SU1490268A1 - Arrangement for transmitting hole-bottom data via hydraulic communication channel - Google Patents
Arrangement for transmitting hole-bottom data via hydraulic communication channel Download PDFInfo
- Publication number
- SU1490268A1 SU1490268A1 SU884309060A SU4309060A SU1490268A1 SU 1490268 A1 SU1490268 A1 SU 1490268A1 SU 884309060 A SU884309060 A SU 884309060A SU 4309060 A SU4309060 A SU 4309060A SU 1490268 A1 SU1490268 A1 SU 1490268A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- modulator
- throttling element
- working surfaces
- saddle
- axial clearance
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к скважинным устройствам и может быть использовано в телеметрических системах оперативного контрол забойных параметров при бурении. Цель изобретени - повышение надежности за счет снижени веро тности засорени модул тора. Устройство содержит наружный корпус с размещенным в нем модул тором в виде установленных с осевым зазором друг относительно друга седла и дросселирующего элемента (ДЭ), приводную турбину, роторные лопасти которой размещены на силовом гидроцилиндре (ГЦ), установленном с возможностью вращени вокруг продольной оси, и функциональные элементы. ДЭ закреплен на штоке поршн силового ГЦ. Рабочие поверхности седла ДЭ могут быть снабжены насадками из износостойкого материала и выполнены ребристыми или многогранными. С целью стабилизации величины гидроимпульсов ДЭ установлен с возможностью рабочего хода не менее суммы длин осевого зазора в модул торе и рабочих поверхностей седла и ДЭ. Во врем работы ДЭ посто нно вращаетс вместе с силовым ГЦ. За счет этого инородное тело, попавшее в зазор модул тора, будет истиратьс его рабочими поверхност ми до тех пор, пока его размеры не уменьшатс и оно не пройдет в зазор. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.The invention relates to downhole devices and can be used in telemetry systems for the operational control of downhole parameters during drilling. The purpose of the invention is to increase reliability by reducing the likelihood of the modulator clogging. The device comprises an outer case with a modulator placed in it in the form of a seat and a throttling element (DE) installed with an axial clearance relative to each other, a drive turbine, the rotor blades of which are placed on a power hydraulic cylinder (HZ) installed rotatably around its longitudinal axis, and functional elements. DE is fixed on the piston rod of the power GC. The working surfaces of the DE saddle can be equipped with nozzles of wear-resistant material and made of ribbed or multi-faceted. In order to stabilize the magnitude of hydraulic impulses, the ДЭ is installed with the possibility of a working stroke of at least the sum of the axial clearance length in the modulator and the working surfaces of the saddle and the ED. During operation, the TE is continuously rotated along with the power HZ. Due to this, a foreign body that has fallen into the modulator gap will be worn out with its working surfaces until its dimensions decrease and it does not pass into the gap. 1 hp f-ly. 3 il.
Description
Изобретекие относитс к скважинным устройствам и может быть использовано в телеметрических системах оперативного контрол забойных параметров при бурении.The inventions relate to downhole devices and can be used in telemetric systems for the operational monitoring of downhole drilling parameters.
Цель изобретени - повьпиение надежности за счет снижени веро тности засорени модул тора, а также стабилизаци величины гидроимпульсов.The purpose of the invention is to increase reliability by reducing the likelihood of the modulator clogging, as well as stabilizing the magnitude of the hydraulic impulses.
На фиг.1 и 2 представлено устройство , общий вид; на фиг.З - модул тор.Figure 1 and 2 shows the device, a general view; on fig.Z - modulator.
