Устройство для передачи информации по гидравлическому каналу Советский патент 1991 года по МПК E21B47/12 

Изобретение относится к,бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к контролю забойных параметров в процессе бурения скважин и передачи информации по гидравлическому каналу связи.

Цель изобретения - получение достоверного сигнала о достижении оптимальной нагрузки на долото.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - устройство в работе; на фиг.З - устройство, вид сверху; на фиг.6 - устройство с двумя клаланами, общий вид; на фиг.7 - сечение В-В на фиг.6; на фиг.З - сечение Г-Г на фиг.6.

Устройство для передачи информации состоит из муфты 1, присоединяемой к штоку 2, который взаимодейст- вует с ниппелем 3 корпуса 4 посредством подвижного телескопического соединения. Внутри корпуса 4 с помощью втулки 5 монтируется контейнер с втулкой 6 и запорным клапаном. Запорный клапан состоит из седла 7 и эапорно- го элемента, состоящего из тарелки 8, зафиксированной подпружиненным стопором 9. В тарелке 8 расположена разрывная диафрагма 10 с запорным коль- цом 11. На седле 7 установлена фиксирующая пружина 12 тарелки 8. Контейнер состоит из втулки 6 и днища 13, соединенных калиброванными штифтами 14, В ниппеле 3 установлены стопоры 15 перемещения штока 2.

Устройство работает следующим образом.

После включения устройства в компоновку бурильной колонны и спуска в скважину передача осевых нагрузок осуществляется через соединенные между собой корпус 4, упорную втулку 5 и втулку 6 контейнера, калиброванные штифты 14, днчща 13 на шток 3 и муфту 1 .

Передача вращения и крутящего момента осуществляется через корпус 4, ниппель 3, шток 2 и муфту 1.

В процессе бурения при передаче на долото оптимальной регламентируемой осевой нагрузки в устройстве происходит срез штифтов 14 и за счет перемещения днища 13 с подпружиненным стопором 9 срабатывает фиксирующий механизм тарелки 8. Под действием запорной пружины 12 тарелка 8 с диафрагмой 10 и стопорным кольцом 11 садится на седло 7, Перемещение штока 2 после среза штифтов 14 фиксируется стопорами 15.

При перекрытии гидравлического канала устройства запорным элементом происходит рост давления внутри колонны бурильных труб до давления разрушения диафрагмы 10. Устанавливается величина избыточного допустимого давления, исходя из материала диафрагмы 10 и технологических требований. Это избыточное давление фиксируется наземным манометром на пульте бурильщика.

Поскольку закрытие запорного клапана и рост давления внутри колонны бурильных труб происходят под воздействием регламентированной осевой нагрузки, то, сопоставляя величину осевой нагрузки по индикатору веса с зафиксированной регламентируемой осевой нагрузкой на долото, можно произвести соответствующую корректировку влияния сил сопротивления перемещению бурильной колонны, что позволит отработать догото в нужном режиме.

Допустим, что регламентированная нагрузка на долото составляет 17 т. По индикатору веса фиксируем цэнную нагрузку с учетом веса бурильной колонны в промывочной жидкости Г1ез учета влияния сил сопротивления п ремеще ния бурильной колонны при f, рении.

При глубине скважинн 3700 м вес инструмента достигает 50 т с учетом облегчения в промывочной жидкости плотностью 1,4 г/см . Таким -бразом, на индикаторе веса бупильщик зафиксирует нагрузку 33 т. Оцнакг Фактическая нагрузка на долото при бурунич скважин будет колебаться за сил сопротивления. Для того, чтобы узнать эту нагрузку, и кеобходмо использование предлагаемого устройства для фиксации осевой нагрузки в бурильной колонне. Колебания осевой нагрузки на долото за счет влияния сил . спро- тивления могут Fарьи овать в пределах i30% от регламентированной па- грузки.

Если регламентируемый циаплзоп осевой нагрузки большой, то в устройство можно установить два запорных диа- фрагменных клапана на пределт-нне нагрузки QA1MH и QMd№

При нагрузке Q ,ин срезаются калиброванные штифты 14 нижнего клапана и он срабатывает, а при нагрузке срезаются калиброванные штифты 16 верхнего клапана и он срабатывает. Зная зафиксированные величины осевой нагрузки QMMH и QMQKC и сопоставив их значения с показаниями индикатора веса и результатами бурения, можно выбрать оптимальную нагрузку на долото. Устройство устанавливается в любом месте колонны бурильных труб для определения распределения усилий в элементах колонны.

После извлечения из скважины устройство подлежит ревизии и подготовке к работе. Устанавливается диафрагма 10, фиксируется арелка 8 клапана, штифтуетсл днище 13 к втупкр 6 контейнера и когте.мнер монтируется в устройство. Аналогично проводятся

5

5

работы с устройством, имеющим два запорных диафрагменных клапана.

Многоразовое использование устройства поззолчет беэ изменения техни- кп-технологического режима бурения осуществлять регламентированную отработку долота.

Установка в запорном клапане разрывной диафрагмы, перекрывающей гид- пазлчческий канал, позволяет оперативно получить информацию о передаче необходимой осевой нагрузки.

Информация о фактических осевых нагрузках я б/рильной колонне позволяет увеличить срок эксплуатации элементов бурильной колонны, так как . влияние сил сопротивления переме- цению бурильной колонны не поддается анапитическому учету и распределение УСИЛИЙ в бурильной колонне по ствопу скважины не отражается наземными регистра горами.

Формула изобретения

1, Устройство для передачи ин- формапни по гидравлическому каналу, содержащее корпус, шток, запорный элемент с приводом, выполненным в виде подпружиненного стопора, и седло запорного элемента, о т л и ч а ю- щ е о с я тем, что, с целью получе

ния достоверного сигнала о дос ижеН1Ш опт мальной нагрузки на долото, оно снабжено размещенным между штоком и корпусом контейнером, включающим втулку, с которой скреплено седло, и установленное с возможностью

взаимодействия со стопором привода запорного элемента днище, причем втулка скреплена с днищем посредством калиброванных штифтов, а запорный

элемент выполнен с разрывной диафрагмой.

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными запорным элементом с разрывной диафрагм.к и приводом, выполненным в виде подпружиненного стопора, скрепленным с втулкой контейнера седлом и установленным с возможностью взаимодействия со стопором привода днищем, скреплен

ного с корпусом посредством калиброванных штифтов.

u

с

I

:k

ry

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к контролю забойных параметров и процессе бурения скважин и перед - чи информации по гидравлическому каналу связи. Цель изобретения - получение достоверного сигнала о достижении оптимальной нагрузки на долото. Устройство состоит из корпуса 4, штока 2, запорного элемента с приводом, выполненного в виде тарелки Р, зафиксированной подпружиненным стопором (ПС) Ч, и седла 7. Между штоком

I

Na

д гпф

C 7l«7Z91

Фиг 8