Стенд для исследования гидравлического воздействия гидромониторной струи долота на поверхность забоя Советский патент 1989 года по МПК E21B47/00 E21B10/18 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к стендам для исследования гидромониторной струи бурового долота на поверхность забоя.

цом 28 втулка 29, которая является направлением для игольчатого штока 17. С нижней стороны в корпус вмонтированы штуцер 30 для подвода во внутреннюю

Цель изобретения - повышение досто- полость по трубке 10 давления из при- верности информации при исследовании рас- забойной зоны и патрубок 3, герметизирующий с помощью резиновой шайбы 3 вывод проводов из нагрузочного узла.

пределения нормальной составляющей скоростного давления гидромониторной струи долота на поверхности забоя путем непрерывного измерения скоростного давления

счет вращения долота, причем мгновенное значение угла поворота долота относительа значения узла поворота стакана /, который однозначно связан с расстоянием от оси гидравлической камеры до силопе- редающего элемента 17, определяется при

приводе соответствующими электронными приборами.

Нагрузочный узел 9 работает следующим

Нагрузочный узел крепится в корпусе стакана 7 с помощью гайки 32.

гидромониторной струи по всему радиусу 10 Изменение углового расположения сило- поверхности забоя. передающего элемента 17 нагрузочного узла На фиг. 1 изображен стенд для иссле- относительно насадок долота достигается за дования гидравлического воздействия гидромониторной струи долота на поверхность забоя; на фиг. 2 - нагрузочный узел но начального положения регистрируется стенда; на фиг. 3 - сечение А-А на в системе привода вращения шпинделя, 2. э значения узла

Стенд состоит из гидравлической герметичной камеры, включающей цилиндрический корпус 1, уплотненную крышку 2, от- водящий патрубок 3, оснащенный регулируе-20 ручном приводе червяка 12 с помощью мой задвижкой 4, и забоя, состоящего из отсчетного лимба, а при механизированном неподвижного основания 5, в котором на опорном подщипнике б эксцентрично относительно оси корпуса 1 размещен перевернутый металлический стакан 7, уплотненный j образом в основании резиновым кольцом 8.На верхний плоский торец игольчатого

В торцовой поверхности стакана вмон- штока 17 воздействует усилие, определяе- тирован нагрузочный узел 9, внутренняя мое суммой гидростатического и нормаль- полость которого с помощью гибкой труб- ной составляющей скоростного давления, ки 10 соединена с гидравлической каме- на нижний торец - только гидростарой стенда. Связь нагрузочного узла с 30 тическое давление. Таким образом, переме- электронной аппаратурой осуществляется по электрическому каналу 11 связи. С помощью червяка 12 стакан может поворачиваться вокруг своей оси. Испытуемое гидромониторное долото 13 устанавливается в гидравлической камере непосредственно 35 разуется в электрический сигнал тензо- над забоем и приводится во вращение пе- резисторами 16. реводником 14 с центральным каналом, по которому подается промывочная жидкость в гидравлическую камеру.

Чувствительный элемент состоит из упру- нормальной составляющей скоростного дав- гой консольной балки 15 равного сопро- ления струи с помощью подвижного штока 17 тивления с тензорезисторами 16, причем на рабочий конец балки упирается своим утолщенным концом силопередающий элемент, выполненный в виде щтока 17, верхний плоский конец которого установлен за- 45 ных точках различными чувствительными подлицо с поверхностью забоя, а нижний - элементами.

с возможностью взаимодействия с чувстви-Работа стенда происходит следующим

тельным элементом. Основание балки двумя образом.

винтами 18 подсоединено к сегментномуИспытуемое гидромониторное долото 13

выступу 19 застопоренной штифтом гайки 20. приводится во вращение с помощью пере- С помощью выходящего за пределы пре- 50 водника 14, через который во внутреннюю образователя винта 21, зафиксированного полость долота прокачивается промывочная кольцом 22, гайку 20 можно перемещать вверх и вниз во внутренней полости нагрузочного узла. К герметизированному

уплотни1/-ельным кольцом 23 корпусу 24 на-..

грузочного узла с одной стороны винтами 55 струй, которые, распространяясь в затоп- 25 подсоединяется герметизированная коль- ленном пространстве придолотной , цом 26 цилиндрическая крыщка 27, в которую вмонтирована герметизированная кольщение штока 17 вызывается только нормальной составляющей скоростного напора, действующего на верхний торец элемента 17. Это перемещение воспринимается упругой балкой 15 равного сопротивления и преобРегулировка напряженного состояния балки 15 производится винтом 21. Измерения распределения мгновенного значения

нагрузочного узла 9 позволяет сохранить только систематическую ошибку измерений и исключить случайные ошибки, которые имеют место при измерениях в различжидкость. В насадках долота происходит преобразование потенциальной энергии потока промывочной жидкости в скоростное давление истекающих гидромониторных

воздействуют на поверхность забоя. Это воздействие, характеризуемое в значительцом 28 втулка 29, которая является направлением для игольчатого штока 17. С нижней стороны в корпус вмонтированы штуцер 30 для подвода во внутреннюю

полость по трубке 10 давления из при- забойной зоны и патрубок 3, герметизирующий с помощью резиновой шайбы 3 вывод проводов из нагрузочного узла.

