Индикатор проходки скважины Советский патент 1988 года по МПК E21B45/00 G01D5/20 

(Л

оо

(ik

сл

00

питания и два последовате, ;ьно соединенных г|ереключателя 4 и 21 Установлен К i на направляющих 2. Механизм передачи связан с механическим блоком памяти и на нем размещен кулачок 3, взaиl oдeйcтвyroIДИй с первым переключателем 14. Дополнительный кулачок 16 механического блока взаимодействует с переключателем 21. Регистратор имеет электромагнит с пером 22, размещенный на одной временной линии с пером 25 индикатора веса

79453

.4, Привод включения гюдключен к буровому насосу и вт.чимодеПствует с К 1. При движении бурильной колонны вниз кулачЬк 16 замыкает переключатель 14 и электромагнит с пером 22 делает отметки на периферии диаграммы индикатора веса 24. При движении колонны вверх кулачок 15, вращаясь против хода часовой стрелки, размыкает контакты перек1 ючателя 21 и блок памяти запоминает расстояние от долота до забоя. 2 ил.

Изобретение относится к технике контроля процессов бурения и предназначено для электромеханических измерителей перемещения бурильного инструмента. Цель изобретения - повышение надежности и достоверности измерения величины и скорости проходки. Индикатор содержит корпус (К) 1, внутри которого размещен регистратор проходки, включающий механизм передачи, соединеннь1й с механизмом сцепления, привод включения, источник

1

Изобретение относится к технике контроля процессов бурения, а именно к электромеханическим измерителям пе ремещений бурильного инструмента.

Цель изобретения - повышение надежности и достоверности измерения величины и скорости проходки.

На фиг.I представлена принципиальная схема индикатора проходки с указанием т римерного передаточного отношения i пар зацепления в варианте ре т-нстрацим каждьпс 0,5 м ПРОХОДКИ ппи оснастке та.1евоП cнcтe ы на фиг, 2 - .; гхаш-г ескк1 | блок памяти. шщ сбоку.

Индикатор содержит герметичный К грпус ( , пepeмeщae iый по направляю- гоим . S сторону вала 3 буровой лебедки и обратно и связанный с приводом включения, :остоя1цнм из цилиндра 4; внутри которого установлены порше ш Т со штоком 6 к пруясика 7. Внутри корпуса размещены механизм перед.)- чи. механический блок памяти и пере- ключатши электрической цепи регчс-г- ратора интервалов проходки.

Механизм передачи состоит из пе- дущегп вала 8, герметизированного сальником 9 и связанного одним концом с м-: ханизмом сцегления, вьтолнеч- ным в виде резино металлического ко- лесг П, а другим концом -- через шестеренчатую пару зубчатых колес 1 с Ведомым валом 12, снабженным кулачком 1 3 ,, включающим первый переключатель i 4 члектричегком цепи регистратора интервалов проходки за каждый свой , Ведомь й вял 12 механизма передачи связан с механическим блоком памяти, состоящим из червячной пары 15, связанной с дополнительным кулачком 16 посредством двойной 5 фрикционной муфты 17, между двумя дисками которой расположено зубчатое колесо 18, входящее в зацепление с зубчатой рейкой 19, Кулачок 16, диски фрикционной муфты 17 и зубчатое О колесо 18 прижаты к колесу червяч-- ной пары 15 гружиной 20.

Дополнительтгый кулачок 16 MexaHsi- ческого памяти расположен с возможностью вза модействия с вто- рым переключателем 21 )лектрнче(-кой цепи регистратора ин,ерчалоБ проход-- ки. Регистратор -интервалов проходки осюдержит электромагнит -: п пером и индикаторную лампочку 2, причем 0 электромагнит 22 с перо p 3Menj,eH на индикаторе 24 веса, выполнякчпем функцию измерителя интервалов вре е- ни, на одной временной линии с пером 25 залиси веса (нагрузки ча крюк), а индикаторная пампочк. 23 вьтедена ка пульт б рипьшкка. Ч гкктри че.скля цель регистратора ,.динена к ис- г : нику 2f- питания.

Цилиндр ; привод включения сое- дииен тру5ог роводом с ин&ь, кой муфтой бурового нас.оса или его нагчйтате.пьной лини г й.

Устрой.сг.зо сле ующим образом.

5 Г с-слб; нключения бурояого насоса сжатый воздух из системы его привода или разделяющая ки. ;,кость, например маиинноп к зело, дарлением

промывочной жидкости поступает в цилиндр А, поршень 5 со штоком 6 сжш-ш ет пружину 7 и перемещает корпус 1 по направляющим 2, прижимает колесо 10 к валу 3 буровой лебедки.

