SU240626A1

SU240626A1 - AUTONOMOUS DEVICE TELEPHONE SYSTEM SENSOR

Info

Publication number: SU240626A1
Application number: SU1194865A
Authority: SU
Inventors: К. Саркисов И.
Original assignee: Азербайджанский филиал Всесоюзного научно исследовательского; института геофизических методов разведки

Description

Известен датчик системы телеуправлени автономного прибора дл каротажа в процессе бурени , выполненный в виде турбогенератора , который реагирует на изменение рас.хода жидкости и формирует сигналы управлени прибором.A known sensor of the remote control system of an autonomous device for logging while drilling is made in the form of a turbogenerator, which reacts to a change in the flow rate of the fluid and generates control signals for the device.

Известны автономные управл емые приборы дл каротажа скважин в процессе бурени , аппаратура которых по сигналам управлени , посылаемым с поверхности, включаетс на измерение и регистрацию. Известны также способы прив зки диаграммы к глубине скважины , при которых измерение и регистраци идут непрерывно, а сигналы, посылаемые с поверхности , отмечаютс на диаграмме как марки глубины.Autonomous controlled devices for well logging in the drilling process are known, the apparatus of which, according to control signals sent from the surface, is switched on for measurement and recording. Methods are also known for tying a chart to the depth of a well, at which measurement and recording proceed continuously, and signals sent from the surface are marked on the chart as marks of depth.

Один из способов телеуправлени скважинным прибором состоит в том, что сигнал телеуправлени формируетс изменением расхода промывочной жидкости.One of the methods for remote control of a downhole tool is that the remote control signal is generated by varying the flow rate of the washing fluid.

В одном из известных вариантов приема сигналов телеуправлени в качестве датчика приемника сигналов телеуправлени , представленных изменением расхода жидкости, используетс автономный турбогенератор - источник питани аппаратуры скважинного прибора , т. е. изменение скорости вращени турбогенератора при изменении расхода жидкости формирует сигнал управлени в виде излгенени напр жени , снимаемого с генератора .In one of the known options for receiving telecontrol signals, an autonomous turbogenerator is used as a sensor for remote control signals, represented by a change in fluid flow, a source of equipment for a downhole tool, i.e., a change in the speed of rotation of a turbogenerator when the flow rate changes removed from the generator.

В случае же житани автономного прибора от сухих элементов необходимо вводить в аппаратуру турбогенератор-датч1 к сигналов управлени .In the case of the life of an autonomous device from dry elements, it is necessary to introduce into the equipment the turbogenerator-sensor 1 to the control signals.

Такой датчик конструктивно сложен (турбина , генератор, уплотнение вала между турбиной и генератором и др.) и малонадежен.Such a sensor is structurally complex (turbine, generator, shaft seal between the turbine and the generator, etc.) and is not very reliable.

На врем спуска автономного прибора в буровой инструмент его аппаратуру отключают от источника питани , чтобы избежать бесполезного расхода энергии и диаграммной ленты . Дл включени аппаратуры в момент бурени используют реле времени, настроенное на определенный момент. При таком способе включени врем включени аппаратуры расходитс , и иногда значительно, с временем бурени . При наращивании и подъеме инструмента аппаратура продолжает работать.At the time of the descent of the autonomous device into the drilling tool, its equipment is disconnected from the power source in order to avoid wasting energy and the chart tape. To turn on the equipment at the time of drilling, use a time relay configured for a certain moment. With this method of switching on, the switching time of the apparatus diverges, and sometimes significantly, with the drilling time. When building and lifting tools, the equipment continues to work.

В предлагаемом датчике задающий элемент состоит из вертушки с осью, подвижно размещенной в скольз щем подшипнике, и гофрированной мембраны, жестко и герметично соединенной с осью вертушки и корпусом датчика. Исполнительный элемент состоит из гибкого контакта и двухобмоточного соленоида.In the proposed sensor, the driver element consists of a turntable with an axis movably placed in a sliding bearing, and a corrugated membrane rigidly and hermetically connected to the axis of the turntable and the sensor housing. The actuating element consists of a flexible contact and a double-winding solenoid.

сигналов телеуправлени независимо от глубины скважины. Нар ду с этим угфощаетс конструкци датчика и иовышаетс его надежность .remote control signals regardless of the depth of the well. Along with this, the design of the sensor is enhanced and its reliability is enhanced.

