-bit module.