SU404930A1 - УСТРОЙСТВО дл ЗАМЕРА И ЗАПИСИ РАДИАЛЬНЫХ УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА БУРИЛЬНУЮ КОЛОННУ - Google Patents

Description

1

Устройство относитс  к технике исследовани  работы бурильной колонны в скважине как при турбинном, так и при роторном бурении .

Известно устройство дл  замера и записи радиальных усилий, действуюш;их на бурильную колонну в скважине, состо щее из корпуса , плавающей втулки, чувствительных элементов и регистрирующего прибора с записывающим механизмом.

На работу чувствительных элементов такого устройства вли ет гидростатическое давление жидкости затрубного пространства, что значительно снижает чувствительность устройства и качество замеров.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известного тем, что оно снабжено размещенным в корпусе уравнительным узлом, выполненным в виде блока жестко св занных порщней, взаимодействующих с чувствительными элементами .

Это позвол ет повысить точность измерений.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство дл  замера и записи радиальных усилий, действующих на бурильную колонну в скважине , продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Устройство дл  определени  величин и записи радиальных усилий, действующих на колонну бурильных труб в месте контакта со

кважиной, состоит из проводника 1 и присоединенного к нему корпуса 2, имеющего в раиально расположенных полост х п ть чувствительных элементов (толкателей) 3, наружвые поверхности которых образуют разомкнутую правильную цилиндрическую поверхность. Фиксацию толкателей 3 в осевом направлении обеспечивают регулировочна  шайба 4 и установочные втулки 5 и 6. Концы толкателей,

имеющие форму клина и направленные к продольной оси симметрии корпуса 2, упираютс  в упорный бурт системы сдвоенных посредством штока 7 поршней 8 и 9, имеющих уплотнительные резиновые кольца 10. Рабочие полости цилиндров порщней 8 и 9, заполн емые практически несжимаемой жидкостью, св заны между собой каналом 11 с отверсти ми 12 и 13, а посредством обратного клапана 14 при помощи штуцера 15 и трубки 16 - с

датчиком давлени  серийного глубинного манометра 17.

Глубинный манометр 17, имеющий записывающее устройство, которое фиксирует на

диаграмме показани  датчика давлени  с часовым механизмом, установлен в специальной оправке 18, снабженной дл  гащени  возможной вибрации упругими элементами в виде резиновых втулок 19 и пружины 20. Оправка

1й выполнена с двум  окнами 21.

Дл  облегчени  приведени  толкателей 3 в первоначальное положение служат пружины 22, обладающие дл  этого необходимой характеристикой .

Предлагаемое устройство может быть установлено в любом месте бурильной колонны посредством предусмотренных,дл  этой цели конических резьб 23 и 24 соответственно на проводнике 1 и корпусе 2.

Так как предлагаемое устройство может примен тьс  в процессе бурени  скважины, оно рассчитано на передачу через себ  крут щего момента и обеспечение протока промывочной жидкости через окна 25 и каналы 26.

Дл  полной передачи воздействи  радиального усили , возникающего в контакте бурильной колонны со стенкой скважины, через толкатели 3 на упорный бурт поршн  8 предусмотрена установка плавающей втулки 27, способной перемещатьс  между регулировочной шайбой 4 и уступом установочной втулки 5.

Величины зазоров между поверхност ми полостей в корпусе и соответствующими (Поверхност ми толкателей, а также величины их смежных радиальных замеров устанавливаютс  такими, чтобы исключить возможное заклинивание толкателей в указанных полост х и точно обеспечить направ,гение движени  толкателей .

При наличии радиального усили  в контакте бурильной колонны со стенкой скважины оно воздействует на плавающую втулку 27, заставл   ее перемещатьс  в сторону направлени  усили . Радиальное усилие, а вместе с тем и соответствующее перемещение плавающей втулки 27 передаетс  толкател м 3, так как они наход тс  в непосредственном контакте между собой. Перемеща сь, толкатель 3 сжимает пружину 22 и своей .клиновой частью оказывает давление на упорный бурт поршн  8, заставл   блок порщней 8 и 9 перемещатьс  в направлении снизу вверх. Движение блока поршней в направлении снизу вверх вызывает повышение давлени  в замкнутой системе: над поршнем 8 и в полости цилиндра под поршнем 8, в отверстии 12, над обратным клапаном 14, штуцером 15, в трубке 16 и в датчике давлени  глубинного записываюшего манометра 17. Повышение давлени  над поршнем 8 диктуетс  записывающим механизмом предлагаемого устройства.

При исчезновении воздействи  радиального усили  на бурильную колонну повышенное

давление в полост х над порщнем 8 оказывает силовое воздействие соответственно на поршни

8и 9, заставл   их перемещатьс  в направлении сверху вниз до первоначального положеНИИ . При этом потенциальна  энерги  пружины 22, снсатой при первоначальном движении толкател  3, перемещает толкатель до упора в установочные втулки 5 и 6. Ввиду того, что полости под поршнем 8 и над поршнем 9, св занные с затрубным .пространством через имеющиес  зазоры в местах установки толкателей 3, посто нно наход тс  под воздействием гидростатического давлени  жидкости, наход щейс  в затрубном положении, то изменение

давлени  над поршнем 8, фиксируемое записывающим механизмом, будет соответствовать только радиальным усили м, действующим на контакте плавающей втулки со стенкой скважиаы . Таким образом, давление в затрубном

пространстве, благодар  наличию блока поршней 8 и 9, не оказывает вли ни  на индикатор давлени  манометра 17.

Так как в погруженном вместе с бурильной колонной в скважину устройстве на норшень

8 снизу и на поршень 9 сверху воздействует гидростатическое давление затрубного пространства , то возникает усилие, стрем щеес  поршень 8 переместить вверх, а норшень 9 - вниз. Эти усили  уравновешиваютс  и не вызывают неремещени  блока порщней, так как разность давлений в измерительной системе и ниже поршн  9 устанавливаетс  за счет применени  поршней с разными нлон1ад ми сечени .

Обратный клапан необходим дл  стравливани  избыточного давлени  в канале 11, отверсти х 13, в рабочей полости над поршнем

9в момент занрав,ки устройства рабочей жидкостью или попадани  извне промывочной

жидкости.

Предмет изобретени 

Устройство дл  замера и записи радиальных усилий, действующих на бурильную колонну в скважине, включающее корпус, плавающую втулку, чувствительные элементы, регистрирующий прибор с записывающим механизмом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, оно снабжено размещенным в корнусе уравнительным узлом, вынолненным в виде блока жестко св занных норщней, взаимодействующих с чувствительными элементами .

23

Z

27