Внутри наружного корпуса 1 в верхней его части установлено седло 2, В средней части установлен цилиндрический герметичный внутренний корпус 3, в.котором размещены редуктор 4, генератор 5, гидроблок 6 с насосом 7, электрогидрораспределитель 8 с электромагнитом 9 и редукционный клапан 10. Гидрораспределитель 8 представл ет собой цилиндрический плунжер, установленный с возможностью перемещеш1 вдоль своей продольной оси. К верхней части цилиндрического герметичного корпуса 3 присоединен гидроцилиндр 11, на наружной боковой поверхности которого установлены роторные лопатки 12 приводной турбины. К верхнему торцу гидроцилиндра 11 присоединен компенсатор 13, выполненный в виде эластичного рукава, а сам гидроцилиндр 11, внутри которого помещены поршень 14 и шток 15, установлен в подшипниках 16 и 17. Нижний конец штока 15 примыкает к поршню 14,A saddle 2 is installed in the upper part of the outer casing 1, a cylindrical hermetic inner casing 3 is installed in the middle part, the gearbox 4, generator 5, hydraulic unit 6 with pump 7, electro-distributor 8 with electromagnet 9 and reducing valve 10 are located in it. is a cylindrical plunger installed with the possibility of displacement 1 along its longitudinal axis. A hydraulic cylinder 11 is attached to the upper part of the cylindrical sealed housing 3, on the outer side surface of which the rotor blades 12 of the driving turbine are mounted. The upper end of the hydraulic cylinder 11 is connected to a compensator 13, made in the form of an elastic sleeve, and the hydraulic cylinder 11, inside which the piston 14 and the rod 15 are placed, is mounted in bearings 16 and 17. The lower end of the rod 15 is adjacent to the piston 14,
10ten
мент, который от гидроф1.чйндра 11 через 1Ш10ИКУ 18 и шток 15 iiepe;i,aeTCH на дросселирующий элемент 19. Одновременно крут исий момент посредством зала 23 передаетс на редуктор 4 и далее на вал генератора 5 и насоса 7. Жидкость, перекачиваема насосом 7, направл етс по напорной линии 20 в гидроцилиндр 11 и, параллельно, в гидрораспределитель 8, щлиндрические золотники которого могут перемещатьс вдоль cBoei i продольной оси. При отсутствии сигнала от электронного блоThe coping is from hydraulic 11. 11 through 1 1810 and stem 15 iiepe; i, aeTCH to throttling element 19. At the same time, torque is transmitted through hall 23 to gear 4 and then to shaft of generator 5 and pump 7. Liquid pumped 7 , is directed along the pressure line 20 to the hydraulic cylinder 11 and, in parallel, to the hydraulic distributor 8, the cylindrical spools of which can move along cBoei i the longitudinal axis. In the absence of a signal from the electronic unit
а сам шток 15 пропущен насквозь через 5 перепускное отверстие 29 откры- гидроцилиндр 11, с которым он вэаимо- то, и вс жидкость идет на слив в действует посредством пшонки 18, иполость 28. В напорной линии нет изкомпе«сатор 13, и на верхнем концебыточного давлени , поршень 14 нахоштока 15 установлен дросселирующий элемент 19. В корпусах гидроблока 6, 20 электрического генератора 5 и редукдитс в крайнем 1дажнем положении и зазор в модул торе максимгшен. При поступлении сигнала от электронного блока 30 срабатывает электромагнит 9, управл ющий электрогидрораспредепите- лем 8, и отверстие 29 перекрываетс . Жидкость от насоса 7 поступает в напорную линию 20, давление в линии, а стало быть и под поршнем 14, повышаетс , поршень 14 перемещаетс вверх, перемеща пток 15 и дросселирующий элемент 19. При этом зазор в модул торе уменьшаетс , и перепад даБле{1ИЯ бурового i ac i Bopa увеличиваетс . Воз 1икает импульс давлени . Необходима величина импульса известна заранее и она не должна зависеть от износа элементов модул тора, остава сь посто нной. В устройстве это условие обеспечиваетс тем, что гидроблок 6 снабжен редукционным клапаном 10, настраиваемым на поддержание в напорной лин1-(и 20 посто нного давлени , достаточного, чтобы обеспечить такое усилие на поргане, чтобы оно равн лось заранее известному усилию, действующему на дросселируюииш элемент 19 во импульса, а ограничитель хода поршн вверх установлен на рассто нир эт В рхнего торца порш- { 14, определ емом из следующих соображений: при работе модул тора, за счет абразивного воздействи бурового раствора, наиболее сильно будут изнашиватьс кромки износостойких насадок, обращенные друг к другу и образующие рабочий зазор, т.