SU875007A1 - Устройство дл передачи информации по гидравлическому каналу - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО ГИДРАВЛИЧЕСКОМУ КАНАЛУ

Изобретение относитс  к области измерений на рассто нии и может быть использовано дл  контрол  физических параметров в процессе бурени  нефт ных и газовых скважин.

Известно устройство, основанное на передаче информации по гидравлическому каналу. В устройстве используетс  цементировочна  пробка, котора , достигнув башмака обсадной колонны, перекрывает промывочный канал. Резкое повышение давлени  нагнетани  свидетельствует о том, что весь цемент из колонны вытеснен в затрубное пространство 1.

Недостаток такого устройства состоит в том, что его информаци  ограничиваетс  только двум  сигналами «Открыто - «Закрыто и не позвол ет судить о других параметрах .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство, в котором информаци  передаетс  сигналами в виде гидравлических импульсов, частота которых, например, пропорицональна величине осевой нагрузки на долото.

В этом устройстве долото давит на поршень в гидроцилиндре. Возникающее гидравлическое давление передаетс  на торец сильфона, состо щего из двух камер, соединенных между собой дросселирующим отверстием . Через камеры проходит щток, взаимодействующий с запорным клапаном, включающим в действие на один возвратнопоступательный цикл поршневую систему исполнительного клапана, В течение этого цикла происходит кратковременное закрытие основного проходногоканала, сопровождающеес  повышением давлени . Кратковременное повышение давлени  служит сигна10 лом на поверхность. Одновременно происходит вытеснение жидкости в нижнюю камеру сильфона. Таким образом, цикл заканчиваетс  возвращением механизма в исходное положение .

Период времени до включени  механиз15 ма на выполнение следующего цикла зависит от осевой нагрузки на долото. При больщей нагрузке происходит более быстрый переток жидкости через дросселирующие отверстие из нижней камеры в верхнюю и бо20 лее быстрое открытие щтоком запорного клапана , включающего механизм исполнительного клапана на следующий цикл. Частота повторени  циклов, регистрируема  на поверхности в виде гидроимпульсов, служит мерой осевой нагрузки на долото.

Энерги  дл  осуществлени  возвратнопоступательного движени  в устройстве приобретаетс  из энергии нагнетани  бурового раствора, дл  чего имеютс  две ступени дросселировани  бурового раствора, обеспечивающие необходимый перепад давлений. Одна ступень в зоне исполнительного клапана, друга  - над долотом 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  наличие ступеней дросселирован, привод щее к посто нной потере давлени .

Кроме того, ввиду наличи  в буровом растворе крупных частиц возможно засорение дросселирующих отверстий, что приводит не только к искажению показаний устройства, но и к осложнени м процесса бурени . С другой стороны возможен абразивный износ дросселирующих отверстий, что тоже приводит к нарушению показаний устройства и к сокращению срока его службы.

Цель изобретени  - повышение точности передачи информации на поверхность.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено  корем, подвешенным на оси, причем одна сторона  кор  выступает в гидравлический канал, а друга  имеет упор в шток при смещении последнего из исходного положени .

На фиг. 1 показано устройство в исходном положении; на фиг. 2 - то же, в процессе замера величины перемещени ; на фиг. 3-то же, в процессе передачи информации; на фиг. 4 - разложение сил, действующих на  корь.

Устройство снабжено выдвижным щупом 1, выполненным в виде щтока подпружиненного поршн  2, последний расположен в гидроцилиндре 3, снабженном дросселирующим отверстием 4 и обратным клапаном 5. Шток 6 своей верхней частью служит фиксатором подпружиненному клапану 7, перекрывающему гидравлический канал 8. При этом св зь между штоком и клапаном осуществл етс  через качающийс   корь 9.

В данном примере устройства предназначено дл  передачи информации об осевом усилии на долото 10, по которому суд т о величине сжати  пружины 11 и, соответственно , величине входа долота в корпус устройства.

Устройство может входить в компановку бурильной колонны. В процессе нагнетани  бурового раствора клапан 7 отжимаетс  потоком бурового раствора и не преп тствует нормальному движению жидкости (фиг. 1).

Работа устройства происходит следующим образом.

Перед осуществлением замера кратковременно прекращают нагнетание бурового раствора и приподнимают бурильную колонну . Под действием пружины клапан 7, отклон    корь 9, входит в канал 8. После

этого колонну опускают и привод т в состо ние , при котором намерены определить осевое усилие на долото. Под действием осевого усили  пружина 11 сжимаетс , а щуп 1, отжатый долотом 10, поднимает поршень

2, вытесн   жидкость из гидроцилиндра 3 через обратный клапан 5 (фиг. 2).

Таким образом, щупом 1 производ т замер величины перемещени  долота 10, что соответствует величине сжати  пружины или усилию .на долото.

- Дл  передачи результатов замера бурильную колонну приподнимают и возобновл ют нагнетание бурового раствора (фиг. 3). Однако клапан посредством штока 6 и  кор  9 фиксируетс  от перемещени  вниз и,

перекрыва  канал 8, преп тствует нормальной циркул ции бурового раствора. На поверхности это про вл етс  повышенным давлением нагнетани . .Момент сн ти  нагрузки с долота служит началом передачи на поверхность информации и  вл етс  сигналом

начала отсчета времени. После отхода долота 10 от щупа 1 поршень 2 под действием пружинь начинает перемещатьс  вниз. При этом через дросселирующее отверстие 4 происходит медленное заполнение поршневой

5 зоны гидроцилиндра 3. В момент освобождени   кор  9 штоком 6 клапан 7 резко открывает канал 8, возобновл   нормальную циркул цию бурового раствора. Этот момент на поверхности регистрируетс  по резкому падению давлени  нагнетани  и служит

0 сигналом об окончании отсчета времени.

Врем , которое потребовалось дл  возвращени  порщн  2 в исходное положение, свидетельствует о величине перемещени  щупа 1, т.е. о величине осевого усили  на долото 10.

Фиксаци  клапана 7 штоком 6 через промежуточное звено ( корь 9) позвол ет снизить усилие, действующее на шток 6 (фиг. 4) и тем самым повысить чувствительность устройства , так как сила Р, действующа  на

0 клапан, воспринимаетс  осью  кор  в виде реакции и почти полностью компенсируетс , а на шток действует только сравнительно небольша  сила.

Устройство, благодар  применению дл  передачи информации более удобных сигналов «Открыто, «Закрыто, сопровождающихс  стабильным подъемом или сбросом давлени  нагнетани , исключает вл1  ние|ПОмех , вызванных обычной пульсацией бурового раствора. В то же врем  применение

0 этого вида сигналов значительно упрощает конструкцию устройства ,

Предлагаемое устройство позволит осуществл ть контроль различных параметров в процессе бурени  и, благодар  своей универсальности , в совокупности с относительно простыми преобразовател ми откроет возможность замер ть не только линейные величины, но, как пбказали предварительные работы, и такие параметры как перепад дав

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для передачи, информации -по гидравлическому каналу, содержащее клапан, установленный в канале, гидроцилиндр, дроссель и подпружиненный поршень со штоком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности передачи информации на поверхность, оно снабжено якорем, подвешенным на оси, причем одна сторона якоря выступает в гидравлический канал, а другая имеет упор в шток при смещении последнего из исходного положения.