Ьа оси вертушки, с целью повышени четкости срабатывани датчика, предусмотрен ограничитель враш,ени .In the axis of the turntable, in order to increase the definition of sensor response, a vras limiter is provided.

На чертеже изображена головка автономного скважинного прибора с датчиком ириемника сигналов управлени .The drawing shows the head of an autonomous downhole tool with a control signal sensor and receiver.

Между иатрубком /, наход и1,имс в призабойиой части колонны бурильных труб, и трубой 2 подвешивают автономный скважинный ирибор.Between the pipe I, found I1, in the near-bottom part of the drill pipe string, and pipe 2, an independent downhole iribor is suspended.

Головка автономного ирибора выполнена в варианте, ири котором датчик монтируетс в ней. К головке же кренитс шасси с аииаратурой автоиомного ирибора, котора заш,иш,ена от попадани раствора прочным корпусом 3 с уплотнением 4 (резиновое кольцо).The head of an autonomous iribor is made in the version, where the sensor is mounted in it. To the head, however, there is a chassis with an autoiomic and rifle aioreture, which is zash, ish, en from the solution getting in a robust housing 3 with a seal 4 (rubber ring).

Головка скважинного прибора состоит из корпуса 5 и диска 6 дл иодвески ирибора с отверсти ми 7 дл прохождени глинистого раствора.The head of the downhole tool consists of a body 5 and a disk 6 for iodic suspension and a mouth with holes 7 for the passage of the mud.

В выточке в верхней части корпуса 5 расположен датчик, состо ш,ий из вертушки (ротор турбины) 8 на оси Я ироход ш,ей через мембрану W, котора герметично нрииа на к корпусу и к оси 9.In the groove in the upper part of the housing 5 there is a sensor consisting of a spinner (turbine rotor) 8 on the axis I and a port, through the membrane W, which is hermetic to the body and to the axis 9.

При использовании мембраны из резины места соединени ее с валом и корпусом уплотн ютс самим материалом мембраны.When using a rubber membrane, the joints with the shaft and housing are sealed by the membrane material itself.

Ось 9 из ферромагнитного материала проходит через металлическую втулку 11, опирающуюс на втулку 12 из изол ционного материала , котора сидит на дне выточки корпуса 5. Обе втулки фиксируютс распорным пружинным кольцом 13. Между втулкой // и выступом на оси 9 в зоне мембраны находитс иружина 14, работающа па сжатие.The axis 9 of ferromagnetic material passes through a metal sleeve 11 supported on the sleeve 12 of insulating material that sits at the bottom of the undercut of the body 5. Both sleeves are fixed by an expansion ring 13. The sleeve is located in the area of the membrane and the protrusion on the axis 9. 14, working on compression.

Нижний конец оси 9 расположен внутри двухобмоточного соленоида 15. На изол ционной втулке 12 укреплен контакт 16. Провода от соленоида 15 и контакта 16 проход т через групповое сальниковое уплотнение, состо щее из стекловолокнистых пробок 17 и 18 и резиновой иробки 19.The lower end of the shaft 9 is located inside the double-winding solenoid 15. Pin 16 is fastened on the insulating sleeve 12. The wires from the solenoid 15 and pin 16 pass through a group packing consisting of fiberglass plugs 17 and 18 and a rubber tube 19.

В каждой пробке имеетс отверстие под диаметр проводов, которые проход т в аппаратуре скважинного прибора. Г1робки поджимаютс гайкой 20 с отверстием по центру дл прохождени проводов.Each plug has a hole for the diameter of the wires that pass through the equipment of the downhole tool. The helmets are pressed by a nut 20 with a hole in the center for the passage of wires.

Такие групповые уплотнени в скважинных геофизических нриборах допускают работу при больших давлени х.Such group seals in downhole geophysical instruments allow operation at high pressures.

Внутреннюю полость датчика заливают непровод щей и несжимаемой жидкостью через отверсти внутри оси с выходом в полость датчика через окна 21 и входом в верхнем торце оси, закрываемым после заливки уплотн емым винтом 22.The internal cavity of the sensor is filled with a non-conductive and incompressible fluid through the holes inside the axis with the exit to the sensor cavity through the windows 21 and the entrance to the upper end of the axis, which is closed after pouring with a sealing screw 22.

