Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения Советский патент 1984 года по МПК E21B47/04 

1 Изобретение oTHocHTdH к измерени технологических параметров процесса бурения нефтяных, газовых и другого назначения скважин, а именно к изме рению механической скорости бурения и глубины скважины. Известно устройство для измерени механической скорости бурения и глубины скважины, состоящее из измерительного устройства с регистрат ром, приводным звеном которого, служит тросик, перекинутый через ролик, установленный на фонаре буро вой и закрепленный на корпусе вертлюга С I 1. Недостатком этого устройства явл ется сложный монтаж, сопряженный с работой на 1тысоте, и наличие тросика, который при бурении, вибрируя часто выходит из строя. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае мому результату является устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения 2 . Указанное устройство содержит измерительный ролик, предназначенный для йередачи перемещения талево го каната на сельсин-датчик, редуктор, учитывающий оснастку талевой системы, прижимной ролик для исключения проскальзывания талевого кана та относительно измерительного ролика, снабженный рычагом с пружинами для осуществления отвода (завод телевого каната от измерительного ролика, катки, перемещающиеся по горизонтальным направляющим, связан ным со стойками, установленными на кожухе лебедки. Последние обеспечивают также слежение устройства за талевым канатом при его угловом отклонении вследствие уменьшения количества слоев каната на барабане ледебки при углублении скважины во Время долбления. Для фиксации забой ной глубины скважины и скорости бурения устройство имеет панель, на которую поступают электрические сигналы с сельсин-датчика. Недостатком известного устройств является низкая точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения :олостых ходов канатов бурильны труб. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для измерения глубины скважины в процес .82бурения, содержащее измерительный и прижимной ролики, между которыми расположен талевый канат, редуктор и сельсин-датчик, снабжено поводковой муфтой, состоящей из двух полумуфт, соединенных между собой пальцем, при этом одна из полумуфт связана с валом редуктора, а дг угаяс валом сельсин-датчика. На фиг. 1 приведена полная схема устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическая схема устройства. Устройство для измерения глубины скважины в процессе бурения содержит несущий корпус 1, в котором установлен первичный нал 2, магнитоуправляемый контакт 3(геркон)на колодке, редуктор 4, учитывающий оснастку талевой системы например, планетарный и на Котором закреплены гнездо 5 с промежуточным валом 6, корпус 7 со специальным валом 8 и кронштейн 9. На концах первичного вала 2 неподвижно (с помощью шпонки и гайки )установлен счетный ролик (.сельсин-датчик )1 О и посредством клеммоиого соединения рычаг 11 с закрепленным постоянным магнитом I2 (количество магнитов может быть разным и зависит от интервала углубления скважины, через который нужно получать сигнал, т.е. от точности измерения глубины скважины). На конце промежуточного вала 6 неподвижно (с помощью шпонки и стопорного кольца)установлено водило 13 с нажимным угольником 14. Первичный 2 и промежуточный 6 валы жестко, например, посредством шлицевого соединения связаны соответственно с быстроходным и тихоходным валами редуктора 4. Специальный вал 8 выполнен г пустотелым. Один его конец снабжен коллектором 15, другой - неподвижно установленным рычагом 16, на котором закреплена кнопка включения 17. Снаружи вала 8 на щпонке установлен свободно перемещающийся в осевом направлении тормозной диск 18, поджимаемый пружиной 19. Степень поджатия тормозного диска 18 к корпусу 7 регулируется гайкой 20. Провода 21 от магнитоуправляемого контакта 3 идут следующим образом: один через сальниковое.уплотнение кабеля в кожухе 22 на вторичный прибор 23, другой через одну из щеток токоснимателя 24, установлечного на стойке

3

25, контакты кнопки включения 17 и другую щетку токоснимателя 24 также на вторичный прибор 23. Прижатие талевого каната 26 к счетному ролику 10 осуществляется прижимным роликом 27, на образующей цилиндра которого для удержания талевого каната 26 имеется канавка, радиус которой равен радиусу талевого каната 26. Прижимной ролик 27 закрелен на штоке, несущем поршень(не показаны ). Ход поршня в цилиндре 28 минимальный, но достаточный для свободного завода и вывода тале-вого каната 26 к прижимному ролику 27, Цилиндр 28 с помощью болтов закреплен на внешнем торце несущего- корпуса 1. Управление работой цилиндра, а значит и прижимным роликом 27 , осуществляется с пульта бурильщика. Рабочий агент, например воздух, в цилиндр 28 подается по одному из шлангов 29(в зависимости от того нужно ли прижать талевый канат 26 прижимным роликом 27 к счетному ролику 10 или его освободить ). Преобразователь на лебедке устанавливается с помощью выносных рычагов 30, работа которых основана на свойстве сдвоенного параллелограмма, обеспечивающих слежение уст1Юйства за талевым канатом при сматывании последнего с барабана лебедки во время долбления. Снабженные дополнительными деталями рычаги обеспечивают слежение устройства за талевым контактом и при его уловом отклонении, зависящем от числа слоев талевого каната на барабане лебедки во время бурения. Полумуфты 31 и 32 с пальцем связаны с валом редуктора и валом сельсин-датчика соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При снятом кожухе 22 путем проворота счетного ролика 10 против часовой стрелки (вид А)рычаг II с постоянньм магнитом 12 ставят в. такое относительно магн11тоуправляемого контакта 3 положение, когда последний разомкнут (действие постоянного магнита 12 на него закончено магнитоуправляемый контакт только что разомкнулся).

