RU2785772C1 - Система для определения износа буровой коронки - Google Patents
Система для определения износа буровой коронки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785772C1 RU2785772C1 RU2022122259A RU2022122259A RU2785772C1 RU 2785772 C1 RU2785772 C1 RU 2785772C1 RU 2022122259 A RU2022122259 A RU 2022122259A RU 2022122259 A RU2022122259 A RU 2022122259A RU 2785772 C1 RU2785772 C1 RU 2785772C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- drill bit
- wear
- determining
- resistor
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000002683 Foot Anatomy 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к буровому оборудованию, а более конкретно – к системе для определения износа бурового инструмента. Система для определения износа буровой коронки включает буровую коронку с встроенным в нее датчиком. Внутри нижней части корпуса буровой коронки размещен датчик износа резисторного типа с возможностью передачи электрического сигнала по сигнальной линии, подсоединенной к датчику износа резисторного типа и последовательно проходящей по сквозным каналам буровой коронки и буровой штанги через закрепленное на буровой штанге контактное кольцо и токосъемное устройство, закрепленное на корпусе стрелы бурового оборудования, к блоку обработки информации и к дисплею, размещенным на пульте управления в кабине оператора бурильной машины. Технический результат заключается в сокращении срока оценки качественного состояния бурового инструмента, повышении производительности бурильных машин за счет своевременной замены изношенного бурового инструмента. 2 ил.
Description
Изобретение относится к буровому оборудованию, а более конкретно - к системам для определения износа бурового инструмента.
От качественного состояния бурового инструмента зависит производительность бурильных машин. В процессе бурения шпуров и скважин происходит износ бурового инструмента и падение скорости бурения. Для принятия решения о замене бурового инструмента требуются дополнительные трудозатраты для выемки его из скважины, оценки качественного состояния. С целью сокращения трудозатрат по оценке качественного состояния бурового инструмента, разрабатываются системы и устройства для бесконтактного определения степени его износа (ресурса).
Известно устройство для определения ресурса долота (АС №1460183). Устройство содержит корпус с радиальными отверстиями, внутри которого установлены датчик и индикатор износа. Датчик выполнен в виде кольца с тарировочными лепестками, взаимодействующими с индикатором.
Долговечность лепестков задается равной долговечности долота. В процессе бурения лепестки разрушаются, индикатор перемещается в осевом направлении и открывает радиальные отверстия в корпусе, соединяющие с промывочной жидкостью, находящейся в бурильной колонне. В результате происходит падение давления промывочной жидкости, что регистрируется манометром, установленным на нагнетательном трубопроводе и является сигналом о критическом износе долота.
Основными недостатками устройства являются:
- сложности конструкции устройства;
- необходимость тарировки лепестков и индикатора усталостных повреждений на специальных стендах;
- необходимость сбора большого объема информации и определения минимальной и средней долговечности долота экспериментальным путем.
Известно устройство с встроенным датчиком износа (АС №1691500), принятое за прототип, включающее корпус с промывочным каналом, лапу с шарошкой и датчик износа в виде размещенных в корпусе пробки, шара, поршня-фиксатора, поршня-датчика, маслонаполненной камеры и пальца с пробкой. Принцип работы устройства заключается в следующем. При работе долота, которое еще не имеет износа опоры, шарошка вращается без осевого и радиального люфта. При износе опоры шарошки перемещаются от исходного положения образуя люфт. При достижении определенного зазора шар выкатывается из отверстия канала и попадает в паз в котором перемещаясь заклинивает шарошку. Выход шара из канала дает возможность перемещаться поршню-датчику и разгерметизировать маслонаполненную камеру. При этом поршень-фиксатор выдавливает масло через открывшийся канал, что приводит к освобождению пробки и резкому снижению давления на долоте, что является сигналом об износе опоры.
К недостаткам устройства можно отнести низкую надежность конструкции из-за большого количества исполнительных элементов, значительные потери масла и загрязненность им скважины при срабатывании датчика.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной производительности бурильных машин за счет своевременной замены изношенного бурового инструмента, определение степени износа бурового инструмента в режиме реального времени.