е. верхн кромка насадки дросселирующего элемента 19 и нижн рабоча кромка седла 2. Очевидно, что работоспособность модул тора сохранитс вплоть до износа всей длины рабочих поверхтора 4 выполнена напорна лини 20. , Устройство снабжено уплотнением 21, например, торцового типа, установлен25and the rod 15 is passed through through 5 bypass opening 29, the hydraulic cylinder 11, with which it is completely and all the liquid goes into the drain, operates through pshonka 18, and the cavity 28. In the pressure line there is no izkomp “sator 13, and on the upper the end pressure pressure, the piston 14 of the bore 15 has a throttling element 19. In the housings of the hydraulic unit 6, 20 of the electric generator 5, it is reduced in the extreme one position and the clearance in the modulator is maximized. When a signal is received from the electronic unit 30, the electromagnet 9 is activated, the control electrohydraulic distributor 8, and the aperture 29 closes. The fluid from the pump 7 enters the pressure line 20, the pressure in the line, and hence under the piston 14, rises, the piston 14 moves upward, moving the flow 15 and the throttling element 19. At the same time, the clearance in the modulator decreases, and drilling i ac i Bopa increases. A pulse of pressure rises. The required magnitude of the pulse is known in advance and it should not depend on the wear of the modulator elements, while remaining constant. In the device, this condition is ensured by the fact that the hydraulic unit 6 is equipped with a pressure reducing valve 10 that is adjustable to maintain in the pressure line 1 (and 20 constant pressure sufficient to ensure such a force on the porgan to be equal to the previously known force acting on the throttling element 19 in pulse, and the upstroke of the piston stroke is set to the distance at the outer end of the piston - 14, determined from the following considerations: when the modulator is working, due to the abrasive effect of the drilling fluid, The edges of the wear-resistant nozzles facing each other and forming the working gap will wear out, i.e. the upper edge of the nozzle of the throttling element 19 and the lower working edge of the saddle 2. Obviously, the modulator will work until the entire length of the working surfaces 4 is worn. 20. The device is equipped with a seal 21, for example, face type, installed25
30thirty
ным между гидроцилиндром 11 и цииндрическим герметичным корпусом 3, уплотнени ми 22 между входным валом 23 и корпусом редуктора 4, уплотнени ми 24 в стыках 25 цилиндрического герметичного корпуса 3. В устройстве выполнены полости 26 и 27, предназнаенные дл заполнени буферным матеиалом с целью предохранени компенсатора 13 и уплотнени 21 от непосредственного агрессивного воздействи бурового раствора. Полость 28 цилинд- рического герметичного корпуса 3 заполнена рабочей жидкостью, например, высокотемпературной силиконовой. В гидроблоке 6 выполнено перепускное отверстие 29, сообщающее напорную линию 20 с полостью 28, В нижней части переводника 1 установлены электронный блок 30 и комплекс датчиков 31, св занные между собой электричес- КИМ кабелем 32. Седло 2 и дросселирующий элемент 19 образуют модул тор устройства. С переводником 1 жестко св заны статорные лопатки 33 приводной турбины. Дросселирующий элемент 19 и седло 2 снабжены износостойкими насадками 34 и 35 с рабочими поверхност ми 36 и 37 и установлены с осевым зазором 38 относительно друг друга.between the hydraulic cylinder 11 and the cyindric sealed enclosure 3, seals 22 between the input shaft 23 and the gearbox housing 4, seals 24 in the joints 25 of the cylindrical sealed enclosure 3. The device has cavities 26 and 27 intended to fill the buffer material in order to protect the compensator 13 and seals 21 from the direct attack of the drilling fluid. The cavity 28 of the cylindrical sealed enclosure 3 is filled with a working fluid, for example, high-temperature silicone. In the hydroblock 6, a bypass hole 29 is made, which connects the pressure line 20 to the cavity 28. An electronic unit 30 and a set of sensors 31 are connected to the lower part of the sub 1 and connected with each other by an electric KIM cable 32. The saddle 2 and the throttling element 19 form a device modulator . With the sub 1, the stator vanes 33 of the drive turbine are rigidly connected. The throttling element 19 and the saddle 2 are provided with wear-resistant nozzles 34 and 35 with working surfaces 36 and 37 and are installed with an axial clearance 38 relative to each other.