Далее вращением гайки 20, перемещающей пружину 19, устанавливают необходимую силу прижатия тормозног диска 18 к корпусу 7, величина кото

1484

рой должна быть такой, чтобы при воздействии на специальный вал 8 вращающего момента со стороны промежуточного вала 6 последний относительно корпуса 7 проворачивался бы с трением, а при отсутствии такового - прочно удерживался относительно корпуса 7.

Затем поворачивают специальный

вал 8 по часовой стрелке(вид А)до тех пор, пока кнопка включения 17, установленная на рычаге 16, не подойдет к нажимному угольнику 14, установленному на водиле 13, и ее

контакты замкнутся. После этого

кожух 22 ставят на место и подводят устройство к талевому канату 26, который заводят в канавку прижимного ролика 27 и пуском воздуха в

цилиндр 28 по одному из шлагнов 29 прижимают его к счетному ролику 10. Устройство готово к измерению механической скорости бурения и глубины скБажины(забой скважины нащупан

заранее и можно начать процесс углубления скважины, т.е. долбление ).

Указанная настройка устройства производится один раз на все долбления с момента начала проводки скважины до проектной глубины.

Во время долбления, сматываясь с барабана лебедки, талевый канат 26 поворачивает против часовой стрелке(вид А )счетный ролик 10 и через него первичный вал 2 с рычагом II и постоянным магнитом 12. Вращение с первичного вала 2 через редуктор 4 передается промежуточному валу 6, который, вращаясь против часовой стрелки, нажимным угольником 14, установленным на водиле 3, ведет через кнопку включения 17, держа ее контакты замкнутыми, специальный вал 8, который относительно корпуса 7 проворачивается с трением. Ток, который проходит через магнитоуправляемый контакт 3 в моменты прохождения над нй№ постоянного мэгнита 1-25|:Ц.епь запиятйда от блока й|гга:Иия); ч.йЬступает на вторичный

(3р расшифровывается как сигнал об увеличении глубины скважины на определенную величину, зависящую от оснастки талевой системы и диаметра счетного ролика 10. По

суммарному количеству пришедших импульсов с момента начала проводки скважины судят о ее глубине, по количеству пришедших импульсов на

$

долбление - о проходе за долбление, а по частоте приходящих импульсов во время долбления - о механической скорости бурения за долбление.

При движении бурильного инструмента вверх по pa3iaiM причинам (например, для осуществления приподъема инструмента во время долбления )счетный ролик 10 врашается по.часовой стрелке вид А). По часовой стрелке повернется и промежуточный вал 6. При этом нажимной угольник 14 отойдет от кнопки включения 17 и ее контакты разомкнутся. Специальный вал 8, заторможенный пружиной 19 относительно корпуса 7, запомнит положение забоя. Независимо от подъема бурового инструмента вверх в моменты прохождения постоянного магнита 12 над магнитоуправляемым контактом 3(когда его контакты замыкаются/в силу того, что контакты кнопки включения 17 разомкнуты, токовые сигналы не поступают на вторичный прибор

Для того, чтобы нажимной угольник 14 после ухода от кнопки включения 17 при движении бурового инструмента вверх не коснулся последней с противоположной стороны при своем движении и не сдвинул специальный вал 8 с положения запомнившегося забоя, редуктор 4 имеет большое передаточное отношение.

61486

По окончании долбления талевый канат освобождается от устройства, которое с запомнившимся забоем скважины отводится в сторону. После 5 наращивания буровой колонны или

производства спуско-подъемных операций по смене долота и после того как забой скважины опять нащупан, устройство снова начинает функциони0 ровать для производства измерений механической скорости бурения и глубины скважины уже при новом долблении.

5 Технико-экономическая эффективность изобретения достигается за счет уменьшения металлоемкости, замены дорогостоящего сельсин-датчика дешевым коммутирующим устройство,

Q Например герконом, увеличения точности измерения и расширения функциональной возможности устройства за счет использования его в информационно-измерительных системах при буре5 НИИ разведочных и эксплуатационных скважин.

Кроме этого, информация о глубине скважины и механической скорости бурения способствует более оперативному управлению работой буровой бригады и буровой организации в целом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, . содержащее измерительный и прижимной ролики, между которыми расположен талевый канат, редуктор и сельсиьдатчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения холостых ходов канатов бурильных труб, оно снабжено поводковой муфтой, состоящей из двух полумуфт, соединенных между собой пальцем, при этом одна из полумуфт связана с валом редуктора, а другая .- с валом сельсин-датчика. (Л с

26

Ю

27

Сриг.г