Решение технической задачи достигается тем, что внутри нижней части корпуса буровой коронки размещен датчик износа резисторного типа.
К датчику подсоединена сигнальная линия, последовательно проходящая по сквозным каналам буровой коронки и буровой штанги через закрепленное на буровой штанге контактное кольцо и токосъемное устройство, закрепленное на корпусе стрелы бурового оборудования, к размещенным на пульте управления в кабине оператора бурильной машины блоку обработки информации и к дисплею.
Принцип действия системы для определения износа буровой коронки основан на изменении электрического сопротивления датчика резисторного типа по мере его износа и отражения этого процесса на дисплее, размещенному на пульте управления в кабине оператора бурильной машины, в режиме реального времени.
Указанная система может применяться при работе с различными видами бурового инструмента, включая буровые коронки, долота, забурники и т.п.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
фиг. 1 - общий вид буровой коронки с системой для определения степени ее износа.
фиг. 2 - общий вид встроенного в корпус буровой коронки датчика резисторного типа в разрезе.
Предлагаемая система (фиг. 1) включает буровую коронку (1) со встроенным внутри ее в нижней части корпуса датчиком резисторного типа (2), подсоединенной к нему сигнальной линии (3), проходящей последовательно по сквозным каналам (4) буровой коронки (1) и буровой штанги (5), подсоединенной к вращателю бурильной машины (6), через контактное кольцо (7), закрепленное на буровой штанге (5), и токосъемное устройство (8), закрепленное на корпусе стрелы (9) бурового оборудования, и далее - к блоку обработки информации (10) и к дисплею (11), размещенных на пульте управления (12) в кабине оператора бурильной машины.
Датчик резисторного типа (2) может встраиваться в буровую коронку (1) с помощью резьбового соединения (13) или иным способом (фиг. 2).
В сигнальной линии (3), проходящей внутри буровой штанги (5), установлен электрический разъем (14) (фиг. 1), используемый при замене буровой коронки.
Подача напряжения к системе осуществляется от электрической сети бурильной машины.
Предлагаемая система работает следующим образом. В процессе работы буровая коронка (1) начинает изнашиваться на определенную линейную величину. При этом на ту же величину изнашивается и датчик резисторного типа (2). В результате износа датчика резисторного типа (2) его электрическое сопротивление изменяется и передается по сигнальной линии (3) на блок обработки информации (10) и дисплей (11), размещенных на пульте управления (12) в кабине оператора бурильной машины. При этом оператор бурильной машины по дисплею определяет степень износа буровой коронки (1) в режиме реального времени и принимает необходимые решения о замене или продолжении использования буровой коронки.
Использование предлагаемой системы для определения износа буровой коронки позволит:
- сократить сроки оценки качественного состояния бурового инструмента;
- повысить производительность бурильных машин за счет своевременной замены изношенного бурового инструмента.
Готовность предложенного технического решения к реализации характеризуется тем, что на предприятиях, где налажено производство бурильных машин, организация процесса изготовления предлагаемого технического решения и включения его в состав оборудования не вызовет особых затруднений (ООО «Геомаш», г. Щигры Курской обл.; ООО «Объединенные заводы буровой техники им В.В. Воровского», г. Санкт-Петербург).
Теоретические исследования, проведенные в процессе разработки предложенного изобретения показывают, что за счет применения системы для определения износа буровой коронки, сокращается время на оценку ресурса бурового инструмента, а своевременная его замена повышает производительность бурильных машин и установок на 15-20%.
