Способ регистрации вибрации бурильных труб на устье скважины и датчик для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК E21B47/12 E21B45/00 E21B47/16 

дуктивности, постоянно подмагничк™ вается.

Датчик для регистоации вибрации бурильных труб, содержащий чувствительный элемент и источник подачи энергии, выполнен в виде двух катушек индуктивности, концентрически расположенных относительно друг друга и относительно буровой гвубы, Внутрен- няя из катушек является сигнапьной, а внешняя служит для создания поля подмагничивания. Обе катушки размещены в цилиндрическом корпусе, выполненном из низкоуглеродчстой стали,, Торцы корпуса закрыты шайбами из того же материала,

Способ реализуется следующим образом.

За счет поля подмагяичивания происходит намагничивание элемента трубы находящегося внутри атушек датчика. За счет продольной вибрации намагниченный участок трубы перемещается внутри катушек и наводит в сигнальной катушке ЭДС„ Частота и амплитуда последней пропорциональны частоте и амплитуде вибрационных колебаний бурильной трубы„ Наведенная ЭДС в сигнальной катушке и является информационным сигналом, который усиливается и регистрируется.

Буровая установка включает породо- разрушающий инструмент 1s буровой станок 2, колонну бурильных труб 3 и вертлюг 4. На устье скважины на верху обсадной трубы 5 размещается датчик 65 первичная обмотка 7 которого соединена с усилителем 8 и регистрирующим устройством 9, вторичная обмотка 10 датчика соединена с источником 11 постоянього тока, датчик размещен внутри цилиндрической обечайки 12, изготовленной из низко- углеродистой стали} оЕечайка сверху и снизу закрывается шайбами 13 из того же металла„ Диаметры отверстий в шайбах равны внутреннему диаметру катушкио

Способ осуществляется следующим образом.

Вибрации, вызваннэю работой по- родоразрушающего инструмента 1 на забое скважины, приводимог во вращение и поступательное двичегпе буровым станком 2, распространяются в виде упругих механических колебаний по колонне бурильных труб 3 и устью скважины. Эти вибрацич вослринимают ,,

, -, 35 40 4-

30

50

55

ся датчиком магнитного поля вибрирующих доменов, амплитуда, форма и частота которых определена амплитудой, формой и частотой механических колебаний бурильных труб на устье скважины, вызванных работой породо- раэрушающего инструмента HP забое скважины. Эти электрические колеба ния поступают на усилитель и регистрирующее устройство. Намагничивание металла трубы в месте расположения сигнальной катушки увеличивает магнитный момент доменов, что увеличивает наводимую ЭДС в сигнальной катушке, т.е. увеличивается чувствительность способа измерений.

Внешнее магнитное поле, создаваемое катушкой индуктивности, по которой пропускается постоянный ток, позволяет поворачивать случайным образом ориентируемые вдоль линий домены и магнитное поле доменов увеличивается, что увеличивает чувствительность датчика, а соответственно, и способа.

Формула изобретения

1.Способ регистрации вибрации бурильных труб на устье скважины, включающий преобразование ьибрацион- ньгх перемещений труб в электрический сигнал., усиление этого сигнала и его регистрацию, отлича п щ и и с я тем, что, с целью повышения удобства и надежности регистрации за счет бесконтактного съема информационного сигнала с помощью катушки индуктивности, преобразование вибрационных перемещений труб в электрический сигнал производится путем генерирования за счет вибрации труб электрического сигнала в катушке индуктивности, при этом участок трубы, генерирующий электрический сигнал в катушке индуктивности, постоянно подмагничивается.

2.Датчик для регистрации вибрации бурильных труб на устье скважины, содержащий чувствительный элемент для снятия информационного сигнала с вращающейся трубы и источник подачи энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства и надежности регистрации за счет бесконтактного съема информационного сигнала, чувствительный элемент для снятия информационного сигнала выполнен в виде катушки индуктивности, концентрически расположенной относительно буровой трубы, источник подачи

//

Изобретение относится к технике измерения продольных колебаний бурильных труб (БТ) на устье скважины в процессе бурения. Цель изобретения - повышение удобства и надежности регистрации вибраций БТ за счет бесконтактного съема информационного сигнала с помощью катушки индуктивности. Для этого вибрационные перемещения БТ преобразуются в электрический сигнал, пропорциональный амплитуде и частоте перемещений. Преобразование осуществляется путем генерирования за счет вибрации БТ электрического сигнала в катушке (К) индуктивности. При этом участок трубы, генерирующий электрический сигнал, постоянно подмагничивается. Датчик (Д) для регистрации вибраций БТ выполнен в виде двух К, концентрически расположенных одна относительно другой и относительно БТ. Внутренняя К является сигнальной, а внешняя служит для создания поля подмагничивания. Обе К размещены в цилиндрическом корпусе из низкоуглеродистой стали, закрытом с торцов шайбами из того же материала. За счет поля подмагничивания намагничивается элемент БТ внутри Д. За счет вибрации намагниченный участок БТ перемещается внутри Д и наводит ЭДС в сигнальной К, которая и является информационным сигналом. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.