Скважинное контактное устройство Советский патент 1987 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 

тором размещен поршень 12, насаженный на контактный штырь 14, Над цилиндром 10 установлен каркас 17, перекрытый эластичной наклонной диафрагмой 19, Жидким диэлектриком заполнен КЗ, цилиндр 10 и каркас 17, Поршень 12 выполнен из эластичного материала в форме двусторонней манжеты-воротника с двумя парами юбок 13 и.установлен в цилиндре 10 Bbmie его основания.

1

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для передачи забойной информации на поверхность по электрической линии связи при исследованиях и при контроле процесса бурения,

Цель изобретения - повьшхение надежности в работе за счет уменьшения сил трения между штырем и поршне

На чертеже показано скважинное контактное устройство,

Скважинное контактное устройство расположено в переходнике 1 и муфте 2 бурового снаряда В переходнике установлен корпус 3, в котором находится полусферическое контактное гнездо, охваченное пружинящими элементами 4 и хвостовиком 5, впрессованное во внутренний обод шарикоподшипника 6, наружный обод которого электрически связан с нижним вращающимся вместе со снарядом в процессе бурения участком линии связи (не показано), соединенным с забойной аппаратурой. Сверху в корпус вставлен шарнирньш подшипник 7 и служащая дпя поджима его фигурная шайба 8. С помощью винтов 9 над корпусом установлен цилиндр 10 высотой Н, а между ними находится уплотнительное кольцо 11, Внутри цилиндра помещен поршень 12 длиной h, выполненный из эластичного материала в форме двусторонней с наружным и внутренним диаметрами соответственно D и d манже- Пы-воротника с двумя парами юбок 13, при этом h D, d D/2« В исходном состоянии штырь 14 с наконечником 15 находится на поверхности. Поршень 12 расположен в цилиндре 10 на расТакое выполнение поршня предотвращает выброс из приконтактной области жидкого диэлектрика и проникновение в нее скважинной жидкости, выравнивая перепады давления над поршнем 12 и в скважинной средеоУчасток линии связи при бурении не вовлекается во вращение благодаря наличию юбок 13, которые уменьшают силы трения между штырем 14 и поршнем 12, 1 ил

стоянии h, от его основания. Над илиндром с помощью винтов 16 установлен каркас 17, к которому винтами 18 под углом к вертикали крепится .

диафрагма 19, состоящая из двух эластичных перекрывающих одна другую створок. Все свободное пространство внутри корпуса 3, цилиндра 10 и каркаса 17 до диафрагмы 19 заполнено

жидким диэлектриком, изолирующим вместе с последней приконтактную область от скважинной среды. Для подачи рабочей жидкости к гидроударнику служат окна (не видны), находяшреся

между четырьмя лапками корпуса 3 и цилиндра 10, в которых просвер тены отверстия под винты 9, скрепляющие корпус и цилиндр, и между наружными поверхностями последних деталей

и внутренними поверхностями переходника 1 и муфты 2, при свинчивании которых контактный узел крепится в снаряде.

Устройство работает следующим

образом.

При сборке и спуске в скважину буровой колонны, в которой установлен контактный узел, с ее стенок осыпаются твердые образования и попадают

наряду с другими механическими примесями в скважинную среду. Оседая на диафрагму 19, они скатываются с нее и опускаются к забою, минуя приконтактную область. Поршень 12, установленный в цилиндре 10 на некотором расстоянии h от его основания и обладающий в силу особенностей его выполнения плавучестью, не опускается при сборке и спуске снаряда с

контактным узлом в скважину и под

действием гидростатического давления скважинной среды заметно ниже указанного уровня Это предотвращает опускание поршня 12 до фигурной шайбы 8 и возможную при этом заклинку в отверст;ш шайбы штырем 14 нижней внуренней юбки поршня 12 с последующим ее срезанием штырем По окончании спуска снаряда в скважиьгу внутри не- го с поверхности сбрасывается на кабеле контактный штырь 14, который с помощью направляющих втулок (не показаны) , находяпщхся в снаряде вьш1е контактного узла, раздвигая створки диафрагмы 19, попадает в цилиндр 10 и, проходя сквозь внутренние юбки 13 поршня 12, внутри шарнирного подшипника 7, отгибая пружинящие элемен