4040
4545
5050
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При прохоткдении бурового раствора . (показан стрелками) через приводную турбину 12, 33 возникает крут щий моIn the course of drilling mud. (shown by arrows) through the driving turbine 12, 33, a torsional engine occurs.
мент, который от гидроф1.чйндра 11 через 1Ш10ИКУ 18 и шток 15 iiepe;i,aeTCH на дросселирующий элемент 19. Одновременно крут исий момент посредством зала 23 передаетс на редуктор 4 и далее на вал генератора 5 и насоса 7. Жидкость, перекачиваема насосом 7, направл етс по напорной линии 20 в гидроцилиндр 11 и, параллельно, в гидрораспределитель 8, щлиндрические золотники которого могут перемещатьс вдоль cBoei i продольной оси. При отсутствии сигнала от электронного блоThe coping is from hydraulic 11. 11 through 1 1810 and stem 15 iiepe; i, aeTCH to throttling element 19. At the same time, torque is transmitted through hall 23 to gear 4 and then to shaft of generator 5 and pump 7. Liquid pumped 7 , is directed along the pressure line 20 to the hydraulic cylinder 11 and, in parallel, to the hydraulic distributor 8, the cylindrical spools of which can move along cBoei i the longitudinal axis. In the absence of a signal from the electronic unit
0 0
5five
00
00
5five
00
5five
дитс в крайнем 1дажнем положении и зазор в модул торе максимгшен. При поступлении сигнала от электронного блока 30 срабатывает электромагнит 9, управл ющий электрогидрораспредепите- лем 8, и отверстие 29 перекрываетс . Жидкость от насоса 7 поступает в напорную линию 20, давление в линии, а стало быть и под поршнем 14, повышаетс , поршень 14 перемещаетс вверх, перемеща пток 15 и дросселирующий элемент 19. При этом зазор в модул торе уменьшаетс , и перепад даБле{1ИЯ бурового i ac i Bopa увеличиваетс . Воз 1икает импульс давлени . Необходима величина импульса известна заранее и она не должна зависеть от износа элементов модул тора, остава сь посто нной. В устройстве это условие обеспечиваетс тем, что гидроблок 6 снабжен редукционным клапаном 10, настраиваемым на поддержание в напорной лин1-(и 20 посто нного давлени , достаточного, чтобы обеспечить такое усилие на поргане, чтобы оно равн лось заранее известному усилию, действующему на дросселируюииш элемент 19 во импульса, а ограничитель хода поршн вверх установлен на рассто нир эт В рхнего торца порш- { 14, определ емом из следующих соображений: при работе модул тора, за счет абразивного воздействи бурового раствора, наиболее сильно будут изнашиватьс кромки износостойких насадок, обращенные друг к другу и образующие рабочий зазор, т.е. верхн кромка насадки дросселирующего элемента 19 и нижн рабоча кромка седла 2. Очевидно, что работоспособность модул тора сохранитс вплоть до износа всей длины рабочих поверхностей 36 и 37 насадок 34 и 35, по- этому полный возможный ход поршн 14 должен быть не менее суммы длин рабочих поверхностей насадок и максимальной величины зазора в модул торе в осевом направлении. В данном устройстве дросселирующий элемент 19 перемещаетс вверх до тех пор, пока возрастающее усилие от увеличивающегос перепада давлени бурового раствора не остановит его. Таким образом, по мере износа насадок 34 и 