Устройство для контроля осевой нагрузки на долото Советский патент 1988 года по МПК E21B44/02 E21B19/08 

ции пружины 11, Возможность варьирования соотношения площадей проходных сечений отверстий 9, 10, 7 при изготовлении устр-ва для создания гидравлического сигнала позволяет получить при взаимодействии его с выступами 3,4 гидравлический сигнал,

достаточный для визуального наблюдения мощностио Использование предварительно деформированной пружины позволяет контролировать осевую нагрузку в заданных пределах ее значений без использования преобразователей выходного сигнала, 3 ил.

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель - повышение точности контроля, Устр-во содержит корпус 1, внутри которого установлен подпружи- ненньй пружиной 11 фигурный шток 5. В последнем выполнены осевое 6 и радиальное 7 отверстия. На штоке 5 закреплена насадка 8 с коаксиальньм 9 и аксиальным 10 отверстиями. Площадь сечения отверстия 9 меньше площади сечения отверстия 6. В корпусе выполнена кольцевая полость 2, в которой размещена насадка 8, взаимодействующая с верхними 3 и нижними 4 выступами полости 2, Величина хода ,штока 5 с насадкой 8 равна деформа(О (Л Oian 4; Од tsd -

1

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано для контроля осевой нагрузки на долото или какой-либо другой элемент бурильной колонны,

Цель изобретения - повышение точности контроля осевой нагрузки на долото.

На фиг, 1 схематично изображено устройство для контроля осевой на- грузки в транспортном положении; на. фиг, 2 - то же, в рабочем положении, при котором осевая нагрузка находится в пределах заданных значений; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг, 1.

Устройство для контроля осевой нагрузки на долото содержит корпус 1 в котором выполнена кольцевая полост 2 с верхними и нижними выстзшами 3 и 4, В корпусе также установлен подпру жиненный фигурнбй шток 5, в котором вьтолнены осевое 6 и радиальное 7 отверстия, а в верхней части штока 5 закреплена насадка 8, в которой вьтолнены коаксиальные отверстия 9 и аксиальные отверстия 10, при этом площадь отверстия 9 меньше площади отверстия 6,

Пружина 11 сдеформирована при сборке устройства усилием, соответ- ствующим нижнему пределу заданной осевой нагрузки, В верхней части корпуса 1 выполнена внутренняя.резьба 12, а в нижней части штока вьшол- нена внутренняя резьба 13, Для пере- дачи вращающего момента нижняя часть штока имеет квадратное сечение (фиг, 3), Вкладьш 14 соединяется с нижней частью корпуса 1 посредством резьбового соединения 15, а его рнут ранняя поверхность обеспечивает возможность вертикального перемещения штока 5 в процессе работы устройства.

Устройство работает следующим образом.

После спуска бурильного инструмента на забой насадка 8 находится благодаря действию сдеформированной пружины 11, в крайнем нижнем положении, при котором циркуляция бурового раствора через аксиальные отверстия 10 отсутствует, а осуществляется только через отверстие,9. Это положение характеризуется повышенным давлением нагнетания бурового раствора, поскольку отверстие 9 имеет плошадь сечения меньшую, чем п.пп- щадь сечения отверстия 6 штока 5, т,е. является местным гидравлическим сопротивлением,

При создании осевой нагрузки, превьшающей нижний предел заданных значений, пружина 11, воспринимающая реакцию осевой нагрузки, приобретает допол1Штельную деформацию, на величину которой насадка 8 со штоком 5 перемещается вверх относительно корпуса 1, При этом отверстия 7 освобождаются для перетока бурового раствора (фиг. 2), что характеризуется снижением давления нагнетания бурового раствора, поскольку суммарная площадь сечений отверстий 9 и 10 обеспечивает нормальную циркуляцию бурового раствора, которая сохраняется при значениях осевой нагрузки в пределах заданных контролируемых величин.

При создании осевых нагрузок, достигающих или превьшгающих верхний предел заданных значений, насадка 8 вступает во взаимодействие с верхним выступом корпуса 1, перекрьшая тем самым отверстия 10, Это положение устройства также характеризуется повьменным давлением нагнетания бурового раствора. Отверстия 9 и 10

насадки выполняются таким образом, чтобы мощность гидравлического сигнала в виде импульса давления нагнетания бурового раствора была достаточной для визуального наблюдения по манометру на стояке манифольда (не показан),

Возможность варьирования соотношения площадей проходных сечений отвер- ю нагрузки на долото, содержащее корстия 9 и отверстий 10 и 7 при изготовлении устройства для создания гидравлического сигнала позволяет получить при взаимодействии его с выступами 3 и 4 гидравлический сиг- нал достаточной для визуального наблюдения мощности, например, по манометру, имеющемуся на нагнетательной линии буровой установки (не показан).

Предлагаемое устройство позволяет псГлучать выходной гидравлический сигнал в виде, удобном для визуальных наблюдений по манометру, так как применение пружины предварительно сде- формированной усилием, соответствую- щим нижнему пределу заданной осевой нагрузки, и вьшолнение условия, определяемого формулой

1 If - 1а,

где 1, - длина пружины, предварительно сдеформированной усилием соответствуюиуш нижнему пределу заданной осевой нагрузки;

1 - длина пружины, сдеформированной усилием, соответствующим верхнему пределу заданной осевой нагрузки, позволяет осзпцествлять контроль осевой нагрузки в заданных пределах ее

значений без использования вторичных преобразователей выходного сигнала и специальных устройств для расшифровки и регистрации гидравлических сигналов на поверхности.

Формула изобретения Устройство для контроля осевой

5

0

5

0

пус, внутри которого установлен подпружиненный фигурный шток, в котором выполнены осевое и радиальное отверстия, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности контроля, оно снабжено насадкой, закрепленной на фигурном штоке, в насадке вьтолнены коаксиальное и аксиальное отверстия, причем площадь сечения коаксиального отверстия насадки меньше площади сечения осевого отверстия фигурного штока, а в корпусе вьшолнена кольцевая полость, в которой размещена насадка с возможностью взаимодействия с верхними и нижними выступами кольцевой полости, при этом величина хода фигурного штока с насадкой равна деформации пружины, рассчитанной по формуле

Л1 1, - 1.г,

где 1 - длина пружины, предварительно сдеформированной усилием, соответствующим нижнему пределу заданной осевой нагрузки; 1, - длина пружины, сдеформированной усилием, соответствующим верхнему пределу заданной осевой нагрузки.

;z

Фиг.2

фиг.д