счет вращения долота, причем мгновенное значение угла поворота долота относительИзменение углового расположения сило- передающего элемента 17 нагрузочного узла относительно насадок долота достигается за но начального положения регистрируется в системе привода вращения шпинделя, э значения узла

а значения узла поворота стакана /, который однозначно связан с расстоянием от оси гидравлической камеры до силопе- редающего элемента 17, определяется при

Изменение углового расположения сило- передающего элемента 17 нагрузочного узла относительно насадок долота достигается за но начального положения регистрируется в системе привода вращения шпинделя, э значения узла

ручном приводе червяка 12 с помощью отсчетного лимба, а при механизированном образом На верхний плоский торец игольчатого

приводе соответствующими электронными приборами.

Нагрузочный узел 9 работает следующим

ручном приводе червяка 12 с помощью отсчетного лимба, а при механизированном образом На верхний плоский торец игольчатого

штока 17 воздействует усилие, определяе- мое суммой гидростатического и нормаль- ной составляющей скоростного давления, на нижний торец - только гидростатическое давление. Таким образом, переме- разуется в электрический сигнал тензо- резисторами 16.

щение штока 17 вызывается только нормальной составляющей скоростного напора, действующего на верхний торец элемента 17. Это перемещение воспринимается упругой балкой 15 равного сопротивления и преобштока 17 воздействует усилие, определяе- мое суммой гидростатического и нормаль- ной составляющей скоростного давления, на нижний торец - только гидростатическое давление. Таким образом, переме- разуется в электрический сигнал тензо- резисторами 16.

Регулировка напряженного состояния балки 15 производится винтом 21. Измерения распределения мгновенного значения

нормальной составляющей скоростного дав- ления струи с помощью подвижного штока 17 ных точках различными чувствительными элементами.

нагрузочного узла 9 позволяет сохранить только систематическую ошибку измерений и исключить случайные ошибки, которые имеют место при измерениях в различприводится во вращение с помощью пере- водника 14, через который во внутреннюю полость долота прокачивается промывочная

..

струй, которые, распространяясь в затоп- ленном пространстве придолотной ,

жидкость. В насадках долота происходит преобразование потенциальной энергии потока промывочной жидкости в скоростное давление истекающих гидромониторных

струй, которые, распространяясь в затоп- ленном пространстве придолотной ,

воздействуют на поверхность забоя. Это воздействие, характеризуемое в значитель

ной степени распределением мгновенного значения нормальной составляющей скоростного давления струи по отдельным точкам поверхности забоя, определяет эффективность работы промывочной системы до- лота и подлежит исследованию на стенде. Для исключения кавитационных явлений при истечении жидкости из насадок в гидравлической камере с помощью задвижки 4 создается заданный в зависимости от скорости истечения подпор промывочной жидкости.

Измерение мгновенного значения нормальной составляющей скоростного давления струи в отдельных точках, находящихся на различных расстояниях от центра забоя, достигается вращением стакана 7 с помощью червячной передачи, которая может иметь ручной или механизированный привод, например щаговым двигателем.

Эксцентриситет установки стакана 7 в основании 5 стенда выбран таким образом, что центр игольчатого силопередаю- щего элемента 17, воспринимающего измеряемое скоростное давление струи, описывает окружность, расстояние от точек ко- торой до центра забоя изменяется при повороте стакана от нуля до радиуса скважины. Таким образом, достигается возможность с помощью одного и того же чувствительного элемента проводить измерения в точках поверхности забоя, удален- ных на любое заданное расстояние от оси камеры.

5

5 0

Формула, изобретения

Стенд для исследования гидравлического воздействия гидромониторной струи долота на поверхность забоя, включающий гидравлическую камеру с отводящим патрубком, переводник ведущей штанги с центральным каналом, долото, забой, нагрузочный узел с чувствительным элементом, установленным в забое, отличающийся тем, что с целью повыщения достоверности информации пря исследовании распределения нормальной составляющей скоростного давления гидромониторной струи долота на поверхности забоя путем непрерывного измерения скоростного давления гидромониторной струи по всему радиусу поверхности забоя, он снаб.жен перевернутым металлическим стаканом, верхняя торцовая поверхность которого является частью забоя, и сило- передающим элементом, при этом нагрузочный узел закреплен в верхней торцовой поверхности перевернутого металлического стакана, а силопередающий элемент нагрузочного узла выполнен в виде щтока, верхний плоский конец которого установлен заподлицо с поверхностью забоя, а нижний- с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом, при этом перевернутый металлический стакан установлен эксцентрично оси гидравлической камеры с возможностью вращения относительно его продольной оси, а внутренняя полость нагрузочного узла гидравлически сообщена с гидравлической камерой.

Изобретение относится к буровой технике. Цель - повышение достоверности информации при исследовании распределения нормальной составляющей скоростного давления гидромониторной струи долота на поверхности забоя за счет непрерывного измерения скоростного давления гидромониторной струи по всему радиусу поверхности забоя. Для этого стенд имеет повернутый металлический стакан (С) 7, верхняя торцовая поверхность которого является частью забоя, силопередающий элемент, выполненный в виде штока 17. Верхний плоский конец последнего установлен заподлицо с поверхностью забоя. Нижний конец штока 17 расположен с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом. В верхней торцовой поверхности С 7 закреплен нагрузочный узел. Установлен С 7 эксцентрично оси гидравлической камеры с возможностью вра- ш,ения относительно его продольной оси. Внутренняя полость нагрузочного узла гидравлически сообщена с камерой. Эксцентриситет установки С 7- выбирается так, чтобы центр штока 17, воспринимающего измеряемое скоростное давление струи, описывал окружность, расстояние от точек которой до центра забоя изменяется при повороте С 7 от нуля до радиуса скважины. Т. о. достигается возможность с помощью одного чувствительного элемента проводить измерения в точках поверхности забоя, удаленных на любое расстояние от оси камеры. 3 ил. & (Л 4ik О5 00

±

Ф .3