Claims (1)
- Система для определения износа буровой коронки, включающая буровую коронку с встроенным в нее датчиком, отличающаяся тем, что внутри нижней части корпуса буровой коронки размещен датчик износа резисторного типа с возможностью передачи электрического сигнала по сигнальной линии, подсоединенной к датчику износа резисторного типа и последовательно проходящей по сквозным каналам буровой коронки и буровой штанги через закрепленное на буровой штанге контактное кольцо и токосъемное устройство, закрепленное на корпусе стрелы бурового оборудования, к блоку обработки информации и к дисплею, размещенным на пульте управления в кабине оператора бурильной машины.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2785772C1 true RU2785772C1 (ru) | 2022-12-13 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1460183A1 (ru) * | 1986-05-14 | 1989-02-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники | Устройство дл определени ресурса долота |
| SU1691500A1 (ru) * | 1989-04-24 | 1991-11-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследования, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин | Буровое шарошечное долото |
| SU1450574A1 (ru) * | 1979-08-15 | 1997-01-27 | Дальневосточный технический институт рыбной промышленности и хозяйства | Датчик износа детали |
| US20100139975A1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Baker Hughes Incorporated | Method of monitoring wear of rock bit cutters |
| WO2014137998A1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-12 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with a load sensor on the bit shank |
| WO2016144993A1 (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | General Electric Company | Measurement-while-drilling device and method |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1450574A1 (ru) * | 1979-08-15 | 1997-01-27 | Дальневосточный технический институт рыбной промышленности и хозяйства | Датчик износа детали |
| SU1460183A1 (ru) * | 1986-05-14 | 1989-02-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники | Устройство дл определени ресурса долота |
| SU1691500A1 (ru) * | 1989-04-24 | 1991-11-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследования, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин | Буровое шарошечное долото |
| US20100139975A1 (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-10 | Baker Hughes Incorporated | Method of monitoring wear of rock bit cutters |
| WO2014137998A1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-09-12 | Baker Hughes Incorporated | Drill bit with a load sensor on the bit shank |
| WO2016144993A1 (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | General Electric Company | Measurement-while-drilling device and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10570689B2 (en) | Smart seal methods and systems | |
| CA2966912C (en) | Apparatus and method for measuring drilling parameters of a down-the-hole drilling operation for mineral exploration | |
| US8087477B2 (en) | Methods and apparatuses for measuring drill bit conditions | |
| EP0728915B1 (en) | Method and apparatus for monitoring and recording of operating conditions of a downhole drill bit during drilling operations | |
| CN103226151B (zh) | 一种掘进机刀盘盘形滚刀群体运行状态监测系统和方法 | |
| NO20151556A1 (en) | Smart shaker room | |
| US20170130562A1 (en) | Seals with embedded sensors | |
| NO339047B1 (no) | Fremgangsmåte for å kommunisere data i en borebrønn med en borestreng | |
| CN1973108A (zh) | 磨损指示设备和方法 | |
| CN110984958A (zh) | 一种小尺寸钻井工程监控系统 | |
| US4548280A (en) | Drill bit having a failure indicator | |
| RU2785772C1 (ru) | Система для определения износа буровой коронки | |
| NO20140960A1 (no) | Identifikasjonssendere for å bestemme kvernelevetid for et nedihullsverktøy og fremgangsmåter for å anvende disse | |
| AU2012351619B2 (en) | Method of controlling a downhole operation | |
| WO2015108668A1 (en) | Production fluid monitoring system including a downhole acoustic sensing system having a downhole pulsator | |
| CA3141787A1 (en) | Method and system for estimating wear of a drill bit | |
| CN112272728A (zh) | 用于监测钻头的磨损的系统及方法 | |
| US9228432B2 (en) | Zero sum pressure drop mud telemetry modulator | |
| RU2183269C2 (ru) | Скважинный инструмент для сбора данных из приповерхностного пласта (варианты) и способ измерения свойств флюида, присутствующего в приповерхностном пласте | |
| US20200232893A1 (en) | System and method to determine fatigue life of drilling components | |
| RU2418148C1 (ru) | Расширитель скважинной буровой колонны | |
| US11725495B2 (en) | Crowding avoidance apparatus and method | |
| US20230383640A1 (en) | Crowding avoidance apparatus and method | |
| SU1654518A2 (ru) | Устройство дл определени ресурса долота |