35 ход поршн 14 при формировании информационного гидроимпульса будет увеличиватьс а величина информационного гидроимпульса будет оставатьс посто нной. Поскольку дросселирующий элемент 19 посто нно вращаетс относительно седла 2, то попавшее в зазор модул тора инородное тело будет истиратьс их рабочими поверхност ми до тех пор, пока его размеры не уменьшатс и оно не в зазор. Дл повьшеки долговечности указанные элементыThe position is extremely low and the clearance in the modulator is maximized. When a signal is received from the electronic unit 30, the electromagnet 9 is activated, the control electrohydraulic distributor 8, and the aperture 29 closes. The fluid from the pump 7 enters the pressure line 20, the pressure in the line, and hence under the piston 14, rises, the piston 14 moves upward, moving the flow 15 and the throttling element 19. At the same time, the clearance in the modulator decreases, and drilling i ac i Bopa increases. A pulse of pressure rises. The required magnitude of the pulse is known in advance and it should not depend on the wear of the modulator elements, while remaining constant. In the device, this condition is ensured by the fact that the hydraulic unit 6 is equipped with a pressure reducing valve 10 that is adjustable to maintain in the pressure line 1 (and 20 constant pressure sufficient to ensure such a force on the porgan to be equal to the previously known force acting on the throttling element 19 in pulse, and the upstroke of the piston stroke is set to the distance at the outer end of the piston - 14, determined from the following considerations: when the modulator is working, due to the abrasive effect of the drilling fluid, The edges of the wear-resistant nozzles facing each other and forming the working gap will wear, i.e. the upper edge of the nozzle of the throttling element 19 and the lower working edge of the saddle 2. Obviously, the modulator will work until the wear of the entire working surfaces of the 36 and 37 nozzles 34 and 35; therefore, the full possible stroke of the piston 14 must be no less than the sum of the lengths of the working surfaces of the nozzles and the maximum gap in the modulator in the axial direction. In this device, the throttling element 19 moves upward until an increasing force from the increasing pressure drop of the drilling fluid stops it. Thus, as the nozzles 34 and 35 wear out, the piston 14 stroke will increase during the formation of the information pulse and the value of the information pulse will remain constant. Since the throttling element 19 constantly rotates with respect to the saddle 2, the foreign body that has entered the modulator gap will be worn out by their working surfaces until its dimensions are reduced and it is not in the gap. For the durability of these elements
снабжены износостойкими насадками, а дл более эффективного перетирани и.нородных тел рабоча поверхность насадок может быть выполнена, например , ребристой или многогранной.equipped with wear-resistant nozzles, and for more efficient grinding and homogeneous bodies, the working surface of the nozzles can be made, for example, ribbed or multi-faceted.
