АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ СКВАЖИННЫХ ПРИБОРОВ Российский патент 2003 года по МПК H01M2/02 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания электроэнергией скважинной аппаратуры, входящей в состав телеметрической системы контроля забойных параметров.

Известно, что для питания скважинной аппаратуры используется генератор переменного тока, содержащий гидротурбину, приводимую в действие промывочной жидкостью. (Молчанов А. А. , Сираев А. X. Скважинные автономные системы с магнитной регистрацией. М.: Недра, 1979, с. 102-103). При отсутствии расхода промывочной жидкости возникает проблема обеспечения скважинной аппаратуры электроэнергией.

Известны автономные источники питания, используемые для различных целей, по патенту РФ 828913, МПК Н 01 М 2/02, содержащие металлические корпус и крышку, соединенные замками, чехлы из термоизоляционного материала.

Недостатками этого автономного источника является то, что он спроектирован для установки только одного аккумулятора, не приспособлен для работы в условиях высоких вибраций и ударных нагрузок. Возможно короткое замыкание токовыводящих контактов на корпус, т.к. он выполнен из металла.

Известен автономный источник питания - контейнер аккумуляторной батареи по патенту РФ 2030027 (прототип), содержащий неметаллический корпус, внутри которого установлены элементы питания (аккумуляторы), которые зафиксированы при помощи узлов крепления аккумуляторов в виде поперечных реек и траверс.

Недостатком этого автономного источника питания является невозможность его использования в условиях высоких вибраций и ударных нагрузок, которые возникают при работе скважинных приборов в составе компоновки бурильных труб.

Задачей создания изобретения является повышение надежности работы устройства в условиях высоких вибраций и ударных нагрузок.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что в автономном источнике питания для скважинных приборов, содержащем неметаллический корпус, в котором установлены элементы питания, соединенные между собой соединительными проводами, корпус выполнен упругим, овальной формы, с возможностью трансформации в круглую форму при установке элементов питания, и с продольной прорезью. Между элементами установлены внутренние амортизаторы, неметаллический корпус с обеих сторон закрыт крышками, в которых установлены внешние амортизаторы.

Внутренние амортизаторы могут быть выполнены в виде дистанционных втулок из эластичного материала, в виде эластичной заливки между элементами питания, или в виде плоских пружин. Соединительные провода могут быть выполнены плоскими и приварены к элементам питания контактной сваркой.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Новизна подтверждается патентными исследованиями, проведенными заявителем. Заявитель также считает, что из уровня техники, известного на дату приоритета изобретения, специалисту явным образом не ясен путь решения поставленной технической задачи с получением указанного технического эффекта. Только совокупность признаков, приведенная в независимом пункте формулы изобретения, необходима и достаточна для достижения необходимого технического эффекта. Применение отдельных признаков этой совокупности, например внутренних амортизаторов, известно (а.с. СССР 1543156 ), но их использования явно недостаточно для компенсации огромных ударных и вибрационных нагрузок, воздействующих на колонну бурильных труб. Именно применение внутренних и внешних амортизаторов, их взаимное расположение и конструкция корпуса обеспечивают надежную работу автономного источника питания для скважинных приборов. Исходя из этого предложенное устройство соответствует критерию патентоспособности: "изобретательский уровень". Кроме того, для реализации предложенного технического решения нет необходимости создавать новые технологии и материалы, оно может быть реализовано с использованием существующих технологий и недифицитных материалов и, следовательно, соответствует третьему критерию изобретения: "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1...5, где:
на фиг.1 приведен автономный источник питания с первым вариантом исполнения внутреннего амортизатора,
на фиг. 2 - поперечное сечение неметаллического корпуса в исходном положении,
на фиг.3 - поперечное сечение неметаллического корпуса в рабочем положении,
на фиг.4 - второй вариант исполнения внутреннего амортизатора,
на фиг.5 - третий вариант исполнения внутреннего амортизатора.