При движении бурильной колонны вниз вал лебедки 3 через колесо 10 вращает валы 8 и 12 механизма передачи, кулачок 13 и червячную пару 15. Кулачок 16 оказывает давление за счет сил трения в фрикционной муфте 17 на второй переключатель 21 и держит его постоянно включеннь м, а кулачок 13 периодически замыкает электрическую цепь посредством первого переключателя 14, за счет чего электромагнит 22 с пером делает отметки интервалов времени на периферии диаграммы индикатора 24 веса. Средняя скорость подачи бурильной колонны за шаг механического каротажа определяется временем одного оборота вала I2.

Таким образом, угол поворота кулачка 16 прямо пропорционален углу поворота вала 3 лебедки. Поскольку последний проворачивается на угол, пропорциональный величине перемещения бурильной колонны, а следовательно, величине перемещения долота до забоя, и движение кулачка 16 влево начинается в момент начала подъема бурильной колонны, то можно считать, что угол поворота этого кулачка равен в масштабе расстоянию QT долота до забоя.

При движении бурильной колонны вверх, например при отрыве долота от забоя скважиныi вал лебедки через механизмы сцепления и передачи выдвигает рейку 19 из корпуса I и вращает кулачок 16 против хода часовой стрелки, размыкая контакты второго переключателя 21 и запоминая расстояние от долота до забоя. При новом движении бурильной колонны вниз кулачок 16, двигаясь по часовой стрелке, замыкает переключатель 21 лишь с той отметки, с которой началось движение колонны вверх.

Таким образом, при перемещении вверх бурильной колонны, кулачок 6 выключает электрическую цепь, при этом электромагнит 22 с пером не записывает ложные метки проходки.

При обратном движении вниз бурильной колонны регистрация ее перемещения не производится до тех пор

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пока она не станет в исходное положение и долото не коснется забоя. С этого момента начинается снова регистрация проходки за счет того, что кулачок 16 поворачивается вправо на тот же угол, что и при подъеме инструмента.

Следовательно получается, что кулачок 16, поворачиваясь влево на угол, пропорциональный величине перемещения долота от забоя при его подъеме, запоминает это расстояние и держит электрическую цепь прибора выключенной, а включает ее лишь тогда, когда долото станет на забой, пройдя то же расстояние.

Большее перемещение долота вниз, чем при подъеме, означает углубление скважины. В этом случае происходит регистрация меток за счет кулачка 13 и первого переключателя 14, а кулачок 16, упираясь при этом во второй переключатель 21, держит его постоянно включенным и находится в пассивном состоянии, так как фрикционная муфта 17 пробуксовывает.

После окончания проходки заданного интервала перед наращиванием или подъемом бурильной колонны буровой насос отключается и, вместе с ним, под действием прутгсины 7 корпус 1 прибора отходит от вала 3 лебедки, рейка 19 упирается в корпус цилиндра 4 и через фрикционную муфту 17 вращает кулачок 16 по часовой стрелке, стирая информацию, хранящуюся в механическом блоке памяти, при этом кулачок I6 приходит в исходное положение и включает второй переключатель 21.

Для расшифровки показаний прибора достаточно посчитать количество меток на индикаторной диаграмме за определенный интервал времени работы бурового инструмента, исключив те метки, которые образовались при первом касании забоя скважины после наращивания бурильной колонны. Эти метки легко обнаруживаются по их высокой частоте и по характеру диаграммы записи нагрузки на крюке.

Формула изобретения

Индикатор проходки скважины, со- держапрсй корпус, внутри которого размещен механизм передачи, соединенный с механизмом сцепления, привод включения, источник питания, два последовательно соединенных переключателя, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности и достоверности измерения величины и скорости проходки, он снабжен индикатором веса, направляющими, кулачком, регистратором интервалов проходки, электрически соединенным с переключателями и выполненным в виде электромагнита с первом и индикаторной лампочки, а также механическим блоком памяти, состоящим из зубчатой рейки, червячной пары, на оси колеса которой размещены двойная фрикционная муфта, дополнительный кулачок, цилиндрическое зубчатое коле

со, установленное с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой, при этом корпус установлен на направляю- щих, механический блок памяти соединен с механизмом передачи, на последнем размещен кулачок с возможностью взаимодействия с первым переключателем, а дополнительный кулачок механического блока памяти установлен с возможностью взаимодействия с вторым переключателем, причем электромагнит с пером размещен на одной временной линии с пером индикатора веса, а привод включения подключен к буровому насосу и установлен с возможностью взаимодействия с корпусом.

шш гб

фиг. 2