ты 4, ложится своим наконечником I5 в контактное гнездо, хвостовиком 5 впрессованное во внутренний обод шарикоподшипника 6, образуя контакт верхнего не вращающегося участка с нижним, вращакядимся в процессе бурения, участком линии связи забой - поверхность (не показан), соединенным с забойной аппаратурой и электри че ски. связанным с наружным ободом шарикоподшипника 6„ При этом часть жидкого диэлектрика, заполняющего пространство над поршнем 12 до диафрагмы 19, сквозь ее створки вытесняется в скважинную среду, а поршень за счет вытеснения штырем 14 под действием веса его и кабеля диэлектрической жидкости поднимается, скользя юбками 13, предотвращающими проникновение .жидкого диэлектрика из приконтактной области, по внутренней поверхности цилиндра 10 и цилиндрической поверхности штыря 14 относительно исходного положения h на высоту hj, определяемую объемом жидкого диэлектрика, вытесненным наконечником 15 и частью щтыря, находящейся ниже поршня 12 после стыковки штыря- с гнездом. Продольные размеры деталей устройства и установочные пара-, метры выбраны так, что выполняется

неравенство Н h + h + hj. Если Н

Выполнение поршня из эластичного материала в форме двусторонней манжеты-воротника с двумя парами юбок.

будет меньше указанной суммы, поршень 12 еще до стыковки штыря с контактным гнездом упрется в крышку ци:гандра 10 и может произойти заклин- 55 расположение его на расстоянии h ка верхней внутренней юбкой 13 порш- от основания цилиндра, а устройства, ня проники ей в отверстие крьппки ци- продольные размеры деталей которого линдра 10, штыря 14 и зависание его, выбраны так, что соблюдается успоЕсли в создавшейся ситуации штырь

юпод действием силы инерции собственного и веса кабеля и проскочит вниз к контактному гнезду, то он срежет указанную юбку поршня 12, -что приведет к ухудшению изоляции приконтактной области от скважинной среды и резкому падению надежности устройства в целом,

В процессе бурения с использовани-; ем гидроударных машин в условиях распространения в скважинной среде генерируемых при их работе гидравлических волн сжатия-разрежения пор- 15 шень 12, выполненный в виде эластичной двусторонней манжеты-воротника с двумя парами юбок 13, предотвращает выброс из приконтактной области жидкого диэлектрика и проникнове- 0 ние в нее скважинной жидкости под воздействием на устройство указанных волн, выравнивая перепады давления под поршнем и в скважинной среде. При этом штырь 14, состыкованный сво- 25 им наконечником .15 с контактным гнездом, хвостовик 5 которого впрессован во внутренний обод шарикоподшипника 6, наружный обод которого электрически связан с нижним вращающимся в про- 30 цессе бурения вместе со снарядом участком линии связи, не вовлекается во вращение из-за малости возникающих между его поверхностью и внутренними юбками поршня 12 сил трения и 35 не вращается при вращении бурового снаряда. Этим резко повьш1ается надежность работы устройства во время проходки скважинв

По окончании бурения разьединение 0 линии, связи забой - поверхность осуществляется простым извлечением наконечника 15 штыря 14 из контактного гнезда. При этом поршень 12, скользя юбками 13 по внутренней поверхности 5 цилиндра 10 и цилиндрической поверхности извлекаемого штыря 14, опускается, выравнивая давления над и под ним. Поэтому для разъединения контакта к кабелю на поверхности необ- 0 ходимо приложить усилие, равное весу штыря и кабеля в скважинной среде

Выполнение поршня из эластичного материала в форме двусторонней манжеты-воротника с двумя парами юбок.

5 расположение его на расстоянии h от основания цилиндра, а устройства, продольные размеры деталей которого выбраны так, что соблюдается усповие Н h + h ., +.-h

2

обеспечивают

надежное образование контакта штыря с гнездом и изоляцию приконтактной области от скважинной среды, повьше- ние надежности работы устройства в процессе ударно-вращательного бурения с применением гидроударных машин с осуществлением качественного перехода от вращаищегося к невраща- юг;емуся при вращении бурового снаряда участку линии связи забой - поверхность Это достигается за счет уменьшения сил трения между штырем и поршнем о

Формул а изобретения Скважинное контактное устройство, содержащее корпус с размещенным в

нем контактным узлом, прикрепленный к корпусу цилиндр, в котором размещен поршень, насаженный на контакт ный штырь, установленный над цилиндром каркас, перекрытый эластичной наклонной диафрагмой, и жидкий диэлектрик, заполняющий корпус, цилиндр и каркас, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет уменьшения сил трения между йтьфем и поршнем, поршень выполнен из эластичного материала в форме двусторонней манжеты- воротника с двумя парами юбок и установлен в цилиндре вьш1е его основания.

Изобретение относится к бурению скважин и Мобо использовано для передачи забойной информации на поверхность по электрической . Цель изобретения - повьшение надежности в работе за счет уменьшения сил трения между штырем 14 и Поршнем 12. Устр-в о содержит корпус (К) 3 с размещенным в :нем контактным узлом, прикрепленный к К 3 цилиндр 10, в ко(Л со ОГ) ьо 00