Автономный источник питания для скважинных приборов содержит неметаллический корпус 1, выполненный упругим с продольной прорезью 2, имеющим в поперечном сечении до установки элементов питания 3 овальную форму (фиг.2), а после установки - круглую (фиг.3). Элементы питания 3 соединены между собой соединительными проводами 4, а между элементами установлены внутренние амортизаторы 5, которые могут быть выполнены в трех вариантах исполнения:
1. В виде дистанционных втулок из эластичного материала 6 (фиг.1).

2. В виде эластичной заливки 7 между элементами питания 3 (фиг.4). В этом случае вместо продольной прорези 2 в неметаллическом корпусе 1 могут быть выполнены отверстия 8.

3. В виде плоских пружин 9 (фиг.5). Плоские пружины 9 могут выполнять роль соединительных проводов 4.

Неметаллический корпус 1 закрыт с обеих сторон крышками 10, в которых установлены внешние амортизаторы 11. Соединительные провода 4 целесообразно выполнить плоскими (фиг. 5) и приварить к элементам питания 3 контактной сваркой. Между крышками 10 и элементами питания 3 также установлены внутренние амортизаторы 5 в одном из вариантов исполнения.

Батарейный контейнер для питания скважинной аппаратуры работает следующим образом. В исходном состоянии неметаллический корпус 1 имеет овальную форму (фиг.2). В неметаллический корпус 1 устанавливают последовательно элементы питания 3 и внутренние амортизаторы 5. Неметаллический корпус 3 закрывают крышками 10, в которые устанавливают внешние амортизаторы 11. Батарейный контейнер подключается к скважинной аппаратуре, в составе которой устанавливается в колонну бурильных труб (не показано).

Скважинная аппаратура, в состав которой входит батарейный отсек, может либо устанавливаться в колонну бурильных труб, либо сбрасываться в скважину с автономным прибором (не показано).

При работе в колонне бурильных труб элементы 3 подвергаются значительным вибрационным и ударным нагрузкам, которые компенсируют внутренние и внешние амортизаторы 5 и 11.

Применение изобретения позволило:
1. Создать автономный источник питания для скважинной аппаратуры взамен или в дополнение к генератору для питания скважинной аппаратуры.

2. Обеспечить бесперебойную работу источников питания в условиях воздействия высоких вибрационных и ударных нагрузок.

3. Повысить надежность источника питания.

4. Исключить вероятность разрушения элементов питания при работе в тяжелых условиях.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, конкретно предназначена для питания скважинной аппаратуры в процессе бурения под нефть и газ. Цель изобретения - повышение надежности в работе автономного источника питания при ударных нагрузках. Предложено в автономном источнике питания для скважинных приборов, содержащем неметаллический корпус, в котором установлены элементы питания, соединенные между собой соединительными проводами, корпус выполнить упругим овальной формы с возможностью трансформации в круглую форму при установке элементов питания с продольной прорезью. Между элементами установлены внутренние амортизаторы, неметаллический корпус с обеих сторон закрыт крышками, в которых установлены внешние амортизаторы. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Автономный источник питания для скважинных приборов, содержащий неметаллический корпус, в котором установлены элементы питания, соединенные между собой соединительными проводами, отличающийся тем, что неметаллический корпус выполнен упругим овальной формы с возможностью трансформации в круглую форму при установке элементов питания и имеет продольную прорезь, между элементами установлены внутренние амортизаторы, неметаллический корпус с обеих сторон закрыт крышками, в которых установлены внешние амортизаторы. 2. Автономный источник питания по п.1, отличающийся тем, что внутренние амортизаторы выполнены в виде дистанционных втулок из эластичного материала. 3. Автономный источник питания по п.1, отличающийся тем, что внутренние амортизаторы выполнены в виде эластичной заливки между элементами питания. 4. Автономный источник питания по п.1, отличающийся тем, что внутренние амортизаторы выполнены в виде плоских пружин. 5. Автономный источник питания по пп.1 - 4, отличающийся тем, что соединительные провода выполнены плоскими и приварены к элементам питания контактной сваркой.