При расположении электрогидрорас- пределител 8 а плоскости, перпендикул рной плоскости оси устройства, направление максимальньк виброускорений , возникающих при бурении, не совпадает с направлением движени золотников электрогидрораспределител 8 и сердечника электромагнита 9, заWhen the electrohydraulic distributor 8 is positioned in the plane perpendicular to the plane of the device axis, the direction of maximum vibration accelerations arising during drilling does not coincide with the direction of movement of the electrohydraulic distributor 8 spools 8 and electromagnet core 9,
Q 5 5Q 5 5
00
00
5five
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884309060A SU1490268A1 (en) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Arrangement for transmitting hole-bottom data via hydraulic communication channel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884309060A SU1490268A1 (en) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Arrangement for transmitting hole-bottom data via hydraulic communication channel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1490268A1 true SU1490268A1 (en) | 1989-06-30 |
Family
ID=21328878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884309060A SU1490268A1 (en) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | Arrangement for transmitting hole-bottom data via hydraulic communication channel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1490268A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999039080A1 (en) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Alexandr Jurievich Ropyanoi | Device for transmitting information from the bottom of a bore-hole |
| RU2557270C1 (en) * | 2011-11-14 | 2015-07-20 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Device and method for obtaining of data transmission impulses in drilling column |
| RU2651822C1 (en) * | 2014-05-14 | 2018-04-24 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Method and device for generation of pulses in fluid column in the well |
| US10053919B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-08-21 | Schlumberger Technology Corporation | Moveable element to create pressure signals in a fluidic modulator |
| CN114008295A (en) * | 2019-07-03 | 2022-02-01 | 贝克休斯油田作业有限责任公司 | Force balanced reciprocating valve |
-
1988
- 1988-07-14 SU SU884309060A patent/SU1490268A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент US fr 4184545, кл. Е 21 В 47/022, опубл. 1980. Патент GB № 2123458, кл. Е 21 В 47/12, опубл. 1983. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999039080A1 (en) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Alexandr Jurievich Ropyanoi | Device for transmitting information from the bottom of a bore-hole |
| RU2557270C1 (en) * | 2011-11-14 | 2015-07-20 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Device and method for obtaining of data transmission impulses in drilling column |
| US10053919B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-08-21 | Schlumberger Technology Corporation | Moveable element to create pressure signals in a fluidic modulator |
| RU2651822C1 (en) * | 2014-05-14 | 2018-04-24 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Method and device for generation of pulses in fluid column in the well |
| US10465508B2 (en) | 2014-05-14 | 2019-11-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for generating pulses in a fluid column |
| CN114008295A (en) * | 2019-07-03 | 2022-02-01 | 贝克休斯油田作业有限责任公司 | Force balanced reciprocating valve |
| CN114008295B (en) * | 2019-07-03 | 2023-10-31 | 贝克休斯油田作业有限责任公司 | Force balance reciprocating valve |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7417920B2 (en) | Reciprocating pulser for mud pulse telemetry | |
| US4276003A (en) | Reciprocating piston pump system with screw drive | |
| US4145165A (en) | Long stroke pump | |
| CA2423661C (en) | Method and apparatus for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well | |
| EP0395420B1 (en) | Electro-hydraulic actuator | |
| US9238965B2 (en) | Rotary pulser and method for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well | |
| US6626253B2 (en) | Oscillating shear valve for mud pulse telemetry | |
| US7250873B2 (en) | Downlink pulser for mud pulse telemetry | |
| US6898150B2 (en) | Hydraulically balanced reciprocating pulser valve for mud pulse telemetry | |
| US3802803A (en) | Submersible screw pump | |
| JP2006509954A (en) | Liquid speed increasing power transmission device for water hydrodynamic turbine | |
| RU2655497C2 (en) | Agitator with oscillating weight element | |
| CN208534402U (en) | A kind of hydroscillator | |
| US6568485B2 (en) | Stalled motor by-pass valve | |
| SU1490268A1 (en) | Arrangement for transmitting hole-bottom data via hydraulic communication channel | |
| US4669961A (en) | Thrust balancing device for a progressing cavity pump | |
| CN112377133B (en) | Controllable pulse nipple | |
| KR100838813B1 (en) | Method and apparatus for returning the drain oil of a hydraulic motor | |
| US4752192A (en) | Rotating drum pump having a plurality of fluid driven pistons | |
| CN114718443A (en) | Drilling tool, drilling method and drilling guiding method | |
| RU2215139C1 (en) | Generator-multiplier for supply of bottomhole telemetering system | |
| CN1287590A (en) | Drive head for a rotary-driven rod assembly, especially for driving a sand pump | |
| RU2119035C1 (en) | Rotary-spiral hydraulic motor | |
| GB2407598A (en) | Transmitting information down hole using a pulser | |
| RU2166668C1 (en) | Electrohydraulic oil-well pumping unit |