Принцин действи датчика сводитс к следуюплему .The principle of the sensor is reduced to the following problem.

До прокачки раствора мембрана 10 находитс в среднем нейтральном положении. Вес вертушки (ротора турбины) уравновешиваетс иружиной 14.Before pumping the solution, the membrane 10 is in a neutral middle position. The weight of the turntable (turbine rotor) is balanced by the grip 14.

При прокачке бурового раствора ротор 8 турбины испытывает два усили : осевое и касательное к окружности ротора. Первое усилие стремитс опустить ось 9, а второе - повернуть ротор. Второму усилию нрен тствует жесткость мембраны, котора имеет гофры в виде концентрических кругов, т. е. мембрана способна работать на изгиб, но не на закручивание .When pumping mud, the rotor 8 of the turbine experiences two forces: axial and tangent to the circumference of the rotor. The first force tends to lower the axis 9, and the second to turn the rotor. The second force is obstructed by the rigidity of the membrane, which has corrugations in the form of concentric circles, i.e., the membrane is able to work for bending, but not for twisting.

Усилие, стрем щеес опустить ось 9, после оиределенного смещени оси, определ емого расходом (скоростью) жидкости, уравновещиваетс силой сжати пружины 14. При этомThe force that the axis 9 descends to lower, after the determined displacement of the axis, determined by the flow rate (velocity) of the fluid, is balanced by the compressive force of the spring 14. In this case

мембрана прогибаетс в средней части и выпучиваетс в части, прилегающей к корпусу. При применении двух мембран перва только прогибаетс , а втора - выгибаетс . Пружину 14 рассчитывают так, что при минимально возможном дл бурени расходе жидкости ось 9, коснувшись контакта 16, включает ирибор.the membrane bends in the middle part and bulges in the part adjacent to the body. When two membranes are used, the first one only bends, and the second is arched. The spring 14 is calculated so that at the minimum possible for drilling fluid flow, the axis 9, having touched the contact 16, turns on the device.

При больших расходах жидкости ось 9, опускаетс ниже и отгибает контакт 16, не нарушив электрической св зи с ним. Таким образом , при прокачке жидкости включаетс аппаратура автономного прибора.At high flow rates, the axis 9, descends below and bends the contact 16, without disturbing the electrical connection with it. Thus, when pumping a fluid, the apparatus of an autonomous device is turned on.

При изменении расхода жидкости ось 9 измен ет свое положение внутри соленоида 15,When the flow rate changes, axis 9 changes its position inside the solenoid 15,

измен тем самым коэффициент взаимосв зи между его обмотками, и при этом генерируетс импульс.thereby changing the coefficient of interconnection between its windings, and a pulse is generated.

Приемное устройство реагирует не на абсолютное значение коэффициента взаимосв зи,The receiving device does not respond to the absolute value of the interconnection coefficient,

а на отношение двух коэффициентов взаимосв зи , заданных в определенном промежутке времени. При закодированной последовательности изменени расхода жидкости с выхода соленоида снимаетс кодированна носледовательность импульсов, котора , проход через электронное избирательное устройство, в случае соответстви сн той последовательности импульсов заданной, включает аппаратуру автономного прибора на измерение и регистрацию или регистрирует метки глубины на диаграмме .and on the ratio of two interconnection coefficients specified in a certain time interval. With the coded sequence of changes in fluid flow from the solenoid output, a coded sequence of pulses is removed, which, when passing through an electronic selective device, if the sequence of pulses matches a given sequence, switches on the equipment of an autonomous device for measuring and recording or recording depth marks on the diagram.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Sensor of a remote control system of an autonomous device for logging while drilling, intended to turn on the equipment of an independent device and extract remote control signals, represented by a change in fluid flow, consisting of a housing specifying and actuating elements, characterized in that in order to activate the equipment of an independent device only when drilling a well, extracting the signals of a tele-simplification of the sensor design and increasing its reliability, will the sensor element consist of a turntable with an axis moving placed in a sliding bearing, and the bellows is rigidly and hermetically connected to the axle and vertuschki sensor housing.

and the actuator consists of a flexible contact and a double-winding solenoid.

2. The sensor according to claim 1, characterized in that in order to increase the clarity of its operation, a rotation limiter is provided on the axis of the vane.