Глубинный датчик частоты вращения забойного двигателя Советский патент 1990 года по МПК E21B47/12 E21B45/00 E21B47/18 

Изобретение относится к средствам контроля забойных параметров процесса бурения нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения - повышение надежности работы датчика и повышение помехоустойчивости передачи забойной информации.

На фиг01 показана конструкция глубинного датчика; на фиг, 2 и 3 - вид А на фиг ,1 ,

Датчик содержит корпус 1, в котором установлен неподвижный диск 2, зафиксированный кольцом 3, Планетарный редуктор состоит из центрального неподв.ижного колеса 4 (коронки) рубчатого колокольного колеса5выполненного заодно с подвижным диском 5 и сдвоенного сателлита 6, свободно посаженного на эксцентричной шейке полого вала 7, имеющего хвостовик 8, для передачи вращения от вала забойного двигателя 9, Редуктор находится в герметичной камере, заполненной маслом, а подвижные элементы установлены на опорных подшипниках, Польй вал 7 имеет возможность пропуска внутри себя промывочной жидкости с малыми гидравлическими потерями.

Датчик работает следующим образом.

От вала забойного двигателя 9 через хвостовик 8 вращение передается полому валу 7, который своей эксцентричной шейкой окатывает нижнюю шестерню сдвоенного сателлита 6 по неподвижной коронке 4, а верхняя шестерня сателлита 6 редуцированно передает вращение центральному колокольному колесу, выполненному заодно с подвижным диском 5, которое вращается относительно неподвижного диска 2, Причем неподвижный 2 и подвижный 5 диски установлены соосно и имеют равнопроходное сечение cei-

ментной Формы,

При вращении забойного двигателя диски 2 и 5, расположенные один под другим, образуют прямоточное сужающее устройство диафрагменного типа

с переменной площадью сечения изменяющегося от FMMH до FMOIKC (вид А на фиг,2 и 3),

Значение коэффициента передачи планетарного редуктора выбирается таким образом, чтобы в рабочей зоне частоты вращения забойного двигателя частота вращения подвижного диска 5 составляла 0,01-0,2 с 1 , что соответ- ствует оптимальной частоте распространения, помехозащищенного гидравлического сигнала по каналу связи,сформированного сужающим устройством,

Диафрагма, как вид местного гидравлического сопротивления, имеет наибольший коэффициент гидравлического сопротивления, который не завис ит от скорости жидкости, ее свойств, а

определяется только геометрией сечения. При относительном движении подвижного 5 и неподвижного 2 дисков, сегментная форма соосных отверстий позволяет за один оборот изменять площадь для прохода жидкости от FMHH Д° мякс . Соотношение этих площадей определяет величину перепада давления при формировании информационного импульса.

Повышение надежности датчика обес печивается упрощением конструкции, исключением больших осевых нагрузок на механизм привода клапана, характерных для клапанных устройств фор мирования гидроимпульса, значительным снижением гидроабразивного износа, вызываемого резкими изменениями скорости движения промывочной жидкости в подклапанном пространстве.

Повышенная помехоустойчивость передачи забойной информации обеспечивается использованием диафрагменного способа получения полезного сигнала, при котором сигнал имеет форму колокольного импульса большой длительности. Последнее свойство сигнала снижает вероятность его маскирования короткой помехой, а колокольная Аорма сигнала, имеющая наиболее узкий частотный спектр, обеспечивает его передачу по гидравлическому

5

каналу связи с минимальными искажениями.

Формула изобретения

Глубинный датчик частоты вращения забойного двигателя, содержащий корпус, редуктор и механизм формирования гидроимпульсов, который через редуктор соединен с забойным двигателем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы датчика и повышения помехоустойчивости передачи забойной информации, механизм формирования гидроимпульсов выполнен в виде двух со- осно расположенных дисков с отверстиями, один из которых жестко закреплен в корпусе, а другой связан с выходным валом редуктора, при этом отверстия на дисках имеют равнопро- ходное сечение и выпопнены в форме сегментов.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля забойных параметров процесса бурения нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы датчика и помехоустойчивости передачи забойной информации. Для этого механизм формирования гидроимпульсов датчика выполнен в виде соосно расположенных дисков (Д) 2 и 5 с отверстиями равнопроходного сечения сегментной формы. При этом Д 2 закреплен в корпусе датчика, а Д 5 через редуктор приводится во вращение от забойного двигателя. Вращение от забойного двигателя 9 через поводок 8 передается полому валу 7, который своей эксцентричной шейкой окатывает нижнюю шестерню сдвоенного саттелита 6 планетарного редуктора по неподвижной коронке 4. Верхняя шестерня саттелита 6 передает вращение центральному колокольному колесу, выполненному заодно с Д 5. При вращении Д 5 относительно Д 2 образуется сужающее устройство диафрагменного типа с переменной площадью сечения. За один оборот Д 5 площадь перекрытия отверстий Д 2 и 5 изменяется от минимального до максимального значения. Соотношения этих площадей определяют величину изменения гидравлического сопротивления механизма формирования гидроимпульсов и значение амплитуды полезного сигнала. 3 ил.

ВидА

Фиг.